Introduktion Med STEP understøttelse i PCB Editor er der mulighed for at få et mere realistisk 3D billede af ens PCB Design.

OrCAD / Allegro PCB Editor STEP model workshop Introduktion Med STEP understøttelse i PCB Editor er der mulighed for at få et mere realistisk 3D billede af ens PCB Design. Indholdsfortegnelse OrCAD / Allegro PCB Editor STEP model workshop...1 Introduktion...1 Krav... 1 MODUL 1: STEP modeller i PCB Editor...1 Overview... 1 STEP modeller... 2 STEP viewere... 2 STEP model direktorier... 2 Øvelse 1: Defining the steppath Allegro env setting:... 2 Symbol til STEP model mapning... 3 Vigtigt note: Visning af STEP modeller kræver PLACE_BOUND data... 3 Øvelse 2: Mapning af STEP modeller til footprints (symboler)... 3 Øvelse 3: 3D Viewer med visning af STEP modeller... 13 MODUL 2: Mapning af mekaniske STEP Modeller.... 17 Overview... 17 Mapning af mekaniske STEP modeller... 17 Øvelse 1: Mapping a Mechanical STEP Model to a Board Drawing:... 17 MODUL 3: Eksport af printet i STEP format... 21 Overview... 21 Øvelse 1: Exporting Board STEP model... 21 MODUL 4: Mapning af STEP modeller i symbol editoren.... 24 Overview... 24 Mapning af STEP modeller... 24 Øvelse 1: Mapping a STEP modeller til symboler... 24 Krav Beskrivelsen baser sig på OrCAD og Allegro PCB Editor version 16.6 s014 (Update Release 3). MODUL 1: STEP modeller i PCB Editor Overview 3D vieweren i PCB Editor baserer sig på det åbne designs lag synlighed og objekt udvælgelse. Med update release 2 bliver der mulighed for at tilknytte STEP modeller til footprints samt mekaniske symboler. Derudover kan der tilføjes mekaniske elementer som rammer, køleplader mv. i form at STEP modeller. Efterfølgende kan printet vises med de anvendte STEP modeller og printet kan eksporteres i STEP format. Dette giver markedets stærkeste løsning mht. ECAD-MCAD integration idet der også understøttes flere udgaver af DXF, IDF og IDX. I det følgende beskrives Sådan Mappes STEP modeller til PCB Editor symboler Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 1 af 29

Sådan anvendes STEP modeller i 3D vieweren Sådan tilknyttes en STEP model for en kasse Sådan eksporteres et board som STEP model STEP modeller STEP modeller er XML formaterede filer der beskriver de grafiske detaljer for en fysisk komponent. Der er pt. 2 STEP model formater der understøtter de fleste elektriske og mekaniske komponenter på et PCB. Standarderne håndteres af ProSTEP ivip og er ofte refererede som AP203 og AP214. Der foregår i øjeblikket et arbejde på at samle disse 2 standarder i et fælles format navngivet AP242, indtil dette arbejde er afsluttet giver AP214 den mest detaljerede beskrivelse af komponenter og er derfor den mest anvendte Se bl.a. mere information om STEP modeller på disse sider: http://step.nasa.gov/help/faq.html http://www.prostep.org http://www.prostep.org/en/projects/step-ap-242.html STEP viewere Der er indtil flere gratis 3D STEP viewere som kan downloades. Hvis STEP eksport fra PCB Editor skal testes, så anbefales det at downloade og installere en sådan. STEP model direktorier STEP modeller bør placeres i et direktorie på tilsvarende vis som andre PCB Editor bibliotekselementer. Der bør defineres et direktorie som alle brugere som et minimum skal have læserettigheder til, dette direktorie skal så tildeles til den indbyggede søgesti for STEP modeller, nemlig steppath. Denne PCB Editor miljøvariabel kan defineres via user preference editoren. Øvelse 1: Defining the steppath Allegro env setting: Start PCB Editoren Vælg File Open og åben filen start_step.brd fra STEP workshop direktoriet Fra PCB Editoren vælg Setup User preferences I User preference editoren, åben Paths Library Vælg nu kategorien Paths, derefter Library og vælg så steppath Angiv nu stien til der hvor STEP modellerne findes o (der følger et eksempel direktorie med i denne workshop pakke) Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 2 af 29

Tryk OK indtil User preference editoren er lukket. Symbol til STEP model mapning STEP modeller tilknyttes footprints og mekaniske symboler vha. en mapningsfunktion. Denne funktion angiver hvilken STEP model der skal anvendes for symbolet samt offset information for at positionere STEP modellen korrekt i 3D vieweren samt i forbindelse med STEP eksport. STEP modeller har ikke et standardiseret nulpunkt og orientering i forhold til 2D modeller. Mange STEP modeller har nærmere et nulpunkt i det absolutte center af modellen, men heller ikke det er der en garanti for. Orienteringen vil også variere fra model til model, så den korrekte placering af STEP modellen i forhold til et footprint kan kræve tilpasning af rotation omkring x,y og/eller z aksen samt positionering i forhold til x,y og /eller z-aksen. STEP model mapningsfunktionen hjælper med denne tilpasning af modellen til symbolet. Vigtigt note: Visning af STEP modeller kræver PLACE_BOUND data For at få vist STEP modeller i den indbyggede 3D viewer skal footprintet have et PACKAGE GEOMETRY PLACE_BOUND_TOP eller PLACE_BOUND_BOTTOM element. Øvelse 2: Mapning af STEP modeller til footprints (symboler) Note: Øvelse 1 må være gennemført før øvelse 2 Brug det åbne board fra øvelse 1 (start_step.brd) Vælg Setup Step Package Mapping Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 3 af 29

STEP Package Mapping funktionen åbnes Available Packages listen viser symboler i det åbne board med mulighed for at filtrere på navn eller om der er tilknyttet en STEP model (Symbols missing STEP model) Available Step Models viser en liste over STEP modeller i de angivne stier under steppath i user preference editoren, listen kan filtreres på navn. Derudover vil Path knappen vise de stier der er konfigureret for STEP modeller. Graphics viser de grafiske data for symbolet og STEP modellen og har forskellige view indstillinger i bunden der hjælper med mappe STEP modellen til symbolet. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 4 af 29

View: gør det muligt at betragte symbol og model fra forskellige vinkler. Transparent: gør den valgte visning transparent. Overlay: placerer symbol og STEP modellen over hinanden for nemmere mapning Hide board: fjerner visningen af boardet STEP color: anvender farver defineret i STEP modellen? : viser farve definitionen for de forskellige objekter Map STEP Model giver mulighed for at rotere og forskyde STEP modellen således at den passer med symbolet. Report viser en rapport med detaljer omkring mapningen mellem STEP modellen og footprintet. Save gemmer STEP model navnet på footprintet samt de aktuelt indtastede rotations og forskydningsdata. Delete fjerner STEP model og mapningsdata fra symbolet. Close lukker dialogboksen (uden at gemme) Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 5 af 29

I listen over Available Packages, vælg CC5V-T1A. Grafikken for dette symbol vises I listen Available STEP models, vælg xtal_smt.stp STEP modellen. Grafikken for den valgte STEP model vises. Det er et eksempel på en AP-214 STEP model, bemærk at detalje niveauet og farverne. Det kan straks ses at nulpunktet på symbolet og STEP modellen ikke er ens, for at se nærmere på forskellene så gør følgende Sæt Transparent=Symbol og sæt View=TOP Bemærk nu forskellen i nulpunkt på symbol og STEP model. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 6 af 29

Lav nu en overlay visning ved at vælge Overlay for at få helt klarhed over forskellene. Her kan det ses at STEP modellen skal x og y forskydes. Når der er indtastet en værdi trykkes på TAB for at springe til den næste, samtidig roteres/forskydes STEP modellen i forhold til de indtastede værdier. Brug IKKE enter /return tasten, det vil lukke dialogboksen Sæt følgende offset værdier: Offset X = 2.0500 (Tab) Offset Y = -0.7500 (Tab). Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 7 af 29

Efterhånden som værdierne indtastes flyttes STEP modellen i forhold til symbolet. Sæt View = Front. Det kan nu ses at STEP modellen er korrekt placeret i z-retningen i forhold til z-aksen, så der ikke er behov for nogen forskydning i z-aksen. Vælg Save for at gemme den aktuelle mapning for symbolet. Herefter disables save knappen. Vælg Close for at lukke STEP Package Mapping funktionen I PCB Editoren, find symbolet Y1 (øverste venstre hjørne af printet) og lav en show element på Y1 Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 8 af 29

. Show Element viser hvilken STEP model der er tilknyttet symbolet samt forskydning i orientering og offset. Disse properties er en del af symbol definitionen og kan kun ændres med STEP Package Mapping funktionen (og ikke med normal Edit Properties). Når mapningen af STEP modeller til symboler er færdig kan symbolerne eksporteres med denne information vha. File Export Libraries Luk Show Element vinduet Åben STEP Package Mapping funktionen. (Setup Step Package Mapping ) Valg af symboler der skal tilknyttes en STEP model kan også foregå ved udvælgelse af symbol direkte i PCB Editoren. Med STEP Package Mapping vinduet åbent, venstreklik på J1 (sidder til venstre) på boardet. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 9 af 29

Nu er symbolet for J1 udvalgt og kan tilknyttes en STEP model. Under Available STEP models skriv 877* i Name feltet og tryk på TAB STEP modellerne der matcher det angivne søgekriterie vises Venstreklik på 877159000.stp for at vælge modellen. Herefter vises grafikken for STEP modellen, den viste model er af typen AP-203 (nogle detaljer, men ingen farve angivelser) Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 10 af 29

Det kan ses at nulpunktet og orienteringen ikke passer sammen. For at få orienteringen til at passe indtastes Rotation X = 180 efterfulgt at TAB STEP model er nu placeret på den korrekte side. Vælg View = Top og sæt Transparent = Symbol og vælg Overlay Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 11 af 29

Det kan ses at STEP modellen er x y forskudt i forhold til symbolet. Sæt Offset X = 9.6000 (Tab) Offset Y = -1.200 (Tab) Nu matcher STEP modellen og symbolet I x og y retningen. Vælg View = Front. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 12 af 29

Det kan ses at komponenten går ind i selve printets overflade og derfor skal forskydes i z-retningen Forskyd stikket så det hviler på printet: Offset Z =.500 (Tab) Stikket sidder nu korrekt, tryk Save for at gemme de indtastede data Close STEP Package Mapping funktionen Gem boardet under et nyt navn med File Save as og giv det navnet mapped1.brd Øvelse 3: 3D Viewer med visning af STEP modeller Note: Øvelse 1 og 2 skal være gennemført før øvelse 3. Når mapningen er færdig vil 3D vieweren vise den grafiske repræsentation fra STEP modellerne. Visningen i vieweren baserer sig på de aktuelle synlige lag i PCB Editoren. Kun synlige objekter vises i vieweren, for at kunne se 3D STEP modellerne skal følgende CLASS/SUBCLASSES være synlige i PCB Editoren PACKAGE GEOMETRY/PLACE_BOUND_TOP PACKAGE GEOMETRY/PLACE_BOUND_BOTTOM MANUFACTURING/STEP3D_ASSEMBLY_ENCLOSURE Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 13 af 29

Åben Color Dialog vinduet og verificer at PACKAGE GEOMETRY/PLACE_BOUND_TOP, PACKAGE GEOMETRY/PLACE_BOUND_BOTTOM og MANUFACTURING/STEP3D_ASSEMBLY_ENCLOSURE er sat til synlige. Vælg 3D viewer ikonet I PCB Editoren 3D vieweren åbner nu med komponenterne repræsenteret med grafikken fra STEP modellerne. I det eksemplet er der 2 problemer med den store capacitor o Forkert mapning idet den går gennem printet o Den kolliderer med 68 bens PLCC kredsen Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 14 af 29

Med det aktuelle z-offset for de viste LED komponenter vil der ikke være nogen collision med modstandene. Mekaniske STEP modeller er transparente som standard. 3D vieweren giver 2 muligheder for at styre synligheden af denne type modeller o Vælg View STEP Models Solid Assembly and Enclosure Parts. Nu bliver de mekaniske STEP modeler vist som solid I stedet for transparente. o Vælg View STEP Models Solid Assembly and Enclosure Parts igen for at skifte tilbage til transparent visning Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 15 af 29

o Vælg View STEP Models Hide Assembly and Enclosure Parts. Nu skjules de mekaniske STEP modeller fra vieweren. o Vælg View STEP Models Hide Assembly and Enclosure Parts for at vise de mekaniske STEP modeller igen. Luk 3D vieweren med File Exit Individuelle komponenter eller grupper af udvalgte komponenter kan ses i 3D vieweren. Find C12 og placer musen over symbolet, Højreklik 3D View 3D vieweren starter og viser STEP modellen for netop dette symbol. STEP modellen og benene (hvis de er sat synlige) vises. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 16 af 29

MODUL 2: Mapning af mekaniske STEP Modeller. Overview Visningen af STEP modeller i 3D vieweren giver en mere virkelig repræsentation af printet med komponenter. Muligheden for at tilføje og vise andre typer objekter som køleplader, kasser, rammer mv. gør repræsentationen endnu mere sandfærdig. Løsningen giver netop denne mulighed og når de er blevet tilknyttet til printet vil 3D vieweren vise disse objekter. Mapning af mekaniske STEP modeller De mekaniske STEP modeller skal findes indenfor den definerede steppath. Herefter vil STEP Package Mapping funktionen vise de mekaniske STEP modeller i listen over Available STEP Models. Funktionen indeholder 2 knapper Add Mech og Delete Mech Add Mech : Opretter et mekanisk symbol på printet der repræsenteres af den valgte mekaniske STEP model. Orientering og nulpunkt på STEP modellen skal angives i forhold til printets nulpunkt. Delete Mech...: Sletter det valgte mekaniske symbol fra printet og sletter tilknytningen til en STEP model. Øvelse 1: Mapping a Mechanical STEP Model to a Board Drawing: Note: Øvelserne fra Modul 1 skal være gennemført for at fortsætte Åben printet der blev gemt i sektion 1 (mapped1.brd.) Vælg Setup Step Package Mapping Under Available Packages klik på Add Mech... En dialogboks vil bede om et navn på den mekaniske component. Navnet får automatisk et prefix STEP3D_MECH_ og kan ikke ændres. Navnet der angives tilføjes til dette prefix Tilføj cage til navnet og tryk på OK. Det mekaniske symbol indgår nu i listen over Available Packages. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 17 af 29

Vælg check boksen Symbols Missing STEP model. Herefter vises det netop oprettede mekaniske symbol, idet der ikke er tilknyttet en STEP model. Vælg STEP3D_MECH_CAGE i listen. Boardet vises nu i Package definition visningen i dialogboksen. Under Available STEP Models skriv r* i Name filter feltet og tryk TAB I listen over resultater, vælg Rail Enclosure Lid EN-DRE-14-11.step. Herefter vises den valgte STEP model placeret på top laget i printets nulpunkt (0,0). Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 18 af 29

Vha. Rotation og Offset placers den mekaniske STEP model korrekt på printet. o Rotation X = 270.0 o Offset X = 10.00 Y = -26.8 Z = 20.00 Når dette er udført tryk Save for at gemme offset og tilknytning af STEP modellen. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 19 af 29

Luk nu mapping funktionen. Et board symbol navngivet STEP3D_MECH_CAGE er nu placeret i printets nulpunkt. Brug Show Element til at vise detaljerne omkring dette symbol (placer musen over 0,0 indtil den viser et datatip for symbol STEP3D_MECH_CAGE og højreklik Show Element). Start 3D vieweren og den mekaniske model vises nu Luk 3D vieweren. Gem boardet som Full_Mapped_board vha. File Save as Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 20 af 29

MODUL 3: Eksport af printet i STEP format Overview STEP funktionaliteten i PCB Editor gør det muligt at eksportere printet som en STEP model, denne kan efterfølgende importeres ind i mekanik værktøjer for videre behandling. STEP eksport understøtter 3 formater - AP203, AP204 og AP242, derudover kan der vælges enhed samt en række andre tilvalg for at minimere filstørrelsen eller maksimere detaljeringsgraden af den resulterende STEP model. Bemærk: Hvis der eksporteres STEP modeller og kobber data så vil det ofte resultere i meget store STEP model filer. Øvelse 1: Exporting Board STEP model Note: Øvelserne fra Modul 1 og 2 skal være gennemført for at fortsætte Åben boardet fra før Modul 2 (Full_Mapped_Board.brd) Vælg File Export Step. STEP eksport dialogboksen vises Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 21 af 29

Output File Name: Navnet opå STEP modellen som eksporteres (er som standard navnet på det åbne board). Output Units: Valget af enhed for den eksporterede STEP model. Det er enten Millimeter, Micron eller Inch. (er som standard det samme format som boardet) STEP Protocol: Der kan vælges mellem 3 protokoller, AP-203, AP-214 og AP-242 (standard er AP-214) Source Identification: Er en identification af hvor STEP modellen stammer fra (standard er den aktuelle version af PCB Editor) Export Options Parts with STEP Models: Den eksporterede STEP model inkluderer STEP modellerne der er mappet i boardet. Parts without STEP models: Hvis der er symboler uden en STEP model eksporteres PACKAGE GEOMETRY/PLACE_BOUND_TOP/BOTTOM. Assemblies and Enclosure Parts: Eksporterer STEP3D_MECH modellerne oprettet med STEP Package Mapping funktionen. Mechanical Holes: Inkluderer mekaniske huller fra boardet i den eksporterede STEP model. External Copper (Traces, Pads, Shapes): Eksporterer yderlags kobber, pins og shapes (ETCH/TOP og ETCH/BOTTOM).Når denne option er slået til vil der komme en advarsel om at den eksporterede fil kan blive meget stor. Bare board: Med denne option er det kun det fysiske print, de mekaniske huller samt baner der eksporteres, alle andre optioner fravælges. Compress output file (.zip): Pakker de eksporterede data i en zip fil Export: Kører eksport funktionen Close; Lukker eksport dialogboksen Viewlog : Viser log filen for STEP eksport. Angiv Export Options som vist herunder Klik på Export knappen Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 22 af 29

Når eksporten er færdig, tryk på Viewlog... for at se et resume af STEP eksport Vælg Close for at lukke STEP eksport funktionen Luk evt. PCB Editoren Den eksporterede STEP fil Full_mapped_board.stp er gemt i det aktuelle job direktorie. Hvis der er installeret en STEP model viewer kan filen hentes ind i denne. Her over vises den eksporterede STEP model i en gratis STEP model viewer Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 23 af 29

MODUL 4: Mapning af STEP modeller i symbol editoren. Overview STEP modeller kan tilknyttes til symboler i print i PCB Editoren. For at bevare mapningen kan File Export Libraries benyttes til at dumpe alle bibliotekerne fra boardet. Derudover kan STEP modellerne også tilknyttes til symbolerne direkte i biblioteket. Mapning af STEP modeller I Symbol editoren tilknyttes STEP modeller til symboler på samme måde som i PCB Editoren. Referer til MODUL 1, Øvelse 1 med hensyn til opsætning af stier til STEP model direktorierne. Med STEP Package Mapping funktionen vælges den ønskede STEP model, der angives rotation og offset hvorefter data gemmes i symbolet. Herefter vil alle boards der anvender dette symbol have mapningsdata og kunne vises i 3D vieweren med STEP modeller. Note: For en detaljeret gennemgang, se beskrivelsen af STEP Package Mapping funktionen i MODUL 1, Øvelse 2. Øvelse 1: Mapping a STEP modeller til symboler Åben filen vert_axial.dra i symbols direktoriet. I Symbol editoren vælges Setup Step Package Mapping Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 24 af 29

I listen over Available STEP models vælg Axial Resistor-Vertical.step. Nu vises STEP modellen for resistoren Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 25 af 29

Angiv følgende o View = TOP o Transparent = Symbol o Overlay = enabled STEP modellen og footprint symbolet er korrekt roteret og orienteret men mangler at blive forskudt i x-aksen Angiv Offset X = 1.25 og tryk på TAB Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 26 af 29

Sæt view = Front. STEP modellen og footprintet viser en lille forskel i højde, tilpas denne ved at sætte Offset Z = 0.5 og tryk på TAB Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 27 af 29

Footprintet og STEP modellen passer nu sammen, gem disse data ved at trykke på Save. Tryk Close for at lukke dialogboksen I Symbol editoren vælg Edit Properties I Find panelet ude til højre, vælg Drawing under Find By Name. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 28 af 29

Show properties vinduet viser tilknytningen af STEP modellen til symbolet. Disse properties er indlejrede I symbolet og bliver importeret ind i board filerne sammen med symbolet. Luk Show Properties vinduet og afslut Edit Properties kommandoen med Højreklik Done Gem footprint symbolet File Save Luk Symbol editoren med File Exit The following are trademarks or registered trademarks of Cadence Design Systems, Inc. 555 River Oaks Parkway, San Jose, CA 95134 Allegro, Cadence, Cadence logo, Concept, NC-Verilog, OrCAD, PSpice, SPECCTRA, Verilog Other Trademarks All other trademarks are the exclusive property of their prospective owners. NOTICE OF DISCLAIMER: Nordcad Systems A/S is providing this design, code, or information "as is." By providing the design, code, or information as one possible implementation of this feature, application, or standard, Nordcad Systems A/S makes no representation that this implementation is free from any claims of infringement. You are responsible for obtaining any rights you may require for your implementation. Nordcad Systems A/S expressly disclaims any warranty whatsoever with respect to the adequacy of the implementation, including but not limited to any warranties or representations that this implementation is free from claims of infringement and any implied warranties of merchantability or fitness for a particular purpose. Nordcad Systems A/S support@nordcad.dk Side 29 af 29