EESchema: Criar / Editar Esquemas
Capítulo 5:
5.4.1 - Carregar e posicionar um componente
5.4.2 - Editar/Modificar um componente já colocado
5.4.2.1 - Modificar um componente
5.4.2.2 - Modificar um campo de um componente
5.5.2 - Establecer conexões (Cabos e Etiquetas)
5.5.3 - Estabelecer conexões (Barramento)
5.5.3.1 - Membros de um barramento
5.5.3.2 - Conexões entre membros de um barramento
5.5.3.3 - Conexões globais entre barramentos
5.5.4 - Conexão de alimentações
5.5.5 - Utilização dos símbolos "Não Conectado"
5.7.2 - Navegar pela Hierarquia
5.7.3 - Criar uma hierarquia. Generalidades
5.7.4 - Colocar um símbolo de hierarquia
5.7.5 - Colocar Conexões: Pinos hierárquicos.
5.7.5.1 - Colocar Conexões: Etiquetas Globais
Um esquema pode ser representado em uma única folha, mas a maior parte das vezes são necessárias várias folhas.
Um esquema representado em várias folhas se denomina então hierárquico, e o conjunto destas folhas (cada uma representada por um arquivo própio) constitue para EESchema um projeto.
O projeto é constituido pelo esquema principal, chamado esquema "raíz"(ou "root"), e os sub-esquemas que compoem a hierarquia.
Para que EESchema possa, a partir do esquema raíz, encontrar os demais arquivos do projeto, é necessário seguir umas regras de desenho que serão descritas posteriormente.
Para o programa se falará de projeto, tanto para os esquemas reduzidos a uma só folha como para os esquemas multifolha em hierarquia.
Por outro lado, um capítulo especial explica a utilização da hierarquia e suas particularidades.
Um esquema criado com EESchema é mais que uma simples representação de uma montagem eletrônica.
É normalmente o ponto de entrada de uma seqüência de desenvolvimento que permite:
- Controlar as regras elétricas (controle E.RC.), que possibilita detectar automaticamente erros ou omissões no esquema.
- Gerar automaticamente a lista de componentes.
- Gerar "netlists" para simular o funcionamento com programas de simulação como o Pspice.
- Gerar "netlists" para produzir circuitos impressos (PCBNEW). O controle de coerência entre o esquema e o circuito impresso é automático e instantâneo.
Para que se possa aproveitar todas estas possibilidades, se deve respeitar certas obrigações e convenções, evitando assim, surpresas desagradáveis e erros.
Um esquema é constituído principalmente por componentes, cabos de conexão ou "fios", etiquetas, junções, barramentos e alimentações.
Para ter mais clareza no esquema pode-se colocar elementos puramente gráficos como as entradas de barramento, comentários e linhas de marcação para enquadrar sub-circuitos.
O programa de esquemáticos trabalha a partir de bibliotecas de componentes
Além dos arquivos de traçados, o arquivo netlist é particularmente importante porque é o que os demais programas utilizam.
Um arquivo netlist fornece a lista de componentes e a lista de conexões resultante do esquema.
Existe (infelizmente para o usuário) um grande número de formatos de netlist, dos quais alguns são mais conhecidos. É o caso do formato Pspice, por exemplo.
Para
carregar um componente, utilizar a ferramenta
Para colocar o novo componente, clicar na posição desejada.
Uma janela permite escrever o nome do módulo que se deseja carregar.
A janela mostra um histórico com os últimos elementos carregados.
Se escrever somente "*", ou selecionar o botão Listar tudo, EESchema mostra a lista de bibliotecas e depois a lista dos componentes disponíveis.
Se escrever o símbolo = seguido de palavras chaves, EESchema mostra a lista dos componentes disponíveis restringida aos módulos que incluem em sua lista de palavras chaves todas as palavras chaves escritas.
Pode-se também listar uma seleção: por exemplo, se escrever LM2*, todos os componentes cujos nomes comecem por LM2 serão listados.
O componente selecionado aparece na janela em modo deslocamento.
Pode-se, antes de colocar na posição desejada (clicar com o botão esquerdo do mouse), fazê-lo girar 90 graus (e por rotações sucesivas 180 e 270 graus), colocá-lo em posição espelho segundo o eixo X ou o Y ou selecionar sua representação transformada (clicar com o botão direito do mouse para ativar o menu de edição rápida).
Se poderá, evidentemente, fazer isso tudo também depois de posicioná-lo facilmente.
Se o componente exato desejado não existe, pode-se, a maioria das vezes, carregar um componente análogo e modificar depois seu valor: se deseja um 54LS00 pode-se carregar um 74LS00, editar o valor 74LS00 e troca-lo por 54LS00
Abaixo é mostrado um componente sendo posicionado:
Há dois tipos de edição.
- A modificação (posição, orientação, seleção da representação de um elemento) do próprio componente.
- A modificação de um dos campos (referência, valor ou outros) do componente.
Quando um componente acaba de ser colocado, você pode ter que modificar seu valor (particularmente para as resistências, condensadores...), mas não é útil lhe atribuir imediatamente um número de referência ou selecionar o elemento (para os componentes com múltiplos elementos como o 7400).
Isto pode ser feito automaticamente pela função de numeração automática.
Posicionar o cursor do mouse sobre o componente (não sobre um campo). Pode-se então:
Clicar 2 vezes com o botão esquerdo do mouse para abrir o quadro de edição completo do componente.
Clicar com o botão direito do mouse para abrir o menu pop-up e utilizar um dos comandos mostrados (Mover, Orientar, Editar, Deletar).
Pode-se modificar o conteúdo, a posição, a orientação, o tamanho e a visibilidade de cada campo.
Para as edições simples, posicionar o cursor do mouse sobre o texto do componente e escolher:
- Dar um clique duplo com o botão esquerdo do mouse para abrir o quadro de modificação de texto.
- Dar um clique com o botão direito do mouse para abrir o menu pop-up e utilizar um dos comandos mostrados (Mover, Rotacionar, Edita, Deletar (se não for o campo valor ou referência).
Para edições mais completas ou para criar campos, dê um duplo clique no componente correspondente para abrir a caixa de diálogo de propriedades a seguir:
Agora é possível editar todos os campos extras:
Cada campo pode ser visível ou não , e ser horizontal ou vertical.
A posição mostrada (e modificável) é sempre indicada para um componente normal (sem rotação ou espelho) e é relativa ao ponto de ancoragem do componente.
Todos os elementos de desenho podem ser colocados através da barra de ferramentas da direita.
Estes elementos são:
Componentes.
Alimentações.
Cabos de conexão (Fios) para as conexões normais.
Barramentos (que só servem para conectar as etiquetas de barramento e dar estética ao desenho)
Linhas de pontos, para apresentação gráfica.
Uniões, para forçar a conexão de cabos ou barramentos que se cruzem.
Entradas de barramento, tipo cabo/barramento ou barramento/barramento, por estética ao desenho.
Etiquetas para as conexões usuais.
Etiquetas globais, para conexões entre folhas da hierarquia.
Textos de comentário.
"Não Conectado" (símbolos de Não Conectado).
Nota:
Os símbolos de alimentação, na verdade componentes, são colocados tanto através do menu de gerenciamento de componentes quanto pelo botão especial Adicionar alimentações.
Existem duas maneiras de establecer conexões:
- Traçar cabos ( Fios ) de pino a pino.
- Utilizar as etiquetas.
A figura a seguir mostra os dois métodos:
Nota 1:
O ponto de "contato" ou de ancoragem de uma etiqueta fica no canto esquerdo debaixo da primeira letra da etiqueta.
Este ponto deve portanto estar em contato com um cabo ou estar sobreposto ao ponto de contato de um pino para que a etiqueta seja vinculada ao mesmo.
Nota 2:
Para estabelecer uma conexão, um segmento de cabo deve estar conectado por seus extremos a um extremo de outro segmento ou de um pino.
Se existe sobreposição ou se um cabo passa por um pino mas sem estar conectado por um extremo, não há união.
Por outro lado, uma etiqueta estará conectada a um cabo seja qual for a posição do ponto de ancoragem da etiqueta sobre o referido cabo.
Nota 3:
Se um cabo deve ser conectado a outro cabo em um ponto que não seja um extremo, deverá ser colocada uma junção (botão Adicionar Junção) neste ponto de cruzamento.
Nss novas versões, durante o tracejamento de um cabo, ao clicar em outro cabo mesmo não sendo em seu extremo, uma junção é colocada automaticamente e o cabo é terminado.
Nota 4:
Colocando-se duas etiquetas diferentes no mesmo cabo, elas se conectam e são então equivalentes: quaisquer outros elementos conectados a uma delas estão conectados entre sí.
Consideremos o esquema seguinte:
Numerosos pinos (particularmente componente U1 e BUS1) são conectados a barramentos.
Falando estritamente, do ponto de vista esquemático, um barramento é um conjunto de sinais que tem um nome que começa com um prefixo comum e termina por um número.
Não é exatamente a mesma noção de barramento (bus) de um microprocessador.
Cada um dos sinais é um membro do barramento.
PCA0, PCA1, PCA2, são assim membros do barramento PCA.
O barramento completo se denomina PCA[n..m], onde n e m são o primeiro e o último membro do barramento.
Assim, se PCA tem 20 membros de 0 a 19, o barramento se denomina PCA[0..19].
Mas um conjunto de sinais como PCA0, PCA1, PCA2, WRITE, READ não podem ser agrupados em um barramento.
As conexões entre pinos conectados a um mesmo membro de barramento devem fazê-lo mediante etiquetas.
Assim, conectar diretamente um pino a um barramento não tem sentido, já que um barramento é um conjunto de sinais e essa conexão não deve levada em conta por EESchema.
No exemplo anterior, as conexões se estabelecem mediante etiquetas colocadas nos cabos conectados aos pinos.
As conexões por meio de entradas de barramento (segmentos de cabo a 45 graus) aos cabos tipo barramento só tem um valor estético e não são necessárias no desenho puramente esquemático.
Na prática, graças ao comando repetir (tecla Insert), as conexões se colocam rápidamente em sequência se os pinos do componente estão alinhados na mesma ordem que os membros do barramento (caso normal dos componentes como memórias, microprocessadores...):
- Colocar a primeira etiqueta (por exemplo PCA0)
- Utilizar o comando Repetir tantas vezes quanto membros for utilizar. EESchema cria automaticamente as demais etiquetas (PCA1, PCA2...) alinhadas verticalmente, em princípio ao nível dos otros pinos.
- Desenhar o cabo embaixo da primeira etiqueta. Depois utilizar o comando Repetir para colocar automaticamente os demais cabos debaixo das demais etiquetas.
- Se desejar, colocar as entradas de barramento da mesma maneira (colocar a primera entrada e depois usar o comando Repetir).
Nota:
No menu Preferências/Opções pode-se ajustar os parâmetros de repetição:
Passo vertical (delta Y)
Passo horizontal (delta X)
Incremento da numeração daetiqueta (que pode ser incrementada de 2, 3.. ou decrementada).
Pode-se desejar fazer conexões entre barramentos, seja para unir dois barramentos de nomes diferentes, como para estabelecer conexões entre folhas diferentes no caso de uma hierarquia.
Estas conexões podem ser feitas globalmente da seguinte maneira.
Os barramentos PCA[0..15], ADRL[0..7] e BUS[5..10] estão conectados (note que exite conexão já que a linha do barramento vertical se conecta no meio do segmento do barramento horizontal através de uma junção).
Mais precisamente, os membros de números correspondentes se conectan entre sí.
PCA0, ADRL0 se conectam, (o mesmo que PCA1 e ADRL1 ... PCA7 e ADRL7).
Além de, PCA5, BUS5 e ADRL5 estarem conectados (o mesmo que PCA6, BUS6 e ADRL6 assim como PCA7, BUS7 e ADRL7).PCA8 e BUS8 também estão conectados (o mismo que PCA9 e BUS9, PCA10 e BUS10)
Por outro lado, não se podem conectar globalmente os membros de números diferentes.
Se desejar conectar membros de números diferentes de barramentos diferentes, deverá fazê-lo membro a membro com etiquetas normais colocando-os em um mesmo cabo (tipo fio).
Quando os pinos de alimentação dos componentes são visíveis, devem ser conectados entre eles como qualquer outro sinal.
A dificuldade está nos componentes (partes como portas e chaves) cujos pinos de alimentação são normalmente invisíveis (pinos "Alimentação" invisíveis).
A dificuldade é dupla porque:
- Não se pode conectar cabos, dada sua invisibilidade.
- Seus nomes não são conhecidos.
E além disso é uma má idéia fazê-los visíveis e conecta-los aos demais pinos porque o esquema ficaria pesado e fora das convenções usuais.
Nota:
Se quiser forçar que estes pinos "alimentação" invisíveis sejam mostrados, ativar no menu Opção do menu principal, a opção Mostrar Pinos/Mostrar todos.
EESchema utiliza uma técnica de conexão automática dos pinos de alimentação invisíveis:
Todos os pinos "alimentação" invisíveis com o mesmo nome são conectados automaticamente entre eles, inclusive se não houver nenhuma outra conexão...
Por outro lado, estas conexões automáticas devem ser complementadas:
- Pelas conexões a os outros pinos visíveis conectados a estas portas de alimentação.
- Eventualmente, pelas conexões entre grupos de pinos invisíveis, mas com nomes diferentes (por exemplo, os pinos de terra se denominam usualmente "GND" em TTL e "VSS" em MOS, e devem ser conectados juntos).
Para estas conexões, deve-se utilizar símbolos de alimentação (componentes concebidos especialmente para isto, que podem ser criados e modificados através do editor de bibliotecas).
Estes símbolos são constituídos por um pino "alimentação" invisível associado ao gráfico desejado.
Não se pode utilizar etiquetas, que só tem capacidade de conexão "local" e que não conectariam os pinos "alimentação" invisíveis. (Veja as noções sobre hierarquia para mais detalhes).
A seguir um exemplo de conexões de alimentações:
Neste exemplo, o terra (GND) está conectado a alimentação VSS e a alimentação VCC está conectada a VDD.
Note que os dois símbolos PWR_FLAG assinalam que as duas alimentações VCC e GND estão também conectadas a uma fonte de alimentação.
Sem estas flags, a ferramenta ERC dará um diagnóstico: Atenção : alimentações não ligadas .
Todos estes símbolos são componentes que fazem parte da biblioteca power.
Estes símbolos são utilizados para o controle automático de regras elétricas (função E.R.C.).
Este controle assinala todos os pinos não conectados.
Se alguns pinos devem realmente permanecerem desconectados, deve-se colocar um símbolo de não conectado (comando Adicionar marca de Não conectado) sobre esse pinos, para que a função E.R.C. Não gere erros inutilmente..
De qualquer modo, a presença ou não destes símbolos não tem nenhuma influência no arquivo netlists gerado.
Pode ser útil (para uma boa compreensão do esquema) colocar indicações como legendas e quadros de áreas.
Para isto deve-se utilizar textos (comando Adicionar textos gráficos-comentários) e linhas (comando Adicionar linha gráfica ou polígono), não usar etiquetas nem cabos, que são elementos de conexão.
Exemplo
de quadro delimitando uma área:
O
bloco de título é editado pela ferramenta
:
Nota do tradutor: Os termos fixos dos blocos de título ainda não estão disponíveis para tradução (title, sheet, size, etc.).
O bloco de título fica então:
A data e o número de folha (Sheet nn) são atualizados automaticamente:
- A data, com cada modificação do esquema.
- O número de folha (útil em hierarquia), pela função de anotação.
A organização de um esquema em hierarquia é muito útil para grandes projetos.
Para gerenciar um projeto deste tipo, seria necessário:
Utilizar folhas de grandes dimensões, o que resulta em problemas para impressão e manuseio.
Utilizar diversas folhas, o que conduz a uma estrutura hieráquica.
O esquema completo será constituído então por uma folha principal, chamada esquema "raíz"(ou "root"), e por sub-esquemas que constituem a hierarquia.
Acima de tudo, uma distribuição hábil do esquema em folhas separadas permite uma melhor legibilidade.
A partir do esquema raíz, deve ser possível encontrar todos os esquemas complementares.
EESchema
permite um gerenciamento da hierarquia muito fácil, graças
ao "navegador" de hierarquia integrado
(botão
da barra de ferramentas vertical a direita, isto
será detalhado mais adiante).
De fato, existem dois tipos de hierarquia (que podem existir simultaneamente):
A primera é a que acaba de ser comentada e que é de uso geral.
A segunda consiste em criar na biblioteca componentes que se pareçam no esquemático com componentes clássicos, mas que , na realidade, correspondam a um esquema que descreva sua estrutura interna.
Este segundo tipo se utiliza mais para desenvolver circuitos integrados, visto que nesse caso utiliza-se bibliotecas de funções no esquema desenhado.
EESchema atualmente não suporta este segundo caso.
Criar uma hierarquia é simples e o conjuto é manipulado a partir do esquema raíz como se houvesse somente um único esquema.
Os dois pontos a serem seguidos são:
- Como criar um sub-esquema.
- Como estabelecer as conexões elétricas entre os esquemas que constituem a hierarquia.
Isto
é muito fácil graças ao navegador (ferramenta
da barra horizontal). Um exemplo:
Pode-se acessar diretamente qualquer folha com um clique duplo sobre seu nome.
navegação rápida:
Também
pode-se acessar rápidamente a folha principal, ou a uma folha
filha, graças a ferramenta
da barra vertical.
Depois de selecionar a ferramenta:
Clicar no símbolo da folha apontada pelo mouse = seleção da folha.
Clicar em outra parte: = seleção da folha principal.
É necessário:
- Colocar na folha de esquema atual, que será a folha principal (inicialmente a folha raíz) um símbolo de hierárquico.
- Entrar no novo esquema (sub-folha) com o navegador de hierarquia e desenhar nele, como qualquer outro esquemático.
- Estabelecer as uniões elétricas entre os dois esquemas colocando no novo esquema as etiquetas globais (Glabels) e na folha principal, e etiquetas com o mesmo nome nas sub-folhas chamadas SheetLabels. Estas SheetLabels se conectam na folha princinpal com os outros elementos do esquema como se fossem pinos de um componente comum.
Desenhe um retângulo definido por dois pontos diagonais simbolizando a sub-folha.
O tamanho do retângulo deve permitir colocar posteriormente etiquetas particulares tipo pinos de hierarquia, que correspondem na folha filha as etiquetas globais.
Estas etiquetas são semelhantes aos pinos de um componente usual.
Selecione
a ferramenta
.
Clique onde deseja colocar o primeiro ponto do retângulo.
O tamanho do retângulo se ajusta com o mouse.
Clique no local onde deseja colocar o segundo ponto para validar a criação da folha.
Um exemplo:
Será então solicitado o nome do arquivo esquemático correspondente e um nome simbólico para a sub-folha (para poder acessar o esquema correspondente com a ajuda do navegador de hierarquia).
É necessário ao menos um nome para o arquivo. Se não for informado um nome simbólico para a página, será assumido o mesmo nome que do arquivo (o que é mais usual).
Agora devem ser criados os pontos de conexão (pinos hierárquicos) para o símbolo que se acaba de criar.
Estes pontos de conexão são análogos aos pinos de um componente normal, assim sendo, com a posibilidade de conectar um barramento completo usando só um ponto de conexão.
Há duas formas de fazê-lo:
- Colocando os diferentes pinos antes de desenhar o esquema correspondente da sub-folha (colocação manual).
- Colocando os diferentes pinos depois de haver desenhado o esquema correspondente da sub-folha (colocação semi-automática).
A segunda solução é a preferível sempre que possível.
Colocação manual:
-
Selecionar a ferramenta
.
- Clicar no símbolo de hierarquia onde se deseja colocar este pino.
Exemplo de criação do pino hierárquico chamado "conexao".
A seguir, pode-se definir seu grafismo, seu tamanho (comando Editar, através do menu pop-up ativado ao clicar com o botão direito do mouse):
Os diferentes grafismos de símbolo são:
- Input
- OutPut
- BiDi
- TriState
- Passive/Não especificado
A escolha é apenas um aspecto gráfico e não tem nenhuma outra função.
Colocação automática:
- Selecionar a ferramenta
.
- Clicar no símbolo da hierarquia onde se deseja importar os pinos a partir das etiquetas globais colocadas no esquema correspondente. Deve aparecer um pino hierárquico se existir uma etiqueta global nova, ou seja, que não tenha um pino correspondente já colocado.
- Clicar no local onde quizer colocar o pino.
Todos os pinos necessários podem ser colocados deste modo rápidamente e sem erros. Suas formas estarão em conformidade com as etiquetas globais correspondentes.
A cada pino do símbolo hierárquico que se acaba de colocar, deve corresponder a uma etiqueta chamada etiqueta global no esquema filho.
As etiquetas globais tem função análoga a uma etiqueta, mas garante a conexão entre as folhas filhas e a principal.
O grafismo das duas etiquetas complementares (pino e etiqueta global) é similar.
Uma
etiqueta global é criada em um
esquema através da ferramenta
.
Um exemplo de folha principal:
Note os pinos TRANSF1 e TRANSF2, conectados a um componente.
A seguir estão apresentadas as conexões correspondentes na sub-folha:
Neste esquema são encontradas as Etiquetas Globais correspondentes que proporcionam a conexão entre as folhas hierárquicas.
Nota: Pode-se usar etiquetas globais e pinos hierárquicos para conectar dois barramentos seguindo a sintax (BUS[n..m]) descrita anteriormente.
Aqui estão alguns comentários sobre as particularidades dos diferentes meios de conexão, outras além das conexões por cabos (fios).
As etiquetas simples tem capacidade de conexão local, ou seja, limitada a folha esquemática onde se encontram.
Isto se deve a:
- Cada folha tem um número de folha (Sheet Number).
- Este número é associado a etiqueta.
Assim, ao colocar a etiqueta "TOTO" na folha n° 3, a etiqueta verdadeira é TOTO_3.
Se também for colocada uma etiqueta "TOTO" na folha n° 1 (folha raíz) a etiqueta será TOTO_1, diferente de TOTO_3.
Isto é sempre verdadeiro, mesmo que só haja uma folha (todas as etiquetas são vinculadas ao número da folha).
O que foi dito para as etiquetas simples também é válido para as etiquetas globais ou GLabel.
Assim, na mesma folha uma etiqueta global "TOTO" é considerada conectada a etiqueta local "TOTO", mas não está conectada a uma etiqueta global ou a uma etiqueta de mesmo nome de outra folha.
Por outro lado, uma etiqueta global é considerada conectada ao símbolo pino hierarquico correspondente no símbolo hierárquico colocado na folha principal.
Já foi visto que eles estarão conectados se tiverem o mesmo nome.
Assim, todos os pinos declarados "Alimentação" Invisíveis e de nome VCC estão conectados, formando um potencial VCC, seja qual for a folha hierárquica onde se encontrem.
Porém, se for colocada em uma folha hierárquica uma etiqueta VCC, esta não será conectada aos pinos VCC, dado que esta etiqueta é na realidade VCC_n, onde n é o número da folha.
Se quizer que esta etiqueta VCC se conecte realmente ao potencial VCC, será necessário conecta-la explicitamente a um pino alimentação invisível por meio do símbolo de alimentação VCC.
Cirar
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