- auch die Nachteile entwickeln sich weiter.
- Ernst Ferstl
Die Schemalibrary im CAE/CAD-System
Das Schaltbildsymbol ist im CAE/CAD-System der wichtige Sammelpunkt für Bauteilbezogene Projekt Informationen. Eine Grafik vermittelt die Schaltungsfunktion. An diese Grafik sind "Ports" angefügt an die sich später die Verbindungen im Schaltbild anschließen und aus denen eine Netzliste zur Übergabe in das PCB generiert wird. In Altium Designer werden die PCB Verbindungen direkt ohne den Umweg über eine Netzliste erstellt.
In angefügten Variablenfelder wird weitergehende Information in Textform für Stückliste, Beschafungs- und Produktionsdaten bereitgestellt.
In weiteren fest definierten Feldern wird schließlich noch ein Bezug zu Footprint, Simulation und Datenbankelementen hergestellt.
In Altium Designer kann der Bezug zum Footprint Modell, wie im Bild gezeigt, explizit mit Pfad und Dateinamen benannt werden.
Nur dann ist sichergestellt das der gewollte Footprint gewählt wird.
Andernfalls wird frei in allen in den Suchpfaden enthaltenen PCB Library Dateien gesucht und der zuerst gefundene Namensgleiche Footprint übernommen.
Die wichtigen Informationen in einer Schaltbild Library sind Ports, Textfelder und Links auf weitere Elemente.
Diese Informationen können in verschiedenen Formen zugeordnet werden.
Die Information kann direkt in die Library von Hand eingetragen werden.
Es ist aber auch möglich die Information aus einer Excel Tabelle, der Firmendatenbank oder der Altium Vault übernommen werden.
Die Information von Hand beim Platzieren in das Schaltbildsymbol einzutragen ist letzlich auch möglich aber nicht anzustreben.
Schaltbild- und PCB- Symbole werden getrennt verwaltet und in eigenen Editoren bearbeitet.
Die Namensgebung für Schaltbildsymbole unterliegt keiner Normung, ist aber entscheidend für das wiederfinden von Komponenten in einer bestehenden Library. Auf DOS Betriebssysteme zurückgeführt waren die Namen lange Zeit auf 8 Zeichen beschränkt und wurden daher meist kryptisch benannt. Heute besteht diese Grenze auf keinem System mehr und die Namen können lesbar gestaltet werden. Um dennoch beim Systemwechsel oder der Datenübertragung keinen Schiffbruch zu erleiden, sollte die Bezeichnung innerhalb der ersten 26 Zeichen einzigartig sein und keine Umlaute oder Sonderzeichen enthalten. Weiterhin sollte die Groß- und Kleinschreibung nicht zur Unterscheidung herangezogen werden.
Schaltbildsymbolbezeichnung Eigenschaften
Die Schaltbildsymbolbezeichnung sollte die wesentlichen Eigenschaften des Bauteils enthalten. Dies sind Bauteilbezeichnung (ggf. die gekürzte Herstellerbezeichnung), die für diese Komponente relevanten Werte:
- Bei Widerständen: „Res“ Wert, Bauform, Leistung, Material, Toleranz
- Bei Kondensatoren: „Cap“ Wert, Bauform, Spannung, Material
- Bei Induktivitäten: „Ind“ Wert, Bauform, Leistung, DC Widerstand
- Bei Ferriten: „Fer“ Wert, Bauform, Impedanz @Frequenz, Imax
- Bei Dioden: „Dio“ Bezeichnung, Bauform, Spannung, Strom
- Bei NPN Transistoren: „NPN“ Bezeichnung, Bauform, Spannung, Strom
- Bei PNP Transistoren: „PNP“ Bezeichnung, Bauform, Spannung, Strom
- Bei Fet Transistoren: „FET“ Bezeichnung, Bauform, Spannung, Strom
- Bei LEDs: „LED“ Bezeichnung, Bauform, Farbe, Heligkeit
- Bei Optokopplern: „Opt“ Bezeichnung, Bauform, Trennspannung
- Bei ICs: „IC“ Bezeichnung, Funktionsgruppe, Bauform
Wird das Schaltbildsymbol in dieser Form benannt ist es durch den Einsatz von „*“ - Wildcard schnell über die Texteingabe wie zum Beispiel „R*10k0“ alle 10 Kilo Ohm Widerstände in der Library zu erfassen.
Mehrere Schaltbild Symbole der gleicher Bauform können sich problemlos dasselbe PCB-Symbol teilen.
Einem Schaltbild Symbol kann auch mehrere PCB-Symbole zugeordnet werden.
Zum Beispiel für verschiedene Fertigungsarten wie Reflow-Löten, Wellenlöten oder Handbestückung.
Eine Zuordnung verschiedener Bauformen wie Beispielsweise 0603, 0805, 1206 auf ein Widerstandssymbol,
sind ebenfalls möglich, führen aber unweigerlich zu Bestückungsfehlern oder einer falschen Beschaffung.
Eine Bauteilkomponente sollte immer als ein eigenes Element in der Library bestehen.
Nur dann ist es möglich diesem in der Library alle notwendigen Informationen für Einkauf und Fertigung als Parameter zuzuordnen.
Bei späteren Änderungen im Schaltbild werden dann nicht die Parameter dieser Komponente beispielsweise der Wert Editiert,
sondern immer die Symbole aus der Library mit allen zugehörigen Parametern getauscht.
Dies geschieht im Altium Designer bei den Schematic Properties mit Change Design Item ID oder über das Variantenmanagement.
Für alle Schaltbild Library Elemente sollte die angloamerikanische „Inch“ Maßeinheit verwendet werden.
Ein Umstieg auf das metrische Maßsystem würde die Verwendung fast aller frei verfügbaren und der in Altium Designer enthaltenen Symbole erschweren.
Zwar wird im Metrischen wie auch im Inch Maßsystem ein 10-5-1 Punktraster verwendet.
Der Abstand zwischen diesen Rasterpunkten ist aber unterschiedlich.
Im „Inch“ System erstellte Symbole sind in einem metrischen Schaltbild nur im feinsten 1 Punkt Raster anzuschließen.
Für metrische Symbole die in einem Schaltbild im „Inch“ System gilt das gleiche.
Fünf wird als kleinstes Raster für elektrische Anschlusspunkte, den Ports gewählt.
Das 1 Punkt Raster sollte nur für grafische Zeichen Elemente verwendet werden.
So ist das einfügen von Verbindungen im Schaltbild einfach und fehlerfrei möglich.
Für Komponenten die später bei einer Bestückungsvariante gegeneinander ausgetauscht werden können sollen,
ist zu beachten das alle Komponenten den gleichen Ursprung, und auch den gleichen Abstand der Anschluss Ports zueinander haben.
Nur so ist gewährleistet das im Schaltbild getauschte Varianten Bauteile ebenso mit allem Anschlüssen verbunden sind.
Im Schaltbild werden alle Bauelemente mit einer die Funktion Bezeichnenden Buchstaben
und einer fortlaufenden Nummerierung im Feld Designator eindeutig bezeichnet.
Die Funktionsbezeichnung wird in der Library angelegt, die fortlaufende Nummerierung wird beim Einfügen in das Schaltbild ergänzt.
Der Designator wird dann für die Zuordnung in der Stückliste, den Bestückungszeichnungen, und in Pick&Place oder Netzlisten benötigt.