PADS Layout VX.1.2 - 3D

Na podzim tohoto roku je naplánováno vydání další verze návrhového programu PADS s označením VX.1.2, která pokračuje v započatém trendu zavádění větších změn, a to přidáním interaktivního 3D prostředí pro návrh desky.

V článku PADS Professional - nový systém pro návrh komplexních desek (DPS 5/2015) byla zmíněna sestava PADS Professional tvořící mezičlánek mezi programy PADS a high-end systémem Xpedition. Mimo jiné obsahuje právě 3D návrhové prostředí, které společnost Mentor Graphic v příští verzi hodlá rozšířit i do sestav PADS Standard a Standard Plus. Prostředí zůstalo převážně zachováno i pro tyto sestavy. Spouští se jako samostatné podokno programu a má k dispozici vlastní nastavení zobrazování součástek, desky a jejího zapouzdření. Na obr. 1 je vidět 3D znázornění spolu se stejnou částí ve 2D návrhu desky.

Obr. 1  PADS Layout s otevřeným podoknem 3D prostředí s načtenými modely součástek

Modely součástek se stejně jako vnější pouzdro importují do prostředí ze souborů Assemble SAT 3D model (*.asat), Initial Graphics Exchange Specification (*.iges, *.igs), Standard ACIS Text (*.sat), STandard for the Exchange of Product data (*.step, *.stp) a xtda. Všechny tyto typy souborů lze upravovat v Decal Editoru, který je rovněž rozšířen o 3D návrh. Některé modely dokonce úpravy vyžadují, jelikož jsou špatně natočeny nebo posunuty oproti padům na desce. Úpravy se provádí poměrně jednoduše pomocí příkazů absolutního nebo rozdílového posunu a natočení dialogového okna pro tyto účely. Importované 3D modely jsou vždy stejné pro součástky se shodným pouzdrem a jejich správu lze provádět jednoduchou tabulkou. V ní můžeme přiřazovat stejné 3D reprezentace komponentům s jiným pouzdrem nebo je naopak odebírat. Všechny tyto údaje jsou uloženy pouze lokálně, dokud se příkazem Reuse Model Mappings nenahrají do knihovny. Po nahrání modelu do knihovny je možné součástku vidět ve shodné 3D reprezentaci i na ostatních deskách.

Obr. 2 Řez zapouzdřenou deskou

Zobrazování ve třetím rozměru je náročnější na prohlížení, a proto, jak již bylo zmíněno výše, program disponuje oknem vlastního detailnějšího nastavení. Každý objekt se nativně vykresluje jako fotorealistický, ale lze mu nastavit jakoukoliv barvu z palety spolu s průhledností v procentech. Případně ho lze zcela zneviditelnit, aby bylo vidět menší prvky, které může například mechanické pouzdro nebo chladič zakrývat.

Obr. 3

Znázornění desky je možné nastavovat obdobně, přestože je vždy do jisté míry průhledná, pokud nesnižuje její průhlednost počet spojů, popisků ve vrstvě potisku nebo míra průhlednosti solder masky. Tloušťka desky, tedy prostor, kde mohou, ale nemusí být vykresleny vnitřní vrstvy, jejich spoje a prokovy, je nastavitelná parametrem Z-Axis Scaling.

Část desky zobrazená ve 3D okně je určena nebo sama určuje část ve 2D. Jinými slovy obě okna mohou ovlivňovat to druhé, ale zároveň jím mohou být ovlivňována, což dává dohromady tři způsoby simultánního posouvání náhledu desky. První možností je nastavování pozice změnou ve 2D, 3D potom zrcadlí veškeré akce přiblížení a posunu. Jediné, co nelze realizovat ve 2D, je otáčení okolo jednotlivých os. To se provádí pomocí podržení stisknutého kolečka myši spolu s klávesou control nebo shift a tažením myši v prostoru 3D okna. Posun a přiblížení ve 2D můžeme také řídit ovládáním pouze 3D zobrazení nebo přenášet tyto pokyny mezi oběma znázorněními simultánně. V takovém případě bude stejná část desky vidět v obou náhledech, jak ve 2D, tak ve 3D.

Obr. 4

Celý návrh je možné uložit jako step model a následně ho načíst do jiného prostředí či zpět do PADSu, pokud chceme skládat více desek do jednoho systému. V určování jejich vzdáleností pro posun na přesné místo či pro prosté určení jejich vzdáleností nám pomůže funkce Measure Distance, která měří vzdálenost mezi dvěma libovolnými body, přímkami či plochami. S odměřováním vzdáleností souvisí Design Rule Check, tedy kontrola dodržování návrhových pravidel. V případě 3D prostředí se jedná především o detekci porušení nejmenších povolených vzdáleností jednotlivých tvarů. Minimální a optimální distanci můžeme měnit jenom v tomto prostředí, nikoliv v obecném nastavování Constrains. Porušení vzdáleností detekuje prostředí změnou barvy všech objektů, u nichž došlo k narušení minimální vzdálenosti. Pro přesnější představu navrženého zařízení do něj můžeme nahlédnout pomocí řezu ve všech osách. Roviny řezu lze kombinovat − posouvat a natáčet tak, aby bylo dosaženo požadovaného efektu.

V dnešní době návrhu funkčního zařízení téměř kompletně pouze za pomoci softwarového prostředí je kompletní 3D návrh největším krokem kupředu v programech PADS za posledních několik let. Umožňuje interakci s dalšími CAD programy na nové úrovni a usnadňuje výrobu konečného produktu spolu s dalšími nástroji v sestavách PADS, jakými jsou například simulace.