“No basta que un artista sea un hábil artesano, debe amar y acariciar su lienzo también”
Auguste Renoir
Diseñar una PCB exige creatividad. Es necesario tener un conocimiento de la electricidad y ciertas fórmulas, pero al final eres tú el que debe tirar cientos de líneas de colores. Hay un dicho no escrito en este mundillo, y es que “si se ve bien, funcionará bien”. No quiero decir que hagas circuitos cubistas, pero según ganes experiencia, notarás que los errores son como manchas, y apreciarás el gusto de ver un circuito limpio. Para ello también necesitas sentirte cómodo con las herramientas que usas, en este caso, el programa CAD. (SPOILER: en esta serie elegiremos KiCad, así que no me pararé mucho en el resto).
No todos necesitamos lo mismo
Dos de los programas más conocidos a nivel profesional son Orcad y Altium, aunque existen más, como Zuken. Con estos estás jugando en lo alto de la liga, ya que cuentan con un gran número de funcionalidades: puedes medir el retardo de señal en las pistas (ideal para memorias), pistas diferenciales, o simulaciones SPICE del comportamiento del circuito. Si vas a trabajar con circuitos de alta velocidad, como placas base, memorias y FPGAs, amplificadores operacionales de baja potencia, y demás circuitos complejos, te serán de gran ayuda, y compensan dos incovenientes. Primero, tienen una curva de aprendizaje bastante elevada.Tardarás un tiempo hasta desenvolverte, y al principio te perderás entre tantas funciones (y al manejar las librerías de componentes). Tener a alguien cerca que domine alguno de estos programas es una gran ayuda.
Lo segundo es que las licencias tiene un precio elevado. Se suelen contratar ciertos paquetes con sus funciones, y se renuevan licencias una vez al año. Una vez te manejes con uno, te va a costar mucho cambiar a otro, así que ten muy seguro para qué los quieres y cúal es el más apropiado para ti. Mi mejor consejo es: descargarte una demo, y pruébalos. No te dejes llevar por el marketing.
KiCad
Sin embargo, podemos realizar un gran número de circuitos con programas más asequibles (y más sencillos al empezar), como Proteus, Eagle, o KiCad. El primero tiene un simulador de circuitos digitales bastante cómodo. Eagle fue durante muchos años la primera opción para los makers. En él están diseñadas las placas arduino y muchas otras, además de tener una licencia gratuita para circuitos no comerciales, limitada en área o número de capas. Pero si tuviera que aconsejar alguno, me quedo con KiCad:
- Gratuito, incluso para fines comerciales
- Código abierto. Love that. Mucha gente hace módulos para él. Incluso el CERN lo eligió como programa de diseño, añadiendo muchas funcionalidades. ¡Gracias CERN!
- Tiene bastantes funciones integradas, como ruteo diferencial, ruteado interactivo, o pistas microondas.
- Una comunidad muy grande detrás, que te resolverá muchas dudas y te facilitará esquemas, circuitos y huellas.
- Tiene visor 3D de PCB (con plugins para visualizar previews del componente a importar, o exportar la placa a Freecad).
Se han hecho avances para integrar un simulador SPICE en KiCad, que está incluido en la versión nightly. Otra opción gratuita es LTspice, para la simulación de circuitos analógicos.
¿Cuánto le interesa al fabricante el programa con el que diseñamos?
Los ficheros de salida de estos programas suelen ser la información de cada capa junta en un único archivo. Algunos fabricantes aceptan estos ficheros, pero lo normal es enviarlo en un estándar, sobretodo el Gerber RS-274X, que asigna un archivo por capa, y Excelon (para mecanizar los agujeros). Un diseño pueden tener multitud de capas diferentes, y no necesitamos enviar todas las capas para su fabricación, que suelen ser, como vemos en imágenes, por orden, las capas de cobre (superior e inferior), las marcas y pads para el protector, los cortes y bordes de la placa, los agujeros (que van separados en dos archivos Excelon, uno para los agujeros de los componentes y otro para mecanizados de montaje. Aquí los hemos juntado en la misma image), y la capa de seriegrafía.
Otro tipo de archivo que podemos obtener para la fabricación es el BOM, o lista de componentes, del que hablaremos, al igual que los gerbers, en otro capítulo.
