Appunti Fritzing

Fritzing include una buona collezione di oggetti (parts) da includere nei propri progetti, questi vengono distribuiti nel pacchetto Debian fritzing-parts. Oltre alla breadboard generica per il cablaggio possiamo trovare componenti generici (resistenze, condensatori, ecc.) o specifici breakout più o meno famosi (es. sensori di pressione, accelerometri, ecc.). Nel pacchetto ci sono anche gli schemi di oggetti più complessi, come vari modelli di Raspberry Pi o di Arduino.

ATTENZIONE: In Debian si deve eseguire Fritzing (con la F maiuscola) che provvede a cambiare directory corrente in /usr/share/fritzing/parts/ in modo da trovare tutti gli oggetti disponibili. Altrimenti si ricevono numerosi messaggi di errore del tipo Unable to find the following parts.

Nella schermata di Fritzing gli oggetti sono visualizzati in alto a sinistra, raggruppati in CORE, CONTRIB e altre categorie specifiche. La categoria MINE è invece inizialmente vuota.

È possibile trovare in rete diversi oggetti che non sono compresi nel pacchetto ufficiale, distribuiti come archivi .fzz (si tratta in effetti di archivi ZIP). Per poterli utilizzare nei propri progetti occorre:

• Salvare l'archivio sul proprio computer.
• Da Fritzing scegliere il menu File, Open… e indicare l'archivio .fzz in questione.
• L'oggetto viene aperto nella categoria speciale TEMP, da questa è possibile trascinarlo in MINE.
• È possibile aggiungere l'oggetto al progetto corrente.

Al termine della sessione verrà chiesto se si desidera mantenere l'oggetto importato e se si desidera salvare il bin (contenitore) My Parts. In caso affermativo verrà creato un archivio .fzp o .fzz in $HOME/Documents/Fritzing/parts/user/ (quando invece viene usata $HOME/Documents/Fritzing/parts/contrib/?) e viene aggiornato il file $HOME/Documents/Fritzing/bins/my_parts.fzb.

Se si vuole creare un oggetto di nome ELEMENTO, si devono preparare tre disegni (es. con Inkscape):

• ELEMENTO_breadboard.svg disegno per creare lo schema dei collegamenti sulla breadboard
• ELEMENTO_pcb.svg impronta dei contatti elettrici dell'elemento nel circuito stampato
• ELEMENTO_schematic.svg disegno utilizzato nello schema elettrico
• ELEMENTO_icon.svg icona per identificare l'oggetto nella libreria

Per la icon è prassi diffusa utilizzare lo stesso disegno della breadboard. Dal sito di Fritzing è possibie scaricare il file fontsandtemplates.zip con degli esempi.

Quando si disegna il PCB, va realizzato visto da sopra, cioè visto dal lato componenti elettronici, anche se si tratta di un circuito a singolo strato, cioè con il lato rame solo “sotto”.

• Impostare le dimensioni a mm.
• Nella barra della posizione e dimensione digitare i valori in mm.
• Raggruppare eventualmente con Object, Group.
• Dimensione del disegno: File, Document Properties, Margin 0.0 mm, Resize page to drawing or section (anche un leggero margine va bene).
• Per posizionare gli oggetti allineati e correttamente spaziati usare la funzione Object, Align and Distribute.
• Usare il font OCRA (estrarre il file .ttf da fontsandtemplates.zip e copiarlo in $HOME/.fonts/).
• Usare il colore #F7BD13 per il rame e nero #000000 per le serigrafie.
• Quando si disegna lo schema PCB di un componente si deve creare il layer silkscreen (la serigrafia da stampare lato componenti) e il layer copper0 che contiene a sua volta il layer copper1. Vedere il file di esempio PCBViewGraphic_Template.svg.

Il formato SVG in realtà non ha il concetto di layer bensì quello di gruppo. Con Inkscape non si riesce a creare un gruppo dentro ad un altro e soprattutto non si riesce ad impostare il tag id come richiesto da Fritzing. Si riesce solo a creare gruppi diversi e ad impostare il tag name. Si dovrà quindi editare il file SVG risultante per organizzarlo in questo modo (sembra che la struttura del file SVG non venga danneggiata se si apre nuovamente il disegno con Inkscape):

<g id="silkscreen">
</g>
<g id="copper0">
    <g id="copper1">
        <circle id="connector5pin" fill="none" stroke="#FFBF00" ...
    </g>
</g>

Gli elementi contenuti nel gruppo copper0 saranno posizionati solo nello strato inferiore di rame (bottom layer). Gli elementi nel gruppo copper1 - se la struttura è organizzata gerarchicamente come sopra - compaiono sia nello strato superiore che in quello inferiore (top e bottom layers). Questa è la condizione normale per i componenti che hanno i pin passanti: si ha il vantaggio di disegnare i pad di rame solo una volta e questi verranno replicati su entrambe le facce. Ovviamente se si produce un circuito con tecnologia a singolo layer, i pad superiori non saranno creati.

Per i componenti di tipo SMD si dovrà procedere diversamente, perché richiedono i pad di rame solo da un lato del circuito.

Per creare un nuovo oggetto di libreria:

• Scegliere un oggetto, quindi click destro, “Edit Part”.
• Per ciascuna vista breadboard, schema e PCB: importare il disegno SVG fatto con Inkscape o in altro modo. Per la vista icona conviene riusare il disegno breadboard.
• Definire i connettori. Oltre al nome e alla descrizione, indicare se sono di tipo maschio o femmina. Un connettore di tipo maschio viene automaticamente inserito nella breadboard se vi è posizionato sopra (si stabilisce il contatto elettrico). Per un connettore di tipo femmina inveve è necessario aggiungere un filo per collegarlo elettricamente.
• Associare ciascun connettore all'elemento grafico nelle viste breadboard, schema e PCB.
• Associale una label all'oggetto. La parte iniziale alfabetica verrà utilizzata per etichettare il componente nella vista PCB (e nel conseguente silkscreen).

ATTENZIONE: I disegni fatti con Inkscape vengono importati in Fritzing con diversi problemi. Ad esempio:

• Le scritte ruotate di 90 gradi non mantengono la dimensione voluta.
• Anche se si usano solo i font Droid e OCRA, Fritzing genera un warning come se fossero utilizzati altri font.
• Non si riesce a creare layer (gruppi) con id=name. Questo impedisce la corretta interpretazione da parte di Fritzing dei layer speciali copper0, copper1 e silkscreen.

Suggerimento: conviene creare un PCB doppio strato perché sembra che il costo di produzione sia lo stesso.

Quando si disegna il PCB di un progetto bisogna considerare alcuni aspetti:

• Bisogna decidere se il circuito sarà di tipo one layer (singolo strato, piste di rame solo sotto), oppure two layers (doppio strato, rame sopra e sotto). Questa ovviamente è la prima scelta da effettuare, cliccando sul PCB e impostandone le proprietà nel riquadro Inspector. Sembra che alcuni produttori di PCB non facciano differenza di prezzo tra i due tipi, almeno questo risulta dall'anteprima di prezzo mostrata da Fritzing quando si passa il mouse sul pulsante Fabircate.
• Se il circuito è a layer singolo per risolvere gli “incroci” si utilizzano i jumper item forniti nella libreria standard, cioè ponticelli lato componenti. Questi oggetti vanno aggiunti nella vista PCB, non sono presenti nella vista breadboard.
• Nei circuiti a doppio strato per risolvere gli incroci invece esistono i punti di via, cioè fori rivestiti internamente di conduttore che mettono in contatto il layer inferiore con quello superiore. La funzione di auotroute crea automaticamente i punti di via per risolvere gli incroci, altrimenti si possono creare manualmente, ad esempio con click destro su un bending point di una traccia. Nei circuiti a doppio strato ciascuna traccia può essere spostata dal lato inferiore al superiore e viceversa, con un click destro. Il layer superiore e inferiore sono mostrati con colori diversi e possono essere mostrati o nascosti indipendentemente agendo sul menu View.
• Ogni oggetto posizionato nel PCB deve essere posizionato lato top o bottom del circuito stesso, agendo nel riquadro Inspector.

Anche si si crea un PCB singolo layer, i Gerber files generati contengono l'impronta rame anche per la parte superiore, cioè si considera che i fori siano comunque rivestiti di materiale conduttore all'interno come i punti di via e abbiano un pad di rame sul lato superiore.

: Fritzing come sa che si deve praticare i fori nei pad dei componenti? Basta che il layer rame abbia un foro? Altri fori esterni al circuito si possono aggiungere come elementi nella vista PCB.

Menu View

• Copper Bottom Layer
• Silkscreen Top Layer

• https://learn.sparkfun.com/tutorials/make-your-own-fritzing-parts
• http://fritzing.org/fritzings-graphic-standards/download-fonts-and-templates
• http://fritzing.org/fritzings-graphic-standards/
• http://fritzing.org/learning/tutorials/creating-custom-parts/providing-part-graphics/
• http://fritzing.org/learning/tutorials/designing-pcb/