modul1 prak desain pcb dan mikrokontroler rev

1.1 TujuanMelalui percobaan ini, Praktikan diharapkan memiliki keterampilan dan sikap profesional dalam:1. Melakukan install protel Altium Winter 20092. Mendesain rangkaian skematik3. Mendesain PCB (Project Circuit Board) dengan proses transfer dari skematik4. Mendesain PCB secara manual

1.2 Dasar TeoriAltium Designer versi winter dan summer (dirilis tahun 2008) adalah perangkat lunak untuk desain elektronik, yang dulunya dikenal sebagai protel. Dengan menggunakan Altium Designer memungkinkan melakukan desainer, untuk merancang rangkaian elektronik, mengGambar dan mensimulasikan rangkaian elektronik. Berbeda dengan pendahulunya PCB desain (dirilis tahun 1991), protel 99 (dirilis tahun 1998), protel DXP 2002 (dirilis tahun 2002), dan protel DXP 2004 (dirilis tahun 2005), yang hanya dapat digunakan untuk merancang rangkaian elektronik, dan mengGambar. Kelebihan merancang rangkaian elektronik menggunakan Altium Designer ataupun protel adalah cukup membuat rancangan skematik, dan untuk desain PCB-nya dapat di transfer dari rancangan skematik.

1.3 Peralatan Praktikum1. 1 (satu) set komputer, prosesor minimum setara pentium 4, minimum RAM 512

MByte2. Sistem operasi windows3. Perangkat lunak Altium Winter 09

1.3.1 Install Altium DesignerAktifkan file setup.exe atau Klik install altium designer, sehingga tampil Gambar 1.1 seperti di bawah. Selanjutnya, klik kiri install altium designer.

Praktikum Mikrokontroler I - 1

Modul IAltium Winter 2009

Gambar 1.1

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.2 seperti di bawah, lalu klik kiri next.

Gambar 1.2

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.3 seperti di bawah, pilih I accept the license agreement, dan klik kiri next.

Gambar 1.3



Selanjutnya akan tampil Gambar 1.4 seperti di bawah, Tulis Full Name (contoh : TEKNIK ELEKTRO) dan Organization (contoh : LABORATORIUM MIKROKONTROLER DAN PLC). Pilih anyone who uses this computer dan klik kiri next.

Gambar 1.4

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.5 seperti di bawah, pilih browse untuk memilih folder tujuan sebagai tempat untuk upload program (contoh : C:\Program Files\Althium Designer Winter 09\, selanjutnya klik kiri OK dan klik kiri next.



Gambar 1.5

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.6 seperti di bawah, beri tanda √ di kotak Install Board-Level Libraries, dan klik kiri next.



Gambar 1.6

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.7 seperti di bawah, klik kiri next.

Gambar 1.7

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.8 seperti di bawah, tunggu proses upload file Altium Winter Designer 09 selesai (memerlukan waktu sekitar 10 menit).



Gambar 1.8

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.7 seperti di bawah, proses upload program Altium Winter Designer 09 telah selesai, klik kiri Finish.

Gambar 1.9

Selanjutnya klik kiri ALL Program dan klik kiri Altium Designer Winter 09 ----→ pilih , seperti pada Gambar 1.10.di bawah.



Gambar 1.10

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.11 seperti di bawah, pilih standalone, klik kiri add license file, dan pilih file license.alf.

Gambar 1.11



1.3.2 Desain Rangkaian SkematikPenggunaan perangkat lunak Altium pertama kali, perlu dilakukan pengaturan seperti pada Gambar 1.13. Arahkan kursor ke Altium Winter Designer 09 yang terdapat di Window Start Menu, seperti terlihat pada Gambar 1.12 di bawah.

Gambar 1.12

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.13 seperti di bawah, pilih View Workspace Panels System Projects .



Gambar 1.13

Workspace dan ProjectSelanjutnya kita buat file project, seperti pada Gambar 1.14 di bawah. File New Project PCB Project. File project ini berfungsi sebagai tempat menyimpan file skematik dan PCB.

Gambar 1.14Selanjutnya akan tampil Gambar 1.15 seperti di bawah.



Gambar 1.15

Selanjutnya klik kanan PCB_Project1.prj, lalu klik kiri Save Project AS..., seperti pada Gambar 1.16 di bawah.

Gambar 1.16

Selanjutnya klik kiri Save Project As.. pada Gambar 1.16, sehingga akan tampil Gambar 1.17 seperti di bawah. Arahkan kursor ke options, pilih drive D, klik kiri New Folder di sudut kiri atas , dan tulis Praktikum Mikrokontroler, selanjutnya enter. Arahkan kursor ke File Name, dan perbaharui isi file name-nya menjadi modul1.PrjPCB, selanjutnya klik kiri Save, dan akan tampil Gambar 1.18 seperti di bawah.



Gambar 1.17

Gambar 1.18

Workspace dan SkematikSelanjutnya kita buat file skematik di file project Modul1.PrjPCB yang telah dibuat, seperti pada Gambar 1.19 di bawah. File skematik ini merupakan tempat untuk menempatkan



desain rangkaian elektronik. Arahkan kursor ke Modul1.PrjPCB yang terdapat di blok Projects, lalu klik kanan, pilih Add New To Project Schematic, lalu klik kiri.

Gambar 1.19

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.20 seperti di bawah, arahkan kursor ke Sheet1.SchDoc yang terdapat di blok Projects, lalu klik kanan. Klik kiri Save As.. seperti pada Gambar 1.21 di bawah.



Gambar 1.20

Gambar 1.21

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.22 seperti di bawah. Arahkan kursor ke options, pilih drive D, klik kiri folder Praktikum Mikrokontroler, selanjutnya enter. Arahkan kursor ke



File Name, dan perbaharui isi file name-nya menjadi Latihan1.SchDoc, selanjutnya klik kiri Save, dan akan tampil Gambar 1.23 seperti di bawah.

Gambar 1.22

Gambar 1.23



Selanjutnya mengatur ukuran kertas yang akan digunakan seperti pada Gambar 1.24 di bawah. Pilih Design Document Options, dan klik kiri.

Gambar 1.24

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.25 seperti dibawah. Pilih Standard Styles A4 (ukuran kertas). Pilih Units Use Metric Unit System milimeters, lalu klik OK.



Gambar 1.25

Grids Snap dan Visible, berfungsi untuk mengatur ukuran garis antara sumbu x dan y di kertas (hanya untuk membantu pada saat perancangan skematik, dan tidak akan muncul pada saat di print). Sedangkan Electric Grid Enable, berfungsi untuk kepresisian peletakan komponen di sumbu x dan y.

Selanjutnya untuk membuat rancangan skematik, kita memerlukan Gambar simbol komponen. Simbol komponen dari berbagai merek dapat diambil dari Library file Altium yang telah di install. Ingat pada saat kita meng-install Altium, folder tujuannya adalah C:\Program Files\Altium Designer Winter 09\Library.

Skematik dan Library KomponenSelanjutnya pilih Design Browse Library, lalu klik kiri, seperti tampil pada Gambar 1.26 dibawah.



Gambar 1.26

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.27 seperti di bawah. Contoh, praktikan akan mengGambar desain skematik penguat arus untuk men-drive LED. Komponen yang diperlukan meliputi: transistor NPN 2N3904, resistor 220ῼ, LED, dan Header untuk terminal catu daya serta masukan basis. Kumpulan komponen elektronik biasanya terdapat di library Miscellaneous Devices.SchLib. Sedangkan untuk komponen terminal biasanya terdapat di library Miscellaneous Connector.SchLib. Selanjutnya klik kiri Libraries yang terdapat di blok Libraries, sehingga akan muncul blok Available Libraries, seperti terlihat ada Gambar 1.28 di bawah.

Gambar 1.27



Gambar 1.28

Contoh, praktikan akan memanggil library Miscellaneous Devices.SchLib, klik kiri Install di blok Available Libraries. Selanjutnya akan tampil seperti Gambar 1.29 dibawah. Ingat pada saat kita meng-install Altium, folder tujuannya adalah C:\Program Files\Altium Designer Winter 09\Library. Pilih C:\Program Files\Altium Designer Winter 09\Library\Miscellaneous Devices\Miscellaneous Devices.SchLib (klik kiri) klik kiri open, sehingga akan tampil seperti pada Gambar 1.30 di bawah. Untuk memanggil library Miscellaneous Connector.SchLib, tahapannya sama seperti memanggil library Miscellaneous Devices.SchLib. Selanjutnya klik kiri cloce yang terdapat di blok Available Libraries.



Gambar 1.29

Gambar 1.30

Contoh praktikan akan memanggil komponen transistor NPN 2N3904, selanjutnya arahkan kursor ke jendela ˅ yang terdapat di blok Librarieres, klik kiri dan pilih Miscellaneous Devices.SchLib seprti terlihat pada Gambar 1.31 di bawah. Tuliskan 2N3904 di blok Libraries dan klik kiri Place 2N3904. Arahkan kursor yang membawa komponen ke sheet latihan1.SchDoc. dan klik kiri, tekan tombol Esc. Untuk memperbesar atau memperkecil tampilan komopen di sheet , arahkan kursor ke komponen yang akan di perbesar atau



perkecil, tekan tombol Page Up atau Page Down. Sedangkan untuk memutar komponen, arahkan kursor kekomponnen yang akan diputar, dan klik kiri sampai komponen terkaper garis putus-putus, lalu tekan tombol spasi di keyboard, seperti terlihat pada Gambar 1.32 di bawah.

Gambar 1.31

Gambar 1.32



Untuk pencarian dan penempatan komponen lainnya sama seperti tahapan Gambar 1.29, 1.30, dan 1.31, sehingga hasilnya terlihat seperti pada Gambar 1.33 di bawah.

Gambar 1.33

Skematik, Designator, dan CommentSelanjutnya setiap komponen perlu diberi designator, designator antara komponen yang satu dengan yang lain dalam 1 (satu) sheet harus berbeda. Adapun untuk membuat/ubah designator dan comment pada komponen adalah dengan mengarahkan kursor ke komponen yang akan dibuat/ubah designator dan commentnya, klik kiri 2 (dua) kali, sehingga akan tampil seperti pada Gambar 1.34 di bawah. Selanjutnya pada box dialog Component Properties, pada isian Designator perbaharui Q? dengan tr1 (contoh standar designator komponen transistor tr, resistor R), dan pada isian Comment perbaharui tipe komponennya. (contoh 2N3904).



Gambar 1.34

Untuk pembuatan/ubah designator dan comment komponen lainnya sama seperti tahapan Gambar 1.34.Berikut tampilan hasil pembuatan/ubah designator, seperti terlihat pada Gambar 1.35 di bawah.

Gambar 1.35



Skematik dan Penyambungan KomponenAntara komponen yang satu dengan yang lainnya perlu disambung. Adapun tahapannya

sebagai berikut: arahkan kursor ke dialog Place klik kiri, arahkan kursor ke Wire klik kiri, seperti terlihat pada Gambar 1.36 di bawah.

Gambar 1.36

Selanjutnya kursor akan berubah menjadi tanda +, arahkan kursor ke ujung-ujung komponen yang akan disambung. Untuk melihat apakah kursor yang akan disambung sudah tepat atau belum, maka akan tampil X (berwarna merah, jika posisi kursor sudah tepat pada ujung komponen yang akan disambung). Klik kiri satu kali (lepas tombol mouse) pada ujung komponen yang akan disambung. Selanjutnya arahkan kursor ke ujung komponen tujuan laninnya yang akan disambung, sampai tampil X (berwarna merah), klik kiri satu kali (lepas tombol mouse), maka ujung-ujung komponen telah selesai disambung, seperti terlihat pada Gambar 1.37 di bawah. Untuk mengakhiri proses ini, klik kanan satu kali. Tahapan penyambungan komponen lainnya, sama seperti proses sebelumnya.



Gambar 1.37

Skematik, Penyambungan Komponen, dan Catu DayaUntuk rangkaian yang sangat rumit, penyambungan antara ujung komponen dapat dilakukan

dengan memberi net label , port , catu daya , agar hasil penyambungan terlihat lebih sederhana. Berikut tampilan keseluruhan rangkaian seperti terlihat pada Gambar 1.38 di bawah.



Gambar 1.38

Skematik dan CompileProses Compile merupakan tahapan akhir didalam pembuatan dokumen skematik. Proses compile berfungsi untuk mengecek kesalahan yang terjadi akibat adanya penulisan designator yang sama dalam 1 (satu) file sheet dan perbedaan antara komponen kaki skematik dengan footprint (library PCB). Salah satu tahapan untuk proses compile adalah klik kanan file Latihan1.SchDoc Compile Document Latihan1.SchDoc, klik kiri , seperti terlihat pada Gambar 1.39 di bawah.



Gambar 1.39

Seandainya tidak tampil box dialog message, berarti menandakan tidak terjadi kesalahan. Akan tetapi, apabila tampil box dialog message, berarti terjadi kesalahan atau peringatan. Untuk peringatan dapat diabaikan, tetapi untuk kesalahan perlu diperbaiki. Berikut tampilan kesalahan di box dialog message, seperti terlihat pada Gambar 1.40 di bawah.



Gambar 1.40

Gambar 1.40, memperlihatkan kesalahan yang diakibatkan adanya penamaan designator yang sama dalam 1 (satu) file sheet, yaitu tr1. Tahapan berikutnya yang perlu dilakukan adalah memperbaiki kesalahan dengan cara memperbaharui salah satu designator tr1 di salah satu komponen dengan nama yang berbeda (contoh tr2).

1.3.3 Desain PCB Kelebihan desain PCB menggunakan protel 99, protel DXP, dan protel Althium adalah tidak perlu membuat ulang desain PCB. Praktikan cukup transfer file skematik ekstensi SchDoc kedalam bentuk PCB. Berikut tahapan transfer file ekstensi SchDoc kedalam PCB.

Workspace dan PCBSelanjutnya kita buat file PCB di file project Modul1.PrjPCB yang telah dibuat, seperti pada Gambar 1.41 di bawah. File PCB ini merupakan tempat untuk menempatkan desain rangkaian elektronik dari hasil transfer skematik. Arahkan kursor ke Modul1.PrjPCB yang terdapat di blok Projects, lalu klik kanan, pilih Add New To Project PCB, lalu klik kiri. Selanjutnya akan tampil sheet PCB seperti terlihat pada Gambar 1.42 di bawah.



Gambar 1.41

Gambar 1.42



Selanjutnya arahkan kursor ke PCB1.PcbDoc yang terdapat di blok Projects, lalu klik kanan. Klik kiri Save As.. seperti pada Gambar 1.42 di bawah.

Gambar 1.42

Selanjutnya akan tampil Gambar 1.43 seperti di bawah. Arahkan kursor ke options, pilih drive D, klik kiri folder Praktikum Mikrokontroler, selanjutnya enter. Arahkan kursor ke File Name, dan perbaharui isi file name-nya menjadi Latihan1.PcbDoc, selanjutnya klik kiri Save, dan akan tampil Gambar 1.44 seperti di bawah.



Gambar 1.43

Gambar 1.44

Selanjutnya mengatur satuan ukuran imperial atau metrik, snap grid, component grid, line grid, dan ukuran line grid pada sheet PCB (Latihan1.PcbDoc). Berikut tahapannya, seperti pada Gambar 1.45 di bawah. Pilih Design Board Options, dan klik kiri, sehingga tampil seperti Gambar 1.46 di bawah.



Gambar 1.45

Perbaharui nilai satuan ukuran menjadi metric, snap grid 0.1mm, component grid 0.1mm, garis bantu lines dan grid 10mm. 10mm menunjukan ukuran line grid kotak, sedangkan 0.1mm menunjukan ketelitian penempatan tata letak komponen terhadap line grid (1 : 100). Selanjutnya klik kiri OK.



Gambar 1.46

Selanjutnya sheet PCB sudah dapat digunakan. Akan tetapi, ukuran sheet yang muncul adalah standar (14 cm x 10 cm). Untuk memperbesar ukuran sheet dapat dilakukan dengan cara seperti terlihat pada Gambar 1.47 di bawah. Pilih Design Bord Shape Redefine Bord, klik kiri, sehingga akan tampil tan + seperti Gambar 1.48 di bawah. Tarik tanda + tersebut, membentuk kotak sesuai ukuran sheet yang diinginkan.



Gambar 1.47

Gambar 1.48

Workspace dan Transfer SchDoc ke PcbDocSetelah sheet PCB selesai dibuat, tahapan berikutnya transfer file Latihan1.SchDoc ke Latihan1.PcbDoc. Klik kiri Latihan1.PcbDoc yang terdapat di Projects. Pilih Design Import Change From Modul1.PrjPCB, klik kiri, seperti terlihat pada Gambar 1.49 di bawah. Selanjutnya akan tampil keseluruhan komponen yang digunakan serta net-nya, seperti terlihat pada Gambar 1.50 di bawah, selanjutnya klik Execute Change.



Gambar 1.49

Gambar 1.50



Pastikan setelah dilakukan proses Execute Change, kondisi status, Check, dan Done bertanda √, seperti terlihat pada Gambar 1.51 di bawah. Apabila ada tanda X, perlu diperiksa ulang file Latihan1.SchDoc. Kemungkinan footprint atau net di file Latihan1.SchDoc ada yang salah.

Gambar 1.51

Gambar 1.51 di bawah, menunjukan proses transfer file Latihan1.SchDoc ke Latihan1.PcbDoc telah berhasil sempurna. Geser komponen yang diblok warna merah, dengan cara klik kiri (tahan dan geser). Untuk memperbesar/memperkecil Gambar tekan page-up/page-down.



Gambar 1.52

Selanjutnya sebelum dilakukan pengaturan tata letak komponen, blok warna merah harus dihilangkan. Adapun tahapannya adalah klik kiri blok warna merah tekan tombol DELETE pada keyboard, seperti terlihat pada Gambar 1.53 di bawah..

Gambar 1.53



Selanjutnya atur tata letak komponen dengan cara digeser menggunakan mouse. Batasi kumpulan komponen dengan garis warna violet (tipe: Keep Out Layer). Fungsi keep out layer ini adalah untuk membatasi agar jalur/garis PCB tidak keluar batas garis, seperti terlihat pada Gambar 1.54 di bawah.

Gambar 1.54

Workspace dan Pengaturan RulesUkuran/ketebalan jalur PCB antara ujung-ujung komponen perlu dilakukan pengaturan, termasuk tipe layernya, single side, double side, atau throughole. Berikut tahapan pengaturan ukuran dan layer, seperti terlihat pada Gambar 1.55 di bawah. Pilih Design Rules, klik kiri. Selanjutnya akan tampil seperti pada Gambar 1.56 di bawah.



Gambar 1.55

Gambar 1.56 Clearance berfungsi untuk mengatur jarak antara pad lubang komponen dengan jalur.



ShortCircuit berfungsi untuk mengatur persilangan antara jalur. Unroute berfungsi untuk memberi informsi kepada pengguna apabila ada jalr yang

tidak terhubung. Width berfungsi untuk mengatur ukuran lebar jalur layer bawah (biru) dan layer atas

(merah). Routing Topology berfungsi untuk mengatur arah jalur PCB. Routing Priority berfungsi untuk pengaturan jumlah pengulangan desain jalur PCB. Routing Layer berfungsi untuk pengaturan jalur PCB yang akan digunakan. Routing Corner berfungsi untuk mengatur bentuk/jarak pada saat jalur akan

berbelok. Routing Vias berfungsi untuk mengatur ukuran pad sebagai bantuan pembuatan jalur

PCB Throughole. Catatan : ukuran lebar jalur PCBdan clearance minimal 0.25mm.

Workspace dan Auto RouteAuto Route adalah fasilitas untuk membuat jalur PCB secara otomatis. Berikut tahapan pembuatan jalur secara otomatis, seperti terlihat pada Gambar 1.57 di bawah. Pilih Auto Route All, klik kiri.

Gambar 1.57

Selanjutnya tampil seperti pada Gambar 1.58 dibawah. Pilih Default Multi Layer Board Route All, klik kiri. Gambar 1.59 menunjukan hasil jalur PCB.



Gambar 1.58



Gambar 1.59

1.4 Latihan1. Desain PCB dengan penyambungan jalur secara manual (tanpa Auto Route),

dari rangkaian skematik Regulator di bawah



modul1 prak desain pcb dan mikrokontroler rev

Documents