Tutorial Pembuatan Layout PCB Menggunakan PROTEL 9SE di Windows 7

Tutorial Pembuatan Layout PCB Menggunakan PROTEL 9SE di Windows 7

Protel 99SE adalah sebuah software sebagai penunjang untuk mendesain rangkaian (jalur) di pcb. Untuk memulai menggunakan protel klik windows start menu >> Design explorer. Pada tampilan pertama kita dihadapkan pada sebuah window yang berisi dengan panel dan toolbar dengan bagian kosong yang besar disebelah kanan seperti dibawah ini

Gambar 1. Tampilan pertama ketika menjalankan protel.

Untuk memulai tutorial, buatlah sebuah desain dengan mengikuti langkah berikut ini:
Pilih File >> New pada menu, maka akan muncul dialog new desain database. Untuk design storage type pilih MS Access Database. Untuk Database Filename, berikanlah nama terserah kita mis: projectZtruM.ddb Pada Database Location, klik tombol browse lalu pilihlah tempat dimana desain akan disimpan. Klik OK maka dialog akan tertutup dan akan membuka sebuah design explorer.

Gambar 2. Dialog untuk membuat sebuah design.

Setelah dialog tertutup maka akan didapatkan tampilan sebagai berikut :

  

  Gambar 3. Tampilan workspace setelah pembuatan desain.

Sampai langkah ini kita sudah dapat membuat skematik dari rangkaian. Agar lebih terlihat rapih,
maka sebaiknya skematik ditaruh didalam folder yang sudah otomatis ada ketika membuat sebuah database baru yaitu folder documents. Folder ini dapat diganti namanya sesuai dengan keinginan.Untuk menyimpan skematik di dalam folder, klik 2x pada folder documents, maka akan didapatkan tampilan window menjadi berwarna putih polos.

 Gambar 4. Tampilan Pada Folder Documents

Langkah‐langkah untuk membuat jalur PCB dengan protel adalah sebagai berikut :

1. Membuat dokumen Skematik.

2. Membuat dokumen PCB.

3. Mengeprint dokumen PCB.

Selanjutnya untuk membuat dokumen skematik pada protel akan dijelaskan pada bagian pertama
berikut ini.

11.   Membuat Dokumen Skematik

Untuk membuat dokumen skematik pada protel ikuti langkah berikut:
Dari langkah‐langkah yang sudah dilakukan diatas, klik File >> New.
Akan muncul dialog New Document, pilihlah schematic document, klik OK.
Kemudian akan muncul icon dengan nama default sheet1.sch, berilah nama sesuai dengan keinginan tanpa menghapus extensi dari file yaitu .sch Untuk membukanya, klik 2x pada icon schematic tadi.

 Gambar 5. Dialog New Document

Ketika dokumen skematik dibuka maka tampilan workspace akan berubah, kita akan mendapatkan dua buah toolbar yang floating (melayang). Toolbar tersebut dapat ditempatkan dimana saja bisa diatas, bawah, kiri, kanan dari window utama. Untuk memperbesar tampilan klik ZoomIn pada toolbar yang ada  atau dari menu view >> ZoomIn.

Tips: Untuk memperbesar workspace dari dokumen skematik dapat menggunakan tombol shortcut, yaitu PageUp untuk Zoom In dan Page Down untuk Zoom Out.

Rangkaian yang akan kita buat dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 Gambar 6. Rangkaian Multivibrator

Langkah pertama yang kita lakukan adalah mencari skematik untuk setiap komponen yang ada. Untuk itu kita dapat mencari pada explorer & editor panel yang berada pada sisi kiri atas. Klik pada tab“Browse Sch”. Lalu pada mode browse pilihlah “Libraries” BUKAN “Primitives”. Selanjutnya carilah komponen yang ada. Untuk Transistor karena yang digunakan mempunyai jenis NPN maka carilah komponen NPN pada libraries, setelah didapatkan klik “Place” lalu tempatkanlah komponen di workspace dengan meng‐klik kiri. Kita akan mendapatkan bahwa komponen akan terus melekat (mode placement) untuk keluar dari mode placement bisa menekan tombol ESC atau Klik kanan pada workspace. Carilah semua komponen yang diperlukan pada libraries hingga lengkap.

Tips: Untuk memutar komponen, sebelum menempatkan pada workspace dengan meng‐klik kiri tekan tombol SPACE, untuk membuatnya menjadi terbalik (mirror) tekan tombol “X”. Jika komponen sudah ditempatkan dan ingin diputar 900 dsb , maka kita dapat memilih komponen yang akan diputar dengan meng‐klik kiri sambil ditahan lalu menekan tombol SPACE, untuk membuatnya menjadi mirror tekan tombol “X”.

Langkah berikutnya adalah menghubungkan semua komponen (wiring). Untuk memulainya, klikicon /PlaceWire. Untuk menghubungkan, tempatkan kursor pada bagian ujung komponen misalnya Q1 sehingga kursor akan berubah menjadi lingkaran hitam, klik kiri lalu tempatkan kursor pada komponen yang akan dihubungkan hingga kursor berubah menjadi lingkaran hitam kemudian klik kiri kembali. Jika komponen tersebut sudah selesai dihubungkan klik kanan pada mouse, jika dari komponen tersebut ingin dihubungkan dengan komponen yang lain, tempatkan kursor pada komponen lain yang akan dihubungkan lalu klik kiri. Untuk keluar dari mode wiring, dapat menekan tombol “ESC” atau klik kanan 2x. Setelah semua komponen terhubung dengan baik, langkah berikutnya adalah memberikan attribut pada komponen. Attribut ini antara lain adalah footprint, designator dan part type. Untuk melakukannya kita, klik 2x pada objek yang ingin diberikan attribut. Maka akan muncul window seperti dibawah ini.

 

 

 Gambar 6. Window untuk Memberikan Attribut

Untuk bagian Footprint berilah footprint untuk transistor, footprint ini dapat dilihat pada
document PCB, untuk itu buatlah sebuah dokumen PCB pada folder Documents dan buka dokumen PCB tersebut. Pada bagian Explorer dan Editor Panel, pilihlah Libraries. Carilah footprint yang sesuai, jika tidak ada dapat menambahkan footprint dengan cara klik add/remove pada tab “Browse”. Carilah libraries yang ingin ditambahkan pada dokumen PCB tersebut, klik “Add” untuk menambahkan, kemudian klik OK. Jika sudah mendapatkan footprint untuk komponen tersebut, kembalilah kepada dokumen skematik, lalu isikan nama footprint untuk komponen tersebut. Pada bagian Designator, isilah dengan menomorkan, misalnya Q? diganti menjadi Q1 untuk komponen pertama, dan menjadi Q2 untuk komponen kedua, dan selanjutnya sebanyak komponen yang digunakan dengan jenis yang sama. Begitu pula dengan resistor dan kapasitor. Kemudian untuk Part Type, isi sesuai dengan jenis komponen yang digunakan, atau nilainya. Misalnya, pada skematik ini digunakan transistor 2N3904, maka isilah part type dengan nama tersebut. Sedangkan untuk resistor isilah berapa besar nilai yang digunakan. Misalnya, resistor tersebut mempunyai nilai 100 KΩ, maka isilah part type 100K. Ulangi semua langkah ini untuk komponen yang lainnya sampai lengkap. Setelah semua langkah sudah dilakukan, maka skematik sudah siap untuk dibuat jalur PCB‐nya. Untuk memulainya kita harus membuat sebuah Netlist. Untuk membuatnya, pada toolbar menu pilih Design >> Create Netlist, pada window yang muncul tidak usah diubah apa‐apa langsung klik OK. Netlist ini berisi daftar komponen yang digunakan serta koneksinya dengan komponen yang lain. Selanjutnya tahap pembuatan terakhir yaitu pembuatan PCB akan dijelaskan pada bagian berikut.

12.  Membuat Dokumen PCB

Jika pada bagian sebelumnya yaitu membuat dokumen skematik kita sudah mencari footprint untuk komponen, maka dokumen PCB sudah dibuat. Bukalah dokumen PCB tersebut dengan meng‐klik 2x pada icon dokumen PCB. Agar tidak ada error pada pembuatan PCB, maka footprint dari komponen harus tersedia pada libraries, jika belum maka dapat menambahkan dengan meng‐klik “Add/Remove” pada “Explorer & Editor Panel”. Carilah semua footprint dari komponen yang digunakan, jika sudah
langkah selanjutnya adalah mentransfer Netlist yang sudah dibuat sebelumnya. Pada toolbar menu klik Design >> Load Nets… Pada window yang muncul klik “Browse”, pada explorer tree, pililah nama project yang ingin dibuat PCB, lalu klik 2x pada folder Documents.

 Gambar 7. Netlist yang akan ditransfer ke PCB

Kemudian klik OK, lihatlah pada kolom error ada error atau tidak. Jika sudah benar semua maka data dapat dibuat PCB, jika masih terdapat error, telusuri error tersebut, misalnya didapatkan pesan error “Footprint (nama footprint) Not Found”, maka nama footprint tersebut tidak dapat ditemukan. Hal ini bisa disebabkan Libraries Footprint komponen tersebut tidak dimasukkan pada bagian libraries
PCB atau kesalahan yang disebabkan salah mengetik pada saat memberikan attribute pada komponen. Jika salah dalam memasukkan nama attribute, maka kembalilah pada dokumen skematik, koreksi pada error tesebut, buatlah netlist kembali dan cobalah untuk mentransfer netlist ke dalam dokumen PCB. Kemudian, aturlah letak komponen‐komponen yang sudah di transfer tadi sedemikian rupa. Jika sudah diatur, kita akan memberikan batas (besar) dari papan PCB yang akan kita buat. Untuk itu klik
mode view layer menjadi “KeepOut Layer”.

 Gambar 8. Mengubah Mode View menjadi Keepout Layer.

Klik lah icon /Place Line, buatlah bentuk persegi agar mengelilingi semua komponen tadi, jika mode sudah benar maka garis yang muncul akan berwarna Ungu. Setelah dibuat batas PCB maka langkah terakhir adalah membuat jalur (routing) untuk setiap komponen. Namun sebelum merouting, kita harus memberikan aturan‐aturan (Rules) kepada Protel dalam merouting komponen tersebut. Contohnya, besar jalur yang akan dibuat. Untuk membuat Rules, pada menu bar klik Design >> Rules…
maka akan muncul sebuah window “Design Rules”, klik pada tab Routing. Pada Rule Classes terdapat list rule dari protel. Nilai‐nilai tersebut merupakan nilai default dari protel. Item rule yang akan kita ubah hanya 3 buah, yaitu Clearance Constraint, Routing Layer, dan Width Constraint. Clearance Constraint
menunjukkan berapa besar jarak antara 2 buah jalur yang berdekatan. Routing Layer menunjukkan layer yang kita gunakan. Sedangkan Width Constraint, menunjukkan berapa lebar jalur yang akan dibuat. Untuk mengubahnya pada Rule Classes klik Clearance Constraint, lalu klik Properties pada pojok kanan bawah, ubahlah nilai minimum clearance sesuai dengan design yang diinginkan, jika sudah klik
OK. Lakukan hal yang sama pada Routing Layer, namun kali ini kita akan memilih, layer apa yang digunakan. Untuk pembuatan PCB biasa, kita biasanya hanya menggunakan Bottom Layer, kecuali jika menginginkan untuk membuat ke industri PCB. Karena hanya menggunakan Bottom Layer, maka pada bagian Top Layer ubahlah menjadi Not Used, scroll ke bawah dan isikan pada bagian Bottom Layer sesuai selera (asal bukan Not Used!). Jika sudah semuanya dilakukan klik Close untuk menutup window.
Untuk memulai membuat jalur pada menu bar pilih Auto Route >> All.. pada window yang muncul klik Route All. Tunggulah beberapa saat hingga proses routing selesai. Jika terdapat jalur berwarna merah, maka design rules pada bagian Routing Layer belum di set menjadi Not Used. Apabila masih terdapat 2 jalur berbeda yang saling bersinggungan, kita harus mengubah letak komponen hingga jalur tidak ada yang bersinggungan. Untuk itu kita harus meng‐unroute semua jalur yang telah dibuat
terlebih dahulu. Pada menu bar pilih Tools >> Un‐Route >> All.. Maka jalur yang sudah di‐routing akan hilang, cobalah untuk mengatur, memindahkan komponen‐komponen tersebut atau mengubah orientasi dengan cara memutarnya. Setelah itu cobalah untuk me‐routing kembali, jika masih ada kesalahan ulangi lagi proses routing sampai didapatkan hasil yang baik.

Note: 1000 mil = 1 inch

Tips: Satuan default yang digunakan pada protel adalah mil, untuk mengubah menjadi mm, tekan tombol huruf ”Q” satu kali saja sebelum membuat Design Rules atau ketika ingin mengubah besar Pad. 

Tricks: Agar footprint yang digunakan menjadi lebar untuk memudahkan dalam mengebor dan menyolder komponen, maka sebelum di routing ubahlah nilai pad (kaki footprint) dengan meng‐klik 2x pada pad yang ingin diubah. Masukkanlah nilai X‐Size dan Y‐Size sesuai dengan keinginan desain.

 Gambar 9. Hasil Routing Komponen

 Gambar 10. Hasil Tampilan 3D

13.  Mem‐print Dokumen PCB & Pembuatan PCB

Langkah yang paling akhir dari pembuatan PCB adalah mem‐print jalur rangkaian yang telah dibuat dan mentransfernya ke PCB. Untuk memprint dokumen, lakukan langkah‐langkah berikut ini:

•        Pada menu bar dokumen PCB klik, File >> Print / Preview.

•        Maka akan muncul dokumen baru yang bernama Preview PCB.

•        Klik kanan pada “Multilayer Composite Print”, lalu ikutilah konfigurasi pada gambar dibawah ini. Untuk Layer kita dapat membuang atau menambahkan dengan Add dan Remove. Buatlah susunan layer seperti pada gambar dengan MultiLayer berada paling atas dan KeepoutLayer berada pada lapisan paling bawah.

Gambar 11. Mengatur Print PCB

•        Selanjutnya kita dapat mem‐print dokumen tersebut.

•        Kemudian untuk mengetahui letak komponen pada PCB, aturlah dokumen Preview PCB dengan konfigurasi yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Gambar 12. Konfigurasi untuk Menampilkan Letak Komponen

Tips : untuk mempersingkat pengerjaan ,disarankan menggunakan shortcut
Shortcut Protel 99SE :

·          PL   :     Menempatkan jalur PCB

·          PC   :    Menempatkan komponen

·          PD   :    Menempatkan ukuran dimensi

·          PU   :    Menempatkan/membuat lingkaran

·          PS   :    Menempatkan text

·          PP   :    Menempatkan pad/titik kaki komponen

·          DO  :    Seting Layer dan Option Grid

·          PG   :    Menempatkan Polygon

·          PV   :    Menempatkan sambungan

·          PF   :    Menempatkan/membuat kotak