Символ схемы

Символ — это лицо компонента на схеме. По нему человек понимает, что это за деталь, а Altium — какие у неё выводы и куда их можно подключать. Хороший символ читается с одного взгляда, плохой путает и автора, и того, кто будет паять.

Анатомия символа

Рис. 8.2. Символ стабилизатора LM1117. Номер вывода (Designator) должен совпадать с номером площадки посадочного места, имя (Name) — подсказка для человека. Провод на схеме цепляется только к внешнему концу вывода (отмечен точкой), поэтому концы выводов должны лежать на сетке схемы.

• Корпус (body) — графика: прямоугольник, треугольник ОУ, прямоугольник резистора. Чисто для человека, электрически ничего не значит.
• Вывод (pin) — единственная «электрическая» часть символа. У него есть:
  • номер (Designator) — должен совпадать с номером площадки футпринта. Для микросхем это номер ножки по даташиту;
  • имя (Name) — подпись вроде VIN или OUT. Altium по нему ничего не соединяет;
  • электрический тип (Electrical Type) — о нём ниже;
  • «горячий» конец (hotspot) — внешний конец вывода. Только к нему цепляется провод.
• Свойства компонента: обозначение Designator с вопросом (U?, R?) — номер позже проставит аннотация; Comment — обычно номинал или тип детали; Description — описание для поиска.

Аналогия: символ — как розетка на стене. Пластиковая рамка — корпус, гнёзда — выводы. Вилку можно вставить только в гнездо, и только в правильное.

Электрический тип вывода

Altium предлагает типы: Input, I/O, Output, Open Collector, Passive, HiZ, Open Emitter, Power. Они нужны проверке ERC (Electrical Rules Check, урок 7.3): по таблице соединений она ругается, например, если два выхода (Output) соединены друг с другом или вход висит в воздухе.

Практическое правило:

Что за вывод	Тип
выводы резисторов, конденсаторов, катушек, разъёмов	Passive
вход/выход логики, ОУ	Input / Output
двунаправленные выводы МК (GPIO)	I/O
питание и земля микросхем	Power
выход с открытым коллектором/стоком	Open Collector

Если сомневаешься, ставь Passive — он не вызывает ложных ошибок. Но тогда ERC и не поймает настоящую ошибку.

Сетка — это важно

Провод на схеме подключается к выводу, только если конец вывода точно попадает в узел сетки. Стандартная сетка схем Altium — 100 mil, а выводы и объекты обычно ставят на сетку 100 или 50 mil. Клавиша G переключает шаг сетки. Единицы библиотеки задаются в Tools›Document Options (вкладка General в Library Options).

⚠️Внимание

Символ, у которого концы выводов не на сетке 100 mil, — мина замедленного действия. Провод будет выглядеть подключённым, но электрически висеть в воздухе. Ставь выводы на сетку 100 mil и проверяй: при наведении на конец вывода курсор должен «прилипать» к нему.

Практика 1: резистор в стиле ГОСТ

1. Открой PCB_Course.SchLib из урока 8.1. Новый компонент: Tools›New Component (или кнопка Add в панели SCH Library). Имя — RES_GOST.
2. Перейди к началу координат: JзатемO. Символ рисуют вокруг начала координат листа.
3. Корпус — прямоугольник 400 × 160 mil (≈ 10,2 × 4,1 мм, близко к ГОСТовским 10 × 4 мм): Place›Rectangle[ПРОВЕРИТЬ]. В свойствах прямоугольника отключи заливку.
4. Выводы: Place›Pin (PзатемP). До первого щелчка нажми Tab: откроются свойства вывода. Задай Designator 1, Electrical Type Passive, отключи видимость имени и номера (у резистора они не нужны). Space поворачивает вывод — горячий конец должен смотреть наружу.
5. Поставь выводы слева и справа так, чтобы их концы были на сетке 100 mil, а внутренние концы касались корпуса. Второй вывод получит номер 2 автоматически.
6. Щёлкни на пустом месте, чтобы в панели Properties появились свойства компонента. Designator: R?, Comment: =Value или номинал, Description: «Резистор, ГОСТ 2.728».

[СКРИНШОТ: схемная библиотека: символ резистора-прямоугольника с двумя выводами Passive]public/screenshots/m08-libraries/l02-res-gost.png

🛠Особенность Altium

Altium по умолчанию рисует символы по американской традиции (IEEE 315): резистор — «пилой». Если схема должна соответствовать ЕСКД, символы в стиле ГОСТ делают в своей библиотеке (таблица УГО — урок 3.2). Есть два подхода. Практичный: рисовать в дюймовой сетке, близко к размерам ГОСТ, — символы совместимы с остальными библиотеками. Строгий: вся схема в метрической сетке 2,5 или 5 мм, тогда и символы рисуются в мм. Смешивать нельзя: метрический символ на дюймовой сетке получит выводы вне сетки.

Практика 2: сдвоенный ОУ — многосекционный компонент

В одном корпусе часто сидят несколько одинаковых узлов: два ОУ в LM358, четыре вентиля в 74HC00. Такой компонент делают многосекционным (multi-part): на схеме секции рисуются отдельно (DA1.1, DA1.2 по ГОСТ или U1A, U1B в Altium), но это одна деталь на плате.

Цоколёвка стандартного сдвоенного ОУ (LM358, LF412 из книги Хоровица): 1 — выход A, 2 — инвертирующий вход A, 3 — неинвертирующий вход A, 4 — V− (земля), 5 — неинвертирующий вход B, 6 — инвертирующий вход B, 7 — выход B, 8 — V+.

1. Новый компонент OPAMP_DUAL, Designator U?.
2. Нарисуй секцию A: треугольник (или прямоугольник с ▷ по ГОСТ), выводы 3 (IN+, Input), 2 (IN−, Input), 1 (OUT, Output).
3. Добавь секцию: Tools›New Part. Нарисуй секцию B с выводами 5, 6, 7. Переключаться между секциями — в панели SCH Library или через Tools›Next Part.
4. Выводы питания 8 (V+) и 4 (V−) сделай Power. Есть два способа:
   • отдельная секция C только с питанием — питание явно видно на схеме, рекомендуем этот вариант;
   • секция Part Zero: выводы из неё появляются на всех секциях. Удобно, но легко запутаться.

📖Из учебникагл. 4, §4.02, с. 182–183

Хоровиц отмечает, что на схемах подключение питания к ОУ часто не показывают — подразумевается, что оно есть. Для принципиальной схемы, по которой будут разводить плату, это опасно: забытый вывод питания не попадёт в список цепей. Поэтому в библиотеке питание ОУ лучше вынести в отдельную видимую секцию. Там же описан LF412 — «сдвоенный» ОУ в 8-выводном корпусе, и метка первого вывода точкой и выемкой на корпусе.

Мастер символов

Рисовать вручную символ микроконтроллера на 64 вывода утомительно. Для таких случаев есть Tools›Symbol Wizard: вводишь число выводов, выбираешь компоновку (Dual in-line, Quad side, Connector и т. д.) и заполняешь таблицу — номер, имя, тип, сторону. Таблицу можно скопировать из Excel, а её — из таблицы выводов даташита.

💡Совет

Хороший символ микросхемы группирует выводы по функции, а не по номерам: питание сверху, земля снизу, входы слева, выходы справа. Номера ножек всё равно видны. Такая схема читается в разы проще, чем «как на корпусе».

🛠Особенность Altium

Инверсия (черта над именем вывода) задаётся обратной косой чертой после каждой буквы: R\E\S\E\T\. Если в настройках включён режим одиночной \, достаточно одной черты в начале имени.

🧯 Типичные ошибки

Провод «подключён», но ERC говорит, что вывод не соединён

Почему Конец вывода не попал в узел сетки или вывод повёрнут горячим концом внутрь корпуса.

Как исправить Проверь сетку 100 mil и ориентацию: горячий конец (где цепляется провод) должен быть снаружи.

Выводы питания скрыты и «сами» подключились не к той цепи

Почему Скрытые выводы Power подключаются к цепи по имени. Если имя цепи в проекте другое (+3V3 вместо VCC), микросхема останется без питания.

Как исправить Не прячь выводы питания. Сделай для них отдельную видимую секцию.

ERC засыпал ошибками «Output connected to Output»

Почему Выводам пассивных компонентов или разъёмов поставили тип Output.

Как исправить Резисторы, конденсаторы, разъёмы — Passive. Output — только для настоящих выходов.

В секциях многосекционного компонента повторяются номера выводов

Почему Скопировали секцию A в секцию B и забыли перенумеровать.

Как исправить Номера выводов во всём компоненте должны соответствовать ножкам корпуса: в секции B — 5, 6, 7.

Проверь себя

1. 1. Какой электрический тип поставить выводам конденсатора?

   InputPowerPassiveOutput
2. 2. К какой точке вывода подключается провод на схеме?

   К середине выводаК концу, который касается корпусаК внешнему «горячему» концу
3. 3. Что задаёт номер вывода (Designator) в символе?

   Порядок отображения на схемеСоответствие площадке посадочного местаПозиционное обозначение компонента
4. 4. Зачем делать сдвоенный ОУ многосекционным компонентом?

   Чтобы рисовать каждый ОУ отдельно в удобном месте схемы, но иметь одну деталь на платеЧтобы на плате было два корпусаAltium не умеет символы больше чем на 3 вывода

🎯Практическое задание~40 мин

В библиотеке PCB_Course.SchLib сделай:

1. RES_GOST и CAP_GOST (две пластины, ГОСТ 2.728) — выводы Passive на сетке 100 mil.
2. OPAMP_DUAL по цоколёвке LM358: секции A и B плюс отдельная секция питания.
3. Проверь выводы: Reports›Component Rule Check[ПРОВЕРИТЬ] (в схемной библиотеке) и исправь найденное.