Keď neboli objavené dosky plošných spojov, inžinieri pripojili všetky komponenty k obvodu pomocou externých vodičov, podobne ako sa to dnes deje na nepájivej doske. Ale ako sa obvody zväčšovali a komplikovali, bolo veľmi ťažké budovať spoľahlivé spojenia pomocou externých drôtov. Ak chcete tento problém vyriešiť, PCB boli zavedené späť do roku 1936. V súčasnej dobe existuje mnoho nástrojov a softvér k dispozícii online a offline na PCB navrhovaní, ktoré môžu pomôcť vám navrhnúť a vyrobiť PCB s ľahkosťou. O základoch PCB sme sa už dozvedeli v našom predchádzajúcom článku, v tomto článku si rozoberieme a porovnáme niektoré populárne programy pre navrhovanie PCB z hľadiska ich ceny, použiteľnosti a ďalších funkcií. Tu diskutujeme o najbežnejšie používanom softvéri EDAEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD a KiCAD. Tento softvér sa často používa na navrhovanie a simuláciu obvodov plošných spojov elektronického obvodu.
Orol:
Najpopulárnejším a najbežnejším softvérom CAD pre návrh dosiek plošných spojov je EAGLE. EAGLE znamená Ľahko použiteľný editor grafického rozloženia. Tento softvér vyvinula spoločnosť CADSoft Computer v roku 2016, dnes je spoločnosť EAGLE obstarávaná a udržiavaná spoločnosťou AUTODESK.
EAGLE má veľmi jednoduché, efektívne a ľahké rozhranie a poskytuje knižnicu, ktorá obsahuje veľké množstvo elektrických a elektronických komponentov. To je hlavný dôvod, prečo je EAGLE najpopulárnejším softvérom na navrhovanie PCB medzi pedagógmi, fandmi a profesionálmi. Program EAGLE je možné nainštalovať na platformy Windows, Linux a MAC. K tomu všetkému je bezplatná verzia tohto softvéru k dispozícii na stiahnutie na webovej stránke AUTODESK.
Eagle má dvoch editorov; Schematický editor a editor rozloženia PCB. Schematický editor sa používa na pridanie všetkých komponentov a pripojenie podľa požiadaviek obvodu. Tento schematický súbor má jedinečné vlastnosti, ako napríklad modulárny blok návrhu, schéma viacerých listov, elektronická kontrola pravidiel a synchronizácia návrhu v reálnom čase. Potom sa schéma priamo prevedie do editora rozloženia PCB, v ktorom môžeme nastaviť komponenty podľa menšej zložitosti. Tento editor rozloženia PCB má tiež niekoľko dobrých funkcií, ako sú nástroje na zarovnanie, vyhýbanie sa prekážkam, smerovací modul. Tieto funkcie sú k dispozícii v bezplatnej verzii.
Pre profesionálne použitie poskytuje EAGLE platenú verziu, ktorá je k dispozícii za 1 000 $ / rok. V tejto platenej verzii poskytuje AUTODESK technickú podporu, ktorá zahŕňa podporu hovorov, pošty a online chatov, a tiež poskytuje prístup k najnovšiemu vydaniu softvéru. Ale na účely vzdelávania a samostatného použitia bude bezplatná verzia tohto softvéru jednoducho viac ako dobrá.
Keď nainštalujete bezplatnú verziu aplikácie EAGLE a otvoríte ju, prvá stránka je ovládací panel, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.
Ako je znázornené na obrázku vyššie, je uvedený názov priečinka a popis tohto priečinka alebo súboru. Prvá je Dokumentácia, ktorá obsahuje niektoré výukové dokumenty, a potom máme knižnice (.lbr), ktoré obsahujú veľký zoznam elektrických komponentov. Ak budete niekedy potrebovať viac komponentov, môžete ich rýchlo stiahnuť z rýchleho vyhľadávania Google a pridať do priečinka knižnice. Ďalej nasleduje návrhový blok (.dbl), kde nájdete zabudovaný návrh najbežnejších obvodov, ktorý môžete priamo pridať do svojho projektu. Pravidlá návrhu (.dru) obsahujú pravidlá pre koľajisko, vrták a konečnú meď s dôležitými poznámkami a informáciami. Ďalej nasledujú programy v jazykoch používateľov(.ulp), ktorý sa používa na prístup k dátovej štruktúre a na vytvorenie výstupného súboru, si môže používateľ v prípade potreby vytvoriť aj svoj vlastný súbor ULP. Ďalej je to Script (.scr), ktorý obsahuje textové súbory s príkazmi eagle a je veľmi užitočný na automatizáciu úloh, ako je nakreslenie vzoru, zmena šírky stopy atď. CAM úlohy (výroba pomocou počítača) (.cam) obsahuje niektoré štandardné Súbory CAM a posledný je Projekty, ktorý obsahuje zoznam projektu so súborom schémy a rozloženia DPS, ktorý vytvoril užívateľ.
Pilník Gerber môžete vytvoriť aj pomocou orla. Súbor Gerber je univerzálny jazyk pre navrhovanie DPS a toto je posledný krok pri navrhovaní DPS.
Multisim:
Multisim je známy medzi študentmi a výskumníkmi, pretože obsahuje výkonný softvér na návrh obvodov s dobrými simulačnými schopnosťami, ktorý môže byť užitočný pre výskumné a výukové aplikácie. Multisim má pokročilé, výkonné a priemyselne štandardné simulačné prostredie SPICE, ktoré je populárne pre svoje jedinečné vlastnosti a ľahko použiteľný dizajn. Ak porovnávate Multisim s eagle, hlavnou výhodou Multisimu je, že má simulačné prostredie, ktoré nie je k dispozícii v eagle, ale ak porovnávate iba pre účely návrhu PCB, eagle môže byť považovaný za lepšiu platformu v porovnaní s Multisim.
Multisim bol vyvinutý elektronickým pracovným stolom a technológiou interaktívneho obrazu. Počas prvých dní sa tento softvér používal iba na výučbu elektronických programov na vysokých školách, na priemyselné aplikácie sa príliš nepoužíval. Ale po nejakom čase, keď spoločnosť National Instruments pridala niektoré nové funkcie, sa stala všeobecne akceptovanou profesionálmi aj pedagógmi. Multisim je k dispozícii v dvoch variantoch; jeden je určený pre študentov a pedagógov a druhý je určený pre profesionálov a priemyselné účely.
Multisim vylepšuje výkonnú simulačnú technológiu o schopnosť analyzovať analógové, digitálne a výkonové elektronické obvody na účely vzdelávania, výskumu a návrhu. Tento softvér má niektoré jedinečné funkcie, ako je analýza parametrov, integrácia s novými vloženými cieľmi a zjednodušené šablóny návrhu používateľa. Vďaka programu Multisim Standard Service Program (SSP) môžu mať zákazníci tiež prístup k samoobslužným online školiacim modulom. Na začiatok si môžete stiahnuť skúšobnú verziu Multisim.
EasyEDA:
EasyEDA je webový nástroj na automatizáciu elektronického dizajnu (EDA). Je to webový nástroj, takže nie je potrebné sťahovať ani inštalovať žiadny softvér. Ak chcete používať program EasyEDA, musíte otvoriť stránku easyeda.com z ľubovoľného webového prehľadávača podporujúceho formát HTML5. Nezáleží na tom, aký operačný systém používate, pretože podporuje Windows, Linux a MAC. Potrebujete iba webový prehliadač, ako je Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer alebo Opera, pre lepší výkon sa však odporúča používať tento prehliadač v prehliadači Chrome alebo Firefox. To, že je online nástroj s otvoreným zdrojom, je najväčšou výhodou EasyEDA.
EasyEDA je jednoduchý, užívateľsky príjemný a je veľmi dobrou platformou, pokiaľ nemáte veľa znalostí o navrhovaní PCB.Môže ho používať kdekoľvek, kedykoľvek a z ľubovoľného zariadenia. Všetko, čo potrebujete, je prihlásiť sa do svojho účtu a začať navrhovať. Jednou z výhod tejto stránky je, že má veľké množstvo open source projektov, ktoré sú ľahko dostupné z internetu, a tiež veľmi dobré návody sú k dispozícii na oficiálnych webových stránkach EasyEDA. Tiež sme tu na CircuitDigest vyvinuli veľa projektov PCB pomocou EasyEDA. Má viac ako 500 000 knižníc so symbolmi a stopami komponentov, ktoré budete niekedy potrebovať. K dispozícii je tiež funkcia na vytvorenie vlastného symbolu komponentu a stopy v prípade potreby. Ďalšou výhodou je, že môže podporovať ďalšie softvérové knižnice a schémy, ktoré zahŕňajú Altium, EAGLE, LTspice a DXF.
Keď otvoríte https://easyeda.com/editor tento odkaz, bude to vyzerať ako na nasledujúcej snímke obrazovky. V tomto editore nájdete navigačný panel, panel s nástrojmi, pracovný priestor, nástroje na kreslenie, nástroje na písanie a mnoho ďalších funkcií. Začnime navigačným panelom, ktorý obsahuje EELib, design, Parts, Shared, LCSC.
EELib sú knižnice EasyEDA, ktoré poskytujú veľa komponentov.
Design je dizajnérsky manažér, ktorý slúži na ľahkú kontrolu jednotlivých komponentov v sieti.
Diely obsahujú schematické symboly a stopy po DPS.
Zdieľané, ak vám niekto pošle svoj projekt, táto položka sa zobrazí na zdieľanej karte.
LCSC: Ak chcete kúpiť komponenty na dokončenie projektu DPS, mali by ste vyskúšať inú webovú stránku LCSC.com
Panel s nástrojmi na kreslenie: Nastavenie listu, čiara, obrázok, Bézierov oblúk, text, text, kreslenie od ruky, šípka, obdĺžnik, mnohouholník, elipsa, pôvod koláča, ťahania a plátna.
Panel s nástrojmi na zapojenie: vodič, zbernica, vstup na zbernicu, sieťová značka, sieťová vlajka VCC, sieťová vlajka + 5V, sieťový port, zemná sieťová zem, napäťová sonda, pin, symbol skupiny / skupiny.
Altium:
Altium Designer je komerčný návrhový balík elektroniky pre Windows. Uživatelské rozhranie Altium Designer sa riadi modernými dizajnovými štandardmi, ktoré umožňujú inžinierom vykonávať zložité úlohy rýchlo a efektívne. A každý rok je k dispozícii veľká aktualizácia softvéru, ktorá okrem bežných vydaní opráv počas celého roka prináša rozšírené možnosti.
Altium Designer obsahuje schematické nástroje a nástroje na rozloženie plošných spojov, ktoré budete niekedy potrebovať v jednej aplikácii. Toto zjednotenie umožňuje používateľovi alebo tímu používateľov postupovať v projekte od nápadu po výrobu v jednom balíku. Altium má mnoho pokročilých funkcií zameraných na spoluprácu tímov inžinierov, ktorá obsahuje aj rozsiahlu integráciu s populárnymi mechanickými nástrojmi CAD na trhu. Táto integrácia umožňuje celému vývojovému tímu produktu pracovať na produkte spoločne.
Softvér ponúka počas návrhu dosiek s plošnými spojmi plné možnosti 3D a poskytuje vylepšenú viditeľnosť návrhu a smerovania pomocou vysoko kvalitných snímok obrazovky prebiehajúcich návrhov dosiek. 3D schopnosti tiež pomáhajú pri kontrole pravidiel návrhu, aby sa zabezpečili správne vzdialenosti medzi 3D modelmi komponentov na doske a medzi 3D modelovanými časťami a importovanými krytmi, čo znižuje riziko prekvapení počas výroby. Hardvérovo akcelerovaný 3D engine tiež umožňuje plynulú integráciu dizajnu viac Dosiek projektov, ako aj dosiek integrujúcich prvky rigid-flex.
Schematické snímanie v systéme Altium je také rýchle a bezbolestné, že vďaka dokončeniu sofistikovaného dizajnu je softvér veľmi časovo úsporný. Inžinieri môžu interaktívne smerovať celé zbernice naraz, čo umožňuje manuálne ovládanie so inteligentným vedením zo softvéru. Dizajnérske pravidlá sa uplatňujú v reálnom čase pri smerovaní stôp na PCB, čo zabráni skratovaniu stôp alebo inému vytváraniu porušenia dizajnových pravidiel. Jeden z interaktívnych režimov smerovania v aplikácii Altium Designer s názvom „Hug and Push“ inteligentne presunie stopy z vašej cestypri pokuse o cestu cez medzery a zároveň zachovať minimálnu vzdialenosť od ďalších blízkych stôp. Keď smerujete vysokorýchlostné dizajny, ako napríklad USB3.0 alebo DDR, Altium Designer má plnú podporu pre diferenciálne páry a interaktívne ladenie dĺžok siete.
Pokiaľ ide o výrobu vašej dosky, Altium Designer má schopnosť rýchlo zostaviť panel dosiek na výrobu. Nástroj Navrhovateľ umožňuje rýchlu výrobu mechanických a montážnych výkresov dosky pre montážnikov. Altium Designer sa plne integruje do Octopartu, čo umožňuje vytvoriť aktívny kusovník, ktorý spája komponenty v dizajne s dodávateľmi v reálnom svete. Toto združenie vám umožní rýchlo získať súčiastky od dodávateľa s najnižšou cenou - vyťaženie hodín z fázy obstarávania súčiastok a zároveň zaistenie, že v dizajne nie sú žiadne zastarané alebo zle skladované súčasti.
Pre nadšencov a veľmi malé firmy ponúka Altium tiež lacnejší a bezplatnejší softvér so zníženou sadou funkcií, väčšinou odstraňuje funkcie zamerané na prepracované alebo veľmi zložité vzory. Sú to:
- CircuitStudio, oveľa lacnejší návrhový balík dosiek plošných spojov, ktorý má mnoho funkcií Altium Designer.
- CircuitMaker, bezplatná verzia pre projekty open source.
- Altium Upverter, bezplatný webový nástroj zameraný na tvorcov / fanúšikov.
KiCAD
KiCAD je populárny softvér pre automatizáciu elektrického návrhu a nevyžaduje žiadnu licenciu, preto je jeho použitie úplne bezplatné. Dokumentácia tohto softvéru sa distribuuje na základe dvoch možností; Všeobecná verejná licencia GNU a spoločné spoločné atribúty. KiCAD je voľne dostupný softvér, ale pre nový vývoj prijímajú peniaze ako dar, ak ich chce niekto poskytnúť, inak sú pre všetkých používateľov bezplatné. Inštalácia tohto softvéru a knižníc je ľahko dostupná z jeho webových stránok. KiCAD a jeho knižnice si môžete stiahnuť z jeho oficiálnych webových stránok.
KiCAD vyvíja Jean-Pierre Charras. Tento softvér sa dá použiť aj na vytvorenie súboru Gerber BoM (Bill of Materials) a taktiež poskytuje 3D rozloženie PCB. KiCAD má tiež vlastnú knižnicu, ktorá obsahuje väčšinu elektrických komponentov. Tento softvér je k dispozícii aj v 19 rôznych jazykoch a je možné ho spustiť v systémoch Windows, Linux a MAC.
KiCAD je rozdelený do piatich častí;
KiCAD, ktorý je projektovým manažérom; Eeschema je editor schematického zachytávania; pcbnew, ktorý zobrazuje rozloženie DPS v 2D aj 3D; súbor gerbfile sa používa na generovanie súboru Gerber; bitmap2component dokáže prevádzať obrázky na stopu.
Z týchto častí sú najpoužívanejšie možnosti Eeschema a pcbnew. Eeschema má funkcie ako vytváranie vlastných symbolov, kontrola elektrických pravidiel a hierarchické schematické hárky. V PcbNew poskytuje veľmi ľahký spôsob smerovania komponentov a uľahčuje riešenie problémov s dizajnom DPS. ak chcete zmeniť akékoľvek priechody, otvory, stopy alebo iné komponenty PCB, je to v KiCADe jednoduché v porovnaní s iným softvérom. Po navrhnutí svojej DPS môžete svoj návrh skontrolovať v interaktívnom 3D zobrazení. Programy Eeschema a pcbnew tiež podporujú súbory EAGLE. Ak ste v KiCAD nováčikom, výukové programy sa poskytujú aj vo formáte PDF v mnohých jazykoch a tiež videonávody sú k dispozícii na ich webových stránkach.
Softvér je celkovo vhodný pre začiatočníkov a jeho najväčšou výhodou je, že je voľne dostupný. Jeden teda nevyžaduje zakúpenie akejkoľvek licencie. KiCAD si môžete stiahnuť odtiaľto.
OrCAD
Názov tohto softvéru vyšiel z názvu spoločnosti Oregon. Alebo CAD = Oregon + CAD. Tento softvér nie je voľne dostupný, cena jeho licenčnej verzie začína na 2300 USD. OrCAD vyvíjajú John Durbetaki, Ken a Keith Seymour.
OrCAD je rozdelený na dve časti; OrCAD Capture a PSpice. Na návrh obvodov sa používa OrCAD Capture a táto časť je známa ako sada PCB. OrCAD poskytuje tri typy balíkov PCB; OrCAD Standard, OrCAD Professional a Allegro PCB. Štandard OrCAD je koncept výrobného návrhového prostredia a jeho cena začína od 1300 USD. OrCAD Professional má možnosti návrhu DPS na profesionálnej úrovni. Táto verzia je nákladná v porovnaní so štandardnou verziou a stojí okolo 2300 USD. Allegro PCB sa používa na dizajn PCB na odbornej úrovni.
OrCAD PSpice sa používa na simuláciu a overovanie obvodu. PSpice je skratka pre program osobnej simulácie s dôrazom na integrovaný obvod. Spoločnosti Capture a PSpice vytvárajú kompletný nástroj na návrh simulátora a PCB. PSpice je tiež k dispozícii v dvoch verziách; PSpice Designer a PCB Designer plus. PSpice Designer je určený pre priemyselnú štandardnú simuláciu a obsahuje 33 000 častí v knižnici. Táto verzia začína od 1980 USD. PSpice designer plus má analyzovať spoľahlivosť, cenu a výnos. Táto verzia má všetky vlastnosti dizajnéra dosiek plošných spojov a ďalšie jedinečné vlastnosti, ako je analýza nákladov, analýza výnosov, optimalizácia návrhu, modelovanie a simulácia systému C / C ++, analýza spoľahlivosti a HW / SW simulácia.
OrCAD PSpice dokáže simulovať obvod, ktorý je navrhnutý na snímanie, a tiež môže simulovať návrh z programu MATLAB / Simulink. Táto vlastnosť robí OrCAD jedinečným od všetkých ostatných softvérov. Tu si môžete stiahnuť skúšobnú verziu OrCADu.
Záver:
Zo všetkých týchto softvérov poskytuje Eagle najlepšie výsledky pri navrhovaní dosiek plošných spojov. Ak ste profesionálny návrhár dosiek plošných spojov a vaša aplikácia je veľmi veľká a zložitá, obráťte sa na návrhára Altium. Ak ste začiatočník a práve začínate s návrhom dosiek plošných spojov, choďte na EAGLE alebo EasyEDA, pretože tu nájdete veľmi dobré zdroje a návody z internetu, ktoré sú veľmi užitočné, ak ste začiatočník. Ak to potrebujete v spoločnosti a nechcete si kupovať žiadne licencie, použite KiCAD.