Když nebyly objeveny desky plošných spojů, inženýři připojili všechny komponenty k obvodu pomocí externích vodičů, podobně jako je tomu dnes na nepájivém poli. Ale jak se obvody staly většími a složitějšími, bylo velmi obtížné vybudovat spolehlivé spojení pomocí externích vodičů. Chcete-li tento problém vyřešit, PCB byly zavedeny zpět do roku 1936. V současné době existuje mnoho nástrojů a software k dispozici online a offline na PCB navrhování, které mohou pomoci vám navrhnout a vyrobit PCB s lehkostí. O základech PCB jsme se již dozvěděli v našem předchozím článku, v tomto článku probereme a porovnáme některý populární software pro navrhování desek plošných spojů s ohledem na jejich cenu, použitelnost a další vlastnosti. Zde diskutujeme o nejčastěji používaném softwaru EDAEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD a KiCAD. Tento software je široce používán pro návrh desek plošných spojů a simulaci elektronického obvodu.
Orel:
Nejpopulárnějším a nejběžnějším softwarem CAD pro navrhování desek plošných spojů je EAGLE. EAGLE znamená snadno použitelný editor grafického rozvržení. Tento software byl vyvinut společností CADSoft Computer v roce 2016, dnes je společnost EAGLE nakupována a udržována společností AUTODESK.
EAGLE má velmi jednoduché, efektivní a snadné rozhraní a poskytuje knihovnu, která obsahuje velké množství elektrických a elektronických součástek. To je hlavní důvod, proč je EAGLE nejoblíbenější software pro navrhování desek plošných spojů mezi pedagogy, fandy a profesionály. EAGLE lze instalovat na platformy Windows, Linux a MAC. Kromě toho je bezplatná verze tohoto softwaru k dispozici ke stažení na webových stránkách společnosti AUTODESK.
Eagle má dva editory; Schematický editor a editor rozvržení PCB. Schematický editor se používá k přidání všech komponent a připojení podle požadavků obvodu. Tento schematický soubor má jedinečné vlastnosti, jako je modulární návrhový blok, vícelistové schéma, elektronická kontrola pravidel a synchronizace návrhu v reálném čase. Poté je schéma přímo převedeno do editoru rozvržení PCB, ve kterém můžeme nastavit komponenty podle menší složitosti. Tento editor rozložení desek plošných spojů má také některé dobré funkce, jako jsou nástroje pro zarovnání, vyhýbání se překážkám, směrování motoru. Tyto funkce jsou k dispozici v bezplatné verzi.
Pro profesionální použití poskytuje EAGLE placenou verzi, která je k dispozici za 1000 $ / rok. V této placené verzi poskytuje AUTODESK technickou podporu zahrnující podporu volání, pošty a online chatu a také přístup k nejnovější verzi softwaru. Ale pro vzdělávací a vlastní použití bude bezplatná verze tohoto softwaru prostě více než dobrá.
Když nainstalujete bezplatnou verzi EAGLE a otevřete ji, první stránka je ovládací panel, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
Jak je znázorněno na předchozím obrázku, je uveden název složky a popis této složky nebo souboru. Nejprve je dokumentace, která obsahuje některé výukové dokumenty, následovaná knihovnami (.lbr), které obsahují velký seznam elektrických komponent. Pokud budete někdy potřebovat více komponent, lze je rychle stáhnout z rychlého vyhledávání Google a přidat do složky knihovny. Další je návrhový blok (.dbl), kde najdete vestavěný design pro většinu běžných obvodů, který můžete přímo přidat do svého projektu. Pravidla návrhu (.dru) obsahují pravidla pro stopu, vrtání a konečnou měď s důležitými poznámkami a informacemi. Další jsou programy v uživatelském jazyce(.ulp), který se používá pro přístup k datové struktuře a pro vytvoření výstupního souboru, může uživatel v případě potřeby také vytvořit svůj vlastní soubor ULP. Další je skripty (.scr), které obsahují textové soubory s příkazy orla a je velmi užitečné pro automatizaci úkolu, jako je kreslení vzoru, změna šířky stopy atd. CAM úlohy (výroba podporovaná počítačem) (.cam) obsahuje některé standardní Soubory CAM a poslední z nich jsou Projekty, které obsahují seznam projektu se schématem a souborem rozložení PCB vytvořeným uživatelem.
Můžete také vytvořit soubor Gerber pomocí orla. Soubor Gerber je univerzálním jazykem pro navrhování desek plošných spojů a toto je poslední krok návrhu desek plošných spojů.
Multisim:
Multisim je známý mezi studenty a výzkumnými pracovníky, protože obsahuje výkonný software pro návrh obvodů s dobrými simulačními schopnostmi, který může být užitečný pro výzkumné a výukové aplikace. Multisim má pokročilé, výkonné a standardní simulační prostředí SPICE, které je oblíbené pro své jedinečné vlastnosti a snadno použitelný design. Pokud porovnáváte Multisim s eagle, hlavní výhodou Multisimu je, že má simulační prostředí, které není v eagle k dispozici, ale pokud porovnáváte pouze za účelem návrhu PCB, lze orel ve srovnání s Multisimem považovat za lepší platformu.
Multisim byl vyvinut elektronickým pracovním stolem a technologií interaktivního obrazu. Během prvních dnů byl tento software používán pouze k výuce elektronických programů na vysokých školách, nebyl příliš používán pro průmyslové aplikace. Ale po nějaké době, kdy společnost National Instruments přidala některé nové funkce, se stala široce přijímanou profesionály a pedagogy. Multisim je k dispozici ve dvou variantách; jeden je určen pro studenty a pedagogy a druhý je určen pro profesionály a průmyslové účely.
Multisim vylepšuje výkonnou simulační technologii o schopnost analyzovat analogové, digitální a výkonové elektronické obvody pro účely vzdělávání, výzkumu a designu. Tento software má některé jedinečné funkce, jako je analýza parametrů, integrace s novými vloženými cíli a zjednodušené šablony návrhů uživatelů. S programem Multisim Standard Service Program (SSP) mohou mít zákazníci také přístup k samoobslužným online vzdělávacím modulům. Chcete-li začít, můžete si odtud stáhnout zkušební verzi Multisim.
EasyEDA:
EasyEDA je webový nástroj pro automatizaci elektronického designu (EDA). Jedná se o webový nástroj, takže není třeba stahovat ani instalovat žádný software. Chcete-li použít EasyEDA, musíte otevřít easyeda.com z libovolného webového prohlížeče podporujícího HTML5. Nezáleží na tom, jaký OS používáte, protože podporuje Windows, Linux a MAC. Vše, co potřebujete, je webový prohlížeč, jako je Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer nebo Opera, ale pro lepší výkon se doporučuje používat tento prohlížeč v prohlížeči Chrome nebo Firefox. Být online nástrojem s otevřeným zdrojovým kódem je největší výhodou EasyEDA.
EasyEDA je jednoduchá, uživatelsky přívětivá a je velmi dobrou platformou, pokud nemáte mnoho znalostí o navrhování desek plošných spojů.Může používat kdekoli, kdykoli a z jakéhokoli zařízení, vše, co potřebujete, je přihlásit se ke svému účtu a začít navrhovat. Jednou z výhod tohoto webu je, že má velké množství projektů s otevřeným zdrojovým kódem, který je snadno dostupný z internetu, a také velmi dobré výukové programy jsou k dispozici na oficiálních stránkách EasyEDA. Také jsme zde na CircuitDigest vyvinuli mnoho projektů PCB pomocí EasyEDA. Má více než 500 000 knihoven se symboly a stopami komponent, které kdy budete potřebovat. K dispozici je také funkce pro vytvoření vlastního symbolu komponenty a stopy v případě potřeby. Další výhodou je, že může podporovat další softwarové knihovny a schémata, která zahrnují Altium, EAGLE, LTspice a DXF.
Když otevřete https://easyeda.com/editor tento odkaz, bude to vypadat jako na následujícím obrázku. V tomto editoru najdete navigační panel, panel nástrojů, pracovní prostor, nástroje pro kreslení, nástroje pro psaní a mnoho dalších funkcí. Začněme s navigačním panelem, který obsahuje EELib, design, Parts, Shared, LCSC.
EELib je knihovna EasyEDA, která poskytuje mnoho komponent.
Design je manažer designu, který slouží ke snadné kontrole každé součásti v síti.
Díly obsahují schematické symboly a stopy PCB.
Sdílené, pokud vám někdo pošle svůj projekt, zobrazí se na sdílené kartě.
LCSC: Chcete-li koupit komponenty pro dokončení projektu PCB, měli byste zkusit jiný web LCSC.com
Panel nástrojů kreslení: Nastavení listu, čára, obrázek, Bézierův oblouk, oblouk, text, kreslení od ruky, hrot šipky, obdélník, mnohoúhelník, elipsa, výseč, tažení a původ plátna.
Panel nástrojů elektroinstalace: vodič, sběrnice, vstup na sběrnici, síťový štítek, síťový příznak VCC, síťový příznak + 5V, síťový port, zem síťového uzemnění, napěťová sonda, pin, symbol skupiny / skupiny.
Altium:
Altium Designer je komerční designový balíček elektroniky pro Windows. Uživatelské rozhraní Altium Designer se řídí moderními designovými standardy, které umožňují technikům provádět složité úkoly rychle a efektivně. A každý rok je k dispozici významná aktualizace softwaru, která kromě rozšířených pravidelných oprav chyb po celý rok přináší rozšířené funkce.
Altium Designer obsahuje nástroje pro rozložení schémat a desek plošných spojů, které budete kdy potřebovat v jedné aplikaci. Toto sjednocení umožňuje uživateli nebo týmu uživatelů postupovat v projektu od nápadu k výrobě v jednom balíčku. Altium má mnoho pokročilých funkcí zaměřených na spolupráci týmů inženýrů, která zahrnuje také rozsáhlou integraci s populárními mechanickými nástroji CAD na trhu. Tato integrace umožňuje celému týmu vývoje produktu pracovat na produktu společně.
Tento software nabízí plné 3D možnosti během návrhu desek plošných spojů a poskytuje vylepšenou viditelnost návrhu a směrování pomocí vysoce kvalitních snímků obrazovky probíhajících návrhů desek. 3D funkce také pomáhají při kontrole pravidel návrhu, aby se zajistily správné vzdálenosti mezi 3D modely komponent na desce a mezi 3D modelovanými součástmi a importovanými kryty, což snižuje riziko překvapení během výroby. Hardwarově akcelerovaný 3D engine také umožňuje bezproblémovou integraci designu projektů s více deskami i desek integrujících prvky rigid-flex.
Schematické zachycení v Altium je tak rychlé a bezbolestné, díky čemuž je software vysoce časově úsporný díky dokončení sofistikovaných návrhů. Inženýři mohou interaktivně směrovat celé sběrnice najednou, což umožňuje manuální ovládání s inteligentním vedením ze softwaru. Pravidla návrhu se používají v reálném čase při směrování tras na desce plošných spojů, což zabraňuje zkratování stop nebo jinému vytváření porušení pravidel návrhu. Jeden z interaktivních režimů směrování v Altium Designer s názvem „Hug and Push“ vám inteligentně přesune stopy z cestypři pokusu o cestu mezerami a zároveň zachovat minimální vzdálenost k dalším blízkým stopám. Při směrování vysokorychlostních návrhů, jako je USB3.0 nebo DDR, má Altium Designer plnou podporu pro diferenciální páry a interaktivní ladění délek sítě.
Pokud jde o výrobu vaší desky, Altium Designer má schopnost rychle postavit panel desek pro výrobu. Nástroj Navrhovatel umožňuje rychlou tvorbu mechanických a montážních výkresů desky pro montážníky. Altium Designer se plně integruje s Octopartem a umožňuje tak vytvořit živý kus materiálu, který spojuje komponenty v designu s dodavateli v reálném světě. Toto přidružení vám umožní rychle získat součásti od dodavatele s nejnižší cenou - vyřazení hodin z fáze nákupu komponent a zároveň zajistit, že v návrhu nebudou žádné zastaralé nebo špatně skladované komponenty.
Pro fandy a velmi malé firmy nabízí Altium také levnější a bezplatnější software se sníženou sadou funkcí, většinou odstraňující funkce zaměřené na propracované nebo velmi složité vzory. Tyto jsou:
- CircuitStudio, mnohem levnější návrhový balíček desek plošných spojů, který má mnoho funkcí Altium Designer.
- CircuitMaker, bezplatná verze pro projekty open source.
- Altium Upverter, bezplatný webový nástroj zaměřený na tvůrce / fandy.
KiCAD
KiCAD je populární software pro automatizaci elektrických návrhů a nevyžaduje žádnou licenci, proto je zcela zdarma používat PCB Design Software. Dokumentace k tomuto softwaru je distribuována dvěma způsoby; GNU General Pubic License a Creative Common Attributes. KiCAD je volně dostupný software, ale pro nový vývoj přijímá peníze jako dar, pokud je někdo chce darovat, jinak je pro všechny uživatele zdarma. Nastavení tohoto softwaru a knihoven je snadno dostupné z jeho webových stránek. KiCAD a jeho knihovny si můžete stáhnout z jeho oficiálních webových stránek.
KiCAD vyvíjí Jean-Pierre Charras. Tento software lze také použít k vytvoření souboru BoM (Bill of Materials), Gerber a také poskytuje 3D rozložení desky plošných spojů. KiCAD má také vlastní knihovnu, která obsahuje většinu elektrických komponent. Tento software je k dispozici také v 19 různých jazycích a lze jej spustit v systémech Windows, Linux a MAC.
KiCAD je rozdělen do pěti částí;
KiCAD, který je projektovým manažerem; Eeschema je editor schematického snímání; pcbnew, který ukazuje rozložení PCB ve 2D i 3D; gerbfile se používá ke generování souboru Gerber; bitmap2component dokáže převést obrázky na stopu.
Z těchto částí jsou nejpoužívanější možnosti Eeschema a pcbnew. Eeschema má funkce, jako je vytváření vlastních symbolů, kontrola elektrických pravidel a hierarchické schematické listy. V PcbNew poskytuje velmi snadný způsob směrování komponent a usnadňuje odstraňování problémů s designem PCB. pokud chcete změnit jakýkoli průchod, otvor, stopu nebo jiné komponenty PCB, je to v KiCADu ve srovnání s jiným softwarem snadné. Poté, co navrhnete desku plošných spojů, můžete svůj návrh zkontrolovat v interaktivním 3D zobrazení. Eeschema a pcbnew také podporuje soubory EAGLE. Pokud jste s KiCAD nováčkem, výukové programy jsou také poskytovány ve formátu PDF v mnoha jazycích a také výukové programy pro videa jsou k dispozici také na jejich webových stránkách.
Celkový software je vhodný pro začátečníky a největší výhodou je, že je tento software volně dostupný. Jeden tedy nevyžaduje zakoupení žádné licence. KiCAD si můžete stáhnout zde.
OrCAD
Název tohoto softwaru pochází z názvu společnosti Oregon. Nebo CAD = Oregon + CAD. Tento software není volně dostupný, cena jeho licenční verze začíná na 2300 USD. OrCAD vyvíjejí John Durbetaki, Ken a Keith Seymour.
OrCAD je rozdělen do dvou částí; OrCAD Capture a PSpice. OrCAD Capture se používá k navrhování obvodů a tato část je známá jako sada desek plošných spojů. OrCAD poskytuje tři typy sad PCB; OrCAD Standard, OrCAD Professional a Allegro PCB. Standard OrCAD je koncept pro produkční designové prostředí a jeho cena začíná od 1300 USD. OrCAD Professional má možnosti návrhu desek plošných spojů na profesionální úrovni. Tato verze je ve srovnání se standardní verzí nákladná a stojí kolem 2300 USD. Allegro PCB se používá pro návrh desek plošných spojů na odborné úrovni.
OrCAD PSpice se používá pro simulaci a ověření obvodu. PSpice je zkratka pro Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis. Capture a PSpice vytvářejí kompletní nástroj pro návrh simulátorů a desek plošných spojů. PSpice je také k dispozici ve dvou verzích; PSpice Designer a PCB Designer plus. PSpice Designer je určen pro průmyslovou standardní simulaci a obsahuje 33 000 dílů v knihovně. Tato verze začíná od 1980 USD. PSpice designer plus je analyzovat spolehlivost, cenu a výnos. Tato verze má všechny vlastnosti designéra desek plošných spojů a další jedinečné funkce, jako je analýza nákladů, analýza výnosu, optimalizace designu, modelování a simulace systému C / C ++, analýza spolehlivosti a HW / SW simulace.
OrCAD PSpice může simulovat obvod, který je navržen pro zachycení, a také může simulovat design z MATLAB / Simulink. Díky této vlastnosti je OrCAD jedinečný ze všech ostatních programů. Zkušební verzi OrCADu si můžete stáhnout zde.
Závěr:
Ze všech těchto softwarů poskytuje Eagle nejlepší výsledky při navrhování desek plošných spojů. Pokud jste profesionální designér desek plošných spojů a vaše aplikace je velmi velká a složitá, přejděte na návrháře Altium. Pokud jste začátečník a teprve začínáte s návrhem desek plošných spojů, než jděte na EAGLE nebo EasyEDA, protože zde najdete velmi dobré zdroje a návody z internetu, což je velmi užitečné, pokud jste začátečník. Pokud to potřebujete ve společnosti a nechcete si kupovat žádnou licenci, použijte KiCAD.