Quan no es van descobrir els PCB, els enginyers van connectar tots els components d'un circuit mitjançant cables externs de manera similar a la forma en què es fa en una placa de control actual. Però a mesura que els circuits es van fer més grans i més complexos, es va fer molt difícil construir connexions fiables mitjançant cables externs. Per solucionar aquest problema, els PCB es van introduir l'any 1936. Avui en dia hi ha moltes eines i programes disponibles en línia i fora de línia per al disseny de PCB que us poden ajudar a dissenyar i fabricar PCB amb facilitat. Ja hem après sobre els conceptes bàsics del PCB al nostre article anterior; en aquest article, discutirem i compararem alguns programes populars de disseny de PCB pel seu preu, usabilitat i altres característiques. Aquí discutim alguns programes EDA més utilitzats, com araEAGLE, Multisim, EasyEDA, disseny Altium, OrCAD i KiCAD. Aquests programes s’utilitzen àmpliament per al disseny i simulació de circuits electrònics.
Àguila:
El programari CAD més popular i comú per al disseny de PCB és EAGLE. EAGLE significa Editor de disseny gràfic de fàcil aplicació. Aquest programari va ser desenvolupat per CADSoft Computer el 2016, avui EAGLE és adquirit i mantingut per AUTODESK.
EAGLE té una interfície molt senzilla, eficaç i senzilla i proporciona una biblioteca que conté un gran nombre de components elèctrics i electrònics. Aquesta és la raó principal perquè EAGLE sigui el programari de disseny de PCB més popular entre educadors, aficionats i professionals. EAGLE es pot instal·lar a plataformes Windows, Linux i MAC. A més, la versió gratuïta d’aquest programari es pot descarregar al lloc web d’AUTODESK.
Eagle té dos editors; Editor d'esquemes i editor de disseny de PCB. L'editor esquemàtic s'utilitza per afegir tots els components i connectar-se segons el requisit del circuit. Aquest fitxer esquemàtic té funcions úniques com ara bloc de disseny modular, esquema de diverses fulles, comprovació electrònica de regles i sincronització de disseny en temps real. Després d'això, l'esquema es converteix directament en un editor de disseny de PCB, en el qual podem configurar components segons una complexitat menor. Aquest editor de disseny de PCB també té algunes bones característiques, com ara eines d'alineació, evitar obstacles, motor d'encaminament. Aquestes funcions estan disponibles en versió gratuïta.
Per a ús professional, EAGLE proporciona una versió de pagament que està disponible a 1.000 $ / any. En aquesta versió de pagament, AUTODESK proporciona assistència tècnica que inclou assistència de trucades, correu electrònic i xat en línia i també proporciona accés a la versió més recent del programari. Però per a un ús educatiu i autosuficient, la versió gratuïta d’aquest programari només farà més que bé.
Quan instal·leu la versió gratuïta d'EAGLE i l'obriu, la primera pàgina és un tauler de control, tal com es mostra a la figura següent.
Com es mostra a la figura anterior, es dóna el nom de la carpeta i la descripció d’aquesta carpeta o fitxer. El primer és la documentació que conté alguns documents de tutoria, seguida de les biblioteques (.lbr), que contenen una gran llista de components elèctrics. Si mai necessiteu més components, es poden descarregar ràpidament d'una cerca ràpida a Google i afegir-los a la carpeta de la biblioteca. El següent és el bloc de disseny (.dbl), on podeu trobar alguns dissenys integrats per als circuits més comuns que podeu afegir directament al vostre projecte. Les regles de disseny (.dru) contenen regles per al traçat, la perforació i el coure final amb notes i informació importants. El següent és Programes d’idiomes per a usuaris(.ulp) que s'utilitza per accedir a l'estructura de dades i per crear un fitxer de sortida, l'usuari també pot crear el seu propi fitxer ULP si és necessari. El següent és Scripts (.scr), que conté fitxers de text amb ordres Eagle i és molt útil per automatitzar una tasca com dibuixar un patró, canviar l’amplada de la pista, etc. Els treballs CAM (fabricació assistida per ordinador) (.cam) contenen alguns estàndards Els fitxers CAM i l’últim són Projectes, que conté una llista del projecte amb un fitxer esquemàtic i de disseny de PCB realitzat per l’usuari.
També podeu fer un fitxer Gerber amb l'ajuda d'àguila. El fitxer Gerber és un llenguatge universal per al disseny de PCB i aquest és l’últim pas del disseny de PCB.
Multisim:
Multisim és famós entre estudiants i investigadors perquè conté un potent programari de disseny de circuits amb bones capacitats de simulació que pot ser útil per a aplicacions de recerca i docència. Multisim té un entorn de simulació SPICE avançat, potent i estàndard de la indústria, popular per les seves característiques úniques i el seu disseny fàcil d’utilitzar. Si es compara Multisim amb Eagle, l’avantatge principal de Multisim és que té un entorn de simulació que no està disponible a Eagle, però si es compara només amb finalitats de disseny de PCB, Eagle es pot considerar com una millor plataforma en comparació amb Multisim.
Multisim va ser desenvolupat per bancs de treball electrònics i tecnologia d'imatges interactives. Durant els primers dies, aquest programari només s’utilitzava per ensenyar programes d’electrònica a les universitats, no s’utilitzava gaire per a aplicacions industrials. Però després d’un temps, quan National Instruments va afegir algunes funcions noves, va ser àmpliament acceptat per professionals i educadors. Multisim està disponible en dues variants; una per a estudiants i educadors i la segona per a professionals i industrials.
Multisim millora la potent tecnologia de simulació amb la capacitat d’analitzar circuits electrònics analògics, digitals i de potència amb finalitats educatives, de recerca i de disseny. Aquest programari té algunes funcionalitats úniques, com ara l’anàlisi de paràmetres, la integració amb nous objectius incrustats i les plantilles de disseny d’usuaris simplificades. Amb el Programa de servei estàndard Multisim (SSP), els clients també poden tenir accés a mòduls de formació en línia autònoms. Podeu descarregar la versió de prova Multisim des d’aquí per començar.
EasyEDA:
EasyEDA és una eina d’automatització de disseny electrònic (EDA) basada en web. És una eina basada en web, de manera que no cal que baixeu ni instal·leu cap programari. Per utilitzar EasyEDA, heu d’obrir easyeda.com des de qualsevol navegador web compatible amb HTML5. No importa quin sistema operatiu utilitzeu, ja que pot admetre Windows, Linux i MAC. Tot el que necessiteu és un navegador web com Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer o Opera, però es recomana utilitzar-lo a Chrome o Firefox per obtenir un millor rendiment. Ser una eina de codi obert en línia és l’avantatge més gran d’EasyEDA.
EasyEDA és senzill, fàcil d'utilitzar i és una molt bona plataforma si no teniu molts coneixements sobre el disseny de PCB.Pot utilitzar-se en qualsevol lloc, en qualsevol moment i des de qualsevol dispositiu, tot el que necessiteu és iniciar sessió al vostre compte i començar a dissenyar. Un dels avantatges d’aquest lloc és que compta amb un gran nombre de projectes de codi obert, que es pot accedir fàcilment a Internet i també hi ha molt bons tutorials disponibles al lloc web oficial d’EasyEDA. També hem desenvolupat molts projectes de PCB usant EasyEDA aquí a CircuitDigest. Té més de 500.000 biblioteques amb símbols i petjades de components i sempre necessitareu, també hi ha una característica per crear el vostre propi símbol de component i petjada si cal. Un avantatge més és que pot donar suport a altres biblioteques de programari i esquemes que inclouen Altium, EAGLE, LTspice i DXF.
Quan obriu https://easyeda.com/editor aquest enllaç, semblarà la captura de pantalla següent. En aquest editor podeu trobar panells de navegació, barra d'eines, espai de treball, eines de dibuix, eines d'escriptura i moltes més funcions. Comencem pel tauler de navegació que conté EELib, disseny, Parts, Shared, LCSC.
EELib és la biblioteca EasyEDA que proporciona molts components.
El disseny és un gestor de disseny que s’utilitza per comprovar cada component a la xarxa fàcilment.
Les parts contenen símbols esquemàtics i petjades de PCB.
Compartit si algú us envia el seu projecte, apareixerà a la pestanya compartida.
LCSC: si voleu comprar components per acabar el vostre projecte de PCB, proveu un altre lloc web LCSC.com
Barra d'eines de dibuix: configuració de fulls, línia, imatge, Bezier, arc, text, dibuix a mà alçada, punta de fletxa, rectangle, polígon, el·lipse, pastís, arrossegament i origen del llenç.
Barra d'eines de cablejat: cable, bus, entrada de bus, etiqueta de xarxa, bandera de xarxa VCC, bandera de xarxa + 5V, port de xarxa, terra de bandera de xarxa, sonda de tensió, pin, símbol de grup / desagrupar.
Altium:
Altium Designer és un paquet de disseny d'electrònica comercial per a Windows. La interfície d’usuari Altium Designer segueix els estàndards de disseny moderns que permeten als enginyers realitzar tasques complexes amb rapidesa i eficiència. I cada any hi ha una actualització important del programari que ofereix capacitats ampliades, a més de les versions regulars de correcció d’errors durant tot l’any.
Altium Designer conté les eines esquemàtiques i de disseny de PCB que necessitareu en una sola aplicació. Aquesta unificació permet a un usuari o equip d’usuaris avançar un projecte des de la idea fins a la fabricació en un sol paquet. Altium té moltes funcions avançades dirigides al treball col·laboratiu per equips d’enginyers, que també inclou una àmplia integració amb les eines CAD mecàniques més populars del mercat. Aquesta integració permet a tot l’equip de desenvolupament de productes treballar junts sobre el producte.
El programari ofereix funcions 3D completes durant el disseny de PCB i proporciona una visibilitat millorada del disseny i encaminament amb captures de pantalla d'alta qualitat dels dissenys de taulers en curs. Les capacitats 3D també ajuden a la comprovació de les regles de disseny per assegurar els jocs correctes entre els models 3D dels components de la placa i entre les peces modelades en 3D i els recintes importats, cosa que redueix el risc de sorpreses durant la fabricació. El motor 3D accelerat per maquinari també permet una integració perfecta del disseny de projectes de múltiples taules, així com taules que integren elements rígids-flexibles.
La captura esquemàtica a Altium és tan ràpida i indolora, cosa que fa que el programari estalviï molt de temps en completar dissenys sofisticats. Els enginyers poden encaminar autobusos sencers de manera interactiva alhora, permetent el control manual amb una guia intel·ligent del programari. Les regles de disseny s’apliquen en temps real a mesura que envieu les traces a un PCB, cosa que evita el curtcircuit de pistes o la creació de violacions de regles de disseny. Un dels modes d’encaminament interactiu d’Altium Designer anomenat “Hug and Push” permetrà treure les traces de manera intel·ligenta mesura que intenteu recórrer espais buits, mantenint al mateix temps una distància mínima a altres traces properes. Quan encamineu dissenys d’alta velocitat, com USB3.0 o DDR, Altium Designer ofereix suport complet per a parells diferencials i afinació interactiva de longituds netes.
Quan es tracta de fabricar el tauler, Altium Designer té la capacitat de construir un panell de taulers per a la producció ràpida. L’eina Draftsman permet la producció ràpida de dibuixos mecànics i de muntatge del tauler per als muntadors. Altium Designer s’integra plenament amb Octopart, cosa que permet crear una llista de materials en viu que associa components del disseny amb peces de proveïdors del món real. Aquesta associació us permetrà obtenir ràpidament peces del proveïdor amb el preu més baix: treure hores de la fase d’adquisició de components, tot assegurant que no hi ha components obsolets o mal emmagatzemats al disseny.
Per als aficionats i les empreses molt petites, Altium també ofereix programari gratuït i de baix cost amb un conjunt de funcions reduït, eliminant sobretot les funcions dirigides a dissenys sofisticats o molt intricats. Aquests són:
- CircuitStudio, un paquet de disseny de PCB molt més baix que té moltes de les característiques d’Altium Designer.
- CircuitMaker, una versió gratuïta per a projectes de codi obert.
- Altium Upverter, una eina gratuïta basada en la web dirigida a fabricants / aficionats.
KiCAD
KiCAD és un popular programari per a l'automatització del disseny elèctric i no requereix cap llicència, per la qual cosa és totalment gratuït utilitzar programari de disseny de PCB. La documentació d’aquest programari es distribueix en dues opcions; GNU General Pubic License i Creative Common Attributes. KiCAD és un programari de lliure accés, però, per a un nou desenvolupament, accepta diners com a donació si algú vol donar, en cas contrari és gratuït per a tots els usuaris. La configuració d’aquest programari i les biblioteques estan fàcilment disponibles des del seu lloc web. Podeu descarregar el KiCAD i les seves biblioteques des del seu lloc web oficial.
KiCAD està desenvolupat per jean-pierre charras. Aquest programari també es pot utilitzar per crear un fitxer Ger (BoM) (llista de materials) i també proporciona una distribució 3D del PCB. KiCAD també té la seva pròpia biblioteca, que conté la majoria dels components elèctrics. Aquest programari també està disponible en 19 idiomes diferents i es pot executar a Windows, Linux i MAC.
KiCAD es divideix en cinc parts;
KiCAD que és cap de projecte; Eeschema és l’editor de captures esquemàtiques; pcbnew que mostra el disseny del PCB tant en 2D com en 3D; gerbfile s'utilitza per generar un fitxer Gerber; bitmap2component pot convertir imatges a petjada.
D’aquestes parts, Eeschema i pcbnew són les opcions més utilitzades. Eeschema té funcions com la creació de símbols personalitzats, la comprovació de regles elèctriques i fulls esquemàtics jeràrquics. A PcbNew, proporciona una manera molt senzilla d’encaminar els components i facilita la resolució de problemes del disseny de PCB. si voleu canviar qualsevol via, forat, traça o qualsevol altre component de PCB, a KiCAD és fàcil en comparació amb altres programes. Un cop hàgiu dissenyat el vostre PCB, podeu comprovar-lo en una visualització 3D interactiva. Eeschema i pcbnew també admeten fitxers EAGLE. Si sou nou amb KiCAD, els tutorials també es proporcionen en format PDF en molts idiomes i també els tutorials en vídeo també estan disponibles al seu lloc web.
El programari general és bo per a principiants i l’avantatge més gran és que aquest programari està disponible de forma gratuïta. Per tant, no cal comprar cap llicència. Podeu descarregar el KiCAD des d’aquí.
OrCAD
El nom d'aquest programari prové del nom de l'empresa Oregon. O CAD = Oregon + CAD. Aquest programari no està disponible de forma gratuïta, el preu de la seva versió de llicència comença a 2300 USD. OrCAD està desenvolupat per John Durbetaki, Ken i Keith Seymour.
OrCAD es divideix en dues parts; Captura OrCAD i PSpice. OrCAD Capture s’utilitza per dissenyar circuits i aquesta part es coneix com PCB suite. OrCAD proporciona tres tipus de suites de PCB; OrCAD Standard, OrCAD Professional i Allegro PCB. L’estàndard OrCAD és un concepte d’entorn de disseny de producció i el seu preu comença a partir de 1.300 USD. OrCAD Professional té capacitats de disseny de PCB de qualitat professional. Aquesta versió és costosa en comparació amb la versió estàndard i costa uns 2300 USD. Allegro PCB s’utilitza per al disseny de PCB de nivell d’expertesa.
OrCAD PSpice s’utilitza per a la simulació i verificació de circuits. PSpice és el programa de simulació personal amb èmfasi en circuits integrats. Capture i PSpice fan un simulador complet i una eina de disseny de PCB. PSpice també està disponible en dues versions; PSpice Designer i PCB Designer plus. PSpice Designer és per a simulacions estàndard de la indústria i conté 33.000 parts a la biblioteca. Aquesta versió comença a partir de 1980 USD. El dissenyador de PSpice plus consisteix en analitzar la fiabilitat, el cost i el rendiment. Aquesta versió té totes les característiques del dissenyador de PCB i altres funcions úniques com ara anàlisi de costos, anàlisi de rendiment, optimització del disseny, modelatge i simulació de sistemes C / C ++, anàlisis de fiabilitat i co-simulació HW / SW.
OrCAD PSpice pot simular un circuit dissenyat en captura i també pot simular el disseny des de MATLAB / Simulink. Aquesta característica fa que OrCAD sigui únic de la resta de programari. Podeu descarregar la versió de prova d’OrCAD des d’aquí.
Conclusió:
Entre tots aquests programes, Eagle proporciona els millors resultats per al disseny de PCB. Si sou un dissenyador professional de PCB i la vostra aplicació és molt gran i complexa, aneu a Altium designer. Si sou principiants i només començareu amb el disseny de PCB, aneu per EAGLE o EasyEDA, perquè trobareu molt bons recursos i tutorials des d’Internet, cosa que és molt útil si sou principiant. Si el necessiteu a una empresa i no voleu comprar cap llicència, utilitzeu KiCAD.