Когда печатные платы не были обнаружены, инженеры соединили все компоненты в цепи с помощью внешних проводов, подобно тому, как это делается на макетной плате сегодня. Но по мере того, как схемы становились больше и сложнее, становилось все труднее строить надежные соединения с использованием внешних проводов. Чтобы решить эту проблему, еще в 1936 году были представлены печатные платы. Сегодня существует множество инструментов и программного обеспечения, доступных онлайн и офлайн для проектирования печатных плат, которые могут помочь вам с легкостью конструировать и изготавливать печатные платы . Мы уже узнали об основах разработки печатных плат в нашей предыдущей статье, в этой статье мы обсудим и сравним некоторые популярные программы для проектирования печатных плат по их цене, удобству использования и другим характеристикам. Здесь мы обсуждаем некоторые наиболее часто используемые программы EDA, такие какEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD и KiCAD. Это программное обеспечение широко используется для проектирования печатных плат и моделирования электронных схем.
Орел:
Самым популярным и распространенным программным обеспечением САПР для проектирования печатных плат является EAGLE. EAGLE - это простой в применении графический редактор макетов. Это программное обеспечение было разработано CADSoft Computer в 2016 году, сегодня EAGLE закупает и обслуживает AUTODESK.
EAGLE имеет очень простой, эффективный и легкий интерфейс и предоставляет библиотеку, содержащую большое количество электрических и электронных компонентов. Это основная причина того, что EAGLE является самым популярным программным обеспечением для проектирования печатных плат среди педагогов, любителей и профессионалов. EAGLE можно установить на платформах Windows, Linux и MAC. Помимо всего прочего, бесплатная версия этого программного обеспечения доступна для загрузки на сайте AUTODESK.
У Орла два редактора; Редактор схем и редактор топологии плат. Редактор схем используется для добавления всех компонентов и подключения в соответствии с требованиями схемы. Этот файл схемы имеет уникальные функции, такие как модульный проектный блок, многолистовая схема, электронная проверка правил и синхронизация проекта в реальном времени. После этого схема напрямую преобразуется в редактор компоновки печатных плат, в котором мы можем настроить компоненты в соответствии с меньшей сложностью. Этот редактор компоновки печатной платы также имеет некоторые полезные функции, такие как инструменты выравнивания, предотвращение препятствий, механизм маршрутизации. Эти функции доступны в бесплатной версии.
Для профессионального использования EAGLE предоставляет платную версию, доступную по цене 1000 $ в год. В этой платной версии AUTODESK предоставляет техническую поддержку, которая включает поддержку по телефону, почте и онлайн-чату, а также предоставляет доступ к последней версии программного обеспечения. Но для образовательных целей и самостоятельного использования бесплатная версия этого программного обеспечения будет более чем полезной.
Когда вы устанавливаете бесплатную версию EAGLE и открываете ее, первая страница представляет собой панель управления, как показано на рисунке ниже.
Как показано на рисунке выше, даны имя папки и описание этой папки или файла. Во-первых, это документация, которая содержит некоторые учебные документы, а затем у нас есть библиотеки (.lbr), которые содержат большой список электрических компонентов. Если вам когда-нибудь понадобится больше компонентов, их можно быстро загрузить с помощью быстрого поиска Google и добавить в папку библиотеки. Далее идет блок дизайна (.dbl), где вы можете найти некоторые встроенные конструкции для наиболее распространенных схем, которые вы можете напрямую добавить в свой проект. Правила проектирования (.dru) содержат правила для трассы, сверления и окончательной обработки меди с важными примечаниями и информацией. Далее идут программы на языке пользователя(.ulp), который используется для доступа к структуре данных и для создания выходного файла, при необходимости пользователь также может создать свой собственный файл ULP. Далее идут скрипты (.scr), содержащие текстовые файлы с командами орла, и они очень полезны для автоматизации таких задач, как рисование рисунка, изменение ширины дорожки и т. Д. Задания CAM (автоматизированное производство) (.cam) содержат некоторые стандартные CAM-файлы, и последний - это Projects, который содержит список проекта со схемой и файлом макета платы, созданным пользователем.
Вы также можете сделать файл Гербера с помощью орла. Файл Gerber - это универсальный язык для проектирования печатных плат, и это последний этап проектирования печатных плат.
Мультисим:
Multisim известен среди студентов и исследователей, поскольку содержит мощное программное обеспечение для проектирования схем с хорошими возможностями моделирования, которое может быть полезно для исследовательских и учебных приложений. Multisim имеет продвинутую, мощную и стандартную для отрасли среду моделирования SPICE, которая популярна благодаря своим уникальным функциям и простому в использовании дизайну. Если вы сравните Multisim с eagle, основным преимуществом Multisim является то, что он имеет среду моделирования, которая недоступна в eagle, но если вы сравниваете только с целью проектирования печатных плат, eagle можно рассматривать как лучшую платформу по сравнению с Multisim.
Multisim был разработан рабочими станциями для электроники и технологией интерактивных изображений. В первые дни это программное обеспечение использовалось только для обучения программам электроники в колледжах, оно не особо использовалось для промышленных приложений. Но через некоторое время, когда в National Instruments были добавлены некоторые новые функции, они стали широко приняты профессионалами и преподавателями. Multisim доступен в двух вариантах; один предназначен для студентов и преподавателей, а второй - для профессиональных и промышленных целей.
Multisim расширяет возможности мощной технологии моделирования с возможностью анализа аналоговых, цифровых и силовых электронных схем в образовательных, исследовательских и проектных целях. Это программное обеспечение обладает некоторыми уникальными функциями, такими как анализ параметров, интеграция с новыми встроенными целями и упрощенные пользовательские шаблоны дизайна. Благодаря стандартной программе обслуживания Multisim (SSP) клиенты также могут получить доступ к модулям онлайн-обучения для самостоятельного изучения. Вы можете скачать пробную версию Multisim отсюда, чтобы начать работу.
EasyEDA:
EasyEDA - это веб-инструмент автоматизации электронного проектирования (EDA). Это веб-инструмент, поэтому нет необходимости загружать или устанавливать какое-либо программное обеспечение. Чтобы использовать EasyEDA, вы должны открыть easyeda.com из любого веб-браузера, поддерживающего HTML5. Неважно, какую ОС вы используете, потому что она может поддерживать Windows, Linux и MAC. Все, что вам нужно, это веб-браузер, такой как Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer или Opera, но для повышения производительности рекомендуется использовать его в Chrome или Firefox. Являясь онлайн-инструментом с открытым исходным кодом, это самое большое преимущество EasyEDA.
EasyEDA проста, удобна в использовании и является очень хорошей платформой, если у вас мало знаний о проектировании печатных плат.Его можно использовать где угодно, когда угодно и с любого устройства, все, что вам нужно, это войти в свою учетную запись и начать проектирование. Одним из преимуществ этого сайта является то, что на нем имеется большое количество проектов с открытым исходным кодом, которые легко доступны в Интернете, а также очень хорошие учебные пособия доступны на официальном сайте EasyEDA. Мы также разработали множество проектов печатных плат с использованием EasyEDA здесь, в CircuitDigest. Он имеет более 500000 библиотек с символами и посадочными местами компонентов, которые вам когда-либо понадобятся, есть также функция для создания собственного символа компонента и посадочного места, если это необходимо. Еще одно преимущество заключается в том, что он может поддерживать другие программные библиотеки и схемы, включая Altium, EAGLE, LTspice и DXF.
Когда вы откроете https://easyeda.com/editor эту ссылку, она будет выглядеть, как на скриншоте ниже. В этом редакторе вы можете найти панель навигации, панель инструментов, рабочее пространство, инструменты рисования, инструменты для письма и многие другие функции. Начнем с панели навигации, которая содержит EELib, design, Parts, Shared, LCSC.
EELib - это библиотеки EasyEDA, которые предоставляют множество компонентов.
Design - это менеджер дизайна, который используется для простой проверки каждого компонента в сети.
Детали содержат схематические символы и посадочные места печатной платы.
Общий доступ, если кто-то отправит вам свой проект, он появится на вкладке общего доступа.
LCSC: Если вы хотите купить компоненты для завершения проекта печатной платы, вам следует попробовать другой сайт LCSC.com.
Панель инструментов рисования: настройка листа, линия, изображение, Безье, дуга, текст, рисование от руки, стрелка, прямоугольник, многоугольник, эллипс, круговая диаграмма, перетаскивание и начало холста.
Панель инструментов подключения: провод, шина, вход шины, метка цепи, флаг сети VCC, флаг сети + 5 В, порт сети, земля флага сети, датчик напряжения, контакт, символ группы / разгруппировки.
Altium:
Altium Designer - это коммерческий пакет разработки электроники для Windows. Пользовательский интерфейс Altium Designer соответствует современным стандартам проектирования, что позволяет инженерам быстро и эффективно выполнять сложные задачи. Ежегодно доступно крупное обновление программного обеспечения, которое обеспечивает расширенные возможности в дополнение к регулярным выпускам исправлений ошибок в течение года.
Altium Designer содержит инструменты схем и компоновки печатных плат, которые вам когда-либо понадобятся в одном приложении. Эта унификация позволяет пользователю или группе пользователей продвигать проект от идеи до производства в одном пакете. Altium имеет множество расширенных функций, предназначенных для совместной работы команд инженеров, которые также включают в себя некоторую обширную интеграцию с популярными на рынке механическими инструментами САПР. Эта интеграция позволяет всей команде разработки продукта вместе работать над продуктом.
Программное обеспечение обеспечивает полные возможности 3D во время проектирования печатной платы и обеспечивает улучшенную наглядность конструкции и трассировки с помощью высококачественных снимков экрана с разрабатываемыми платами. Возможности 3D также помогают при проверке правил проектирования, чтобы обеспечить правильные зазоры между 3D-моделями компонентов на плате и между 3D-смоделированными деталями и импортированными корпусами, что снижает риск неожиданностей во время производства. 3D-движок с аппаратным ускорением также позволяет бесшовно интегрировать проекты с несколькими платами, а также платы, объединяющие жесткие и гибкие элементы.
Захват схем в Altium происходит так быстро и безболезненно, что позволяет значительно экономить время за счет завершения сложных проектов. Инженеры могут интерактивно маршрутизировать сразу целые автобусы, обеспечивая ручное управление с интеллектуальным управлением от программного обеспечения. Правила проектирования применяются в реальном времени по мере того, как вы трассируете дорожки на печатной плате, что предотвращает короткое замыкание дорожек или иное создание нарушений правил проектирования. Один из интерактивных режимов трассировки в Altium Designer, называемый «Hug and Push» , интеллектуально убирает следы с вашего пути.когда вы пытаетесь проложить маршрут через промежутки, сохраняя при этом минимальное расстояние до других ближайших следов. Когда вы трассируете высокоскоростные схемы, такие как USB3.0 или DDR, Altium Designer полностью поддерживает дифференциальные пары и интерактивную настройку длин цепей.
Когда дело доходит до изготовления вашей платы, Altium Designer может быстро создать панель плат для производства. Инструмент Draftsman позволяет быстро создавать механические и сборочные чертежи платы для сборщиков. Altium Designer полностью интегрируется с Octopart, что позволяет создавать актуальную ведомость материалов, которая связывает компоненты в проекте с деталями реальных поставщиков. Эта ассоциация позволит вам быстро закупить детали у поставщика с самой низкой ценой, потратив часы на этап закупки компонентов, а также обеспечит отсутствие устаревших или плохо укомплектованных компонентов в конструкции.
Для любителей и очень малого бизнеса Altium также предлагает более дешевое и бесплатное программное обеспечение с сокращенным набором функций, в основном удаляющим функции, предназначенные для сложных или очень сложных проектов. Эти:
- CircuitStudio, гораздо более дешевый пакет для проектирования печатных плат, который имеет многие функции Altium Designer.
- CircuitMaker, бесплатная версия для проектов с открытым исходным кодом.
- Altium Upverter, бесплатный веб-инструмент, ориентированный на производителей и любителей.
KiCAD
KiCAD - это популярное программное обеспечение для автоматизации проектирования электрических систем, которое не требует каких-либо лицензий, поэтому его можно совершенно бесплатно использовать для проектирования печатных плат. Документация к этому программному обеспечению распространяется двумя вариантами; Общая публичная лицензия GNU и общие атрибуты Creative. KiCAD - это бесплатное программное обеспечение, но для новых разработок они принимают деньги в качестве пожертвований, если кто-то хочет пожертвовать, в противном случае это бесплатно для всех пользователей. Установка этого программного обеспечения и библиотек легко доступна на его веб-сайте. Вы можете скачать KiCAD и его библиотеки с официального сайта.
KiCAD разработан Жан-Пьером Шаррасом. Это программное обеспечение также можно использовать для создания BoM (Bill of Materials), файла Gerber, а также обеспечивает трехмерную компоновку печатной платы. KiCAD также имеет собственную библиотеку, которая содержит большинство электрических компонентов. Это программное обеспечение также доступно на 19 различных языках и может работать в Windows, Linux и MAC.
KiCAD разделен на пять частей;
KiCAD - руководитель проекта; Eeschema - редактор схематических изображений; pcbnew, который показывает компоновку печатной платы как в 2D, так и в 3D; gerbfile используется для генерации файла Gerber; bitmap2component может конвертировать изображения в посадочные места.
Из этих частей наиболее часто используются Eeschema и pcbnew. Eeschema имеет такие функции, как создание пользовательских символов, проверка электрических правил и иерархические схемы. В PcbNew он обеспечивает очень простой способ маршрутизации компонентов и упрощает поиск и устранение неисправностей в конструкции печатной платы. Если вы хотите изменить какие-либо переходные отверстия, отверстия, дорожки или любые другие компоненты печатной платы, в KiCAD это легко по сравнению с другим программным обеспечением. После того, как вы спроектировали свою печатную плату, вы можете проверить свой дизайн в интерактивном 3D-представлении. Eeschema и pcbnew также поддерживают файлы EAGLE. Если вы новичок в KiCAD, учебные пособия также представлены в формате PDF на многих языках, а также на их веб-сайтах доступны видео-уроки.
В целом программное обеспечение подходит для начинающих, и самым большим преимуществом является то, что оно находится в свободном доступе. Таким образом, не требуется покупать какую-либо лицензию. Вы можете скачать KiCAD отсюда.
OrCAD
Название этого программного обеспечения произошло от названия компании Oregon. Или CAD = Орегон + CAD. Это программное обеспечение не находится в свободном доступе, цена его лицензионной версии начинается от 2300 долларов США. OrCAD разработан Джоном Дурбетаки, Кеном и Кейт Сеймур.
OrCAD разделен на две части; OrCAD Capture и PSpice. OrCAD Capture используется для проектирования схем, и эта часть известна как набор печатных плат. OrCAD предоставляет три типа комплектов печатных плат; OrCAD Standard, OrCAD Professional и Allegro PCB. Стандарт OrCAD - это концепция среды промышленного проектирования, стоимость которой начинается от 1300 долларов США. OrCAD Professional имеет возможности проектирования печатных плат профессионального уровня. Эта версия дороже стандартной и стоит около 2300 долларов США. Плата Allegro используется для проектирования печатных плат на уровне экспертизы.
OrCAD PSpice используется для моделирования и проверки схем. PSpice - это аббревиатура от Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis. Capture и PSpice составляют полноценный симулятор и инструмент для проектирования печатных плат. PSpice также доступен в двух версиях; PSpice Designer и PCB Designer plus. PSpice Designer предназначен для моделирования в соответствии с отраслевыми стандартами и содержит 33000 деталей в библиотеке. Эта версия стоит от 1980 грн. PSpice Designer plus предназначен для анализа надежности, стоимости и доходности. Эта версия имеет все функции разработчика печатных плат и другие уникальные функции, такие как анализ затрат, анализ доходности, оптимизация конструкции, моделирование и симуляция системы C / C ++, анализ надежности и совместное моделирование HW / SW.
OrCAD PSpice может моделировать схему, созданную в захвате, а также может моделировать проект из MATLAB / Simulink. Эта функция делает OrCAD уникальным среди всех других программ. Вы можете скачать пробную версию OrCAD здесь.
Заключение:
Из всего этого программного обеспечения Eagle обеспечивает наилучшие результаты при проектировании печатных плат. Если вы профессиональный разработчик печатных плат и ваше приложение очень большое и сложное, выберите Altium Designer. Если вы новичок и только начинаете с проектирования печатных плат, тогда выбирайте EAGLE или EasyEDA, потому что вы найдете очень хорошие ресурсы и учебные пособия в Интернете, что очень полезно, если вы новичок. Если вам это нужно в компании и вы не хотите покупать лицензию, используйте KiCAD.