Kun piirilevyjä ei löytynyt, insinöörit liittivät piirin kaikki komponentit ulkoisilla johdoilla samalla tavalla kuin nykyään leipälaudalla. Mutta kun piireistä tuli suurempia ja monimutkaisempia, luotettavien yhteyksien rakentaminen ulkoisilla johdoilla oli erittäin vaikeaa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi piirilevyt otettiin käyttöön vuonna 1936. Nykyään verkossa ja offline-tilassa on monia työkaluja ja ohjelmistoja piirilevyjen suunnitteluun, joiden avulla voit suunnitella ja valmistaa piirilevyjä helposti. Olemme jo oppineet PCB: n perusteista edellisessä artikkelissamme, tässä artikkelissa keskustelemme ja vertaamme joitain suosittuja PCB-suunnitteluohjelmistoja niiden hinnan, käytettävyyden ja muiden ominaisuuksien suhteen. Tässä keskustelemme yleisimmin käytetyistä EDA-ohjelmistoista, kutenEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD ja KiCAD. Näitä ohjelmistoja käytetään laajalti piirilevyjen suunnitteluun ja elektroniikkapiirin simulointiin.
Kotka:
Suosituin ja yleisin CAD-ohjelmisto piirilevyjen suunnitteluun on EAGLE. EAGLE tarkoittaa helposti sovellettavaa graafisen asettelun editoria. Tämän ohjelmiston on kehittänyt CADSoft Computer vuonna 2016, tänään EAGLE hankkii ja ylläpitää AUTODESK.
EAGLE: llä on hyvin yksinkertainen, tehokas ja helppo käyttöliittymä, ja se tarjoaa kirjaston, joka sisältää suuren määrän sähkö- ja elektroniikkakomponentteja. Tämä on tärkein syy siihen, että EAGLE on suosituin piirilevyjen suunnitteluohjelmisto kouluttajien, harrastajien ja ammattilaisten keskuudessa. EAGLE voidaan asentaa Windows-, Linux- ja MAC-alustoille. Kaiken tämän lisäksi tämän ohjelmiston ilmainen versio on ladattavissa AUTODESK-verkkosivustolta.
Eaglella on kaksi toimittajaa; Kaavioeditori ja piirilevyn asettelueditori. Kaavamaista editoria käytetään lisäämään kaikki komponentit ja yhdistämään piirivaatimusten mukaisesti. Tällä kaaviotiedostolla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten modulaarinen suunnittelulohko, monisivuinen kaavio, elektroninen sääntöjen tarkistus ja reaaliaikainen suunnittelun synkronointi. Tämän jälkeen kaavamainen muunnetaan suoraan piirilevyn asettelueditoriksi, jossa voimme asettaa komponentit vähemmän monimutkaiseksi. Tällä piirilevyn asettelueditorilla on myös joitain hyviä ominaisuuksia, kuten kohdistustyökalut, esteiden välttäminen, reititysmoottori. Nämä ominaisuudet ovat saatavana ilmaisena versiona.
Ammattikäyttöön EAGLE tarjoaa maksullisen version, joka on saatavana hintaan 1000 $ / vuosi. Tässä maksullisessa versiossa AUTODESK tarjoaa teknistä tukea, joka sisältää puhelu-, posti- ja online-chat-tuen sekä pääsyn uusimpaan ohjelmistoversioon. Mutta oppimiseen ja omaan käyttöön, tämän ohjelmiston ilmainen versio tekee vain enemmän kuin hyvää.
Kun asennat ilmaisen EAGLE-version ja avaat sen, ensimmäinen sivu on ohjauspaneeli, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.
Kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, annetaan kansion nimi ja kyseisen kansion tai tiedoston kuvaus. Ensinnäkin on dokumentaatio, joka sisältää joitain opetusasiakirjoja, minkä jälkeen meillä on kirjastot (.lbr), jotka sisältävät suuren luettelon sähkökomponenteista. Jos tarvitset lisää komponentteja, ne voidaan ladata nopeasti Google-hausta ja lisätä kirjastokansioon. Seuraava on suunnittelulohko (.dbl), josta löydät sisäänrakennetun suunnittelun yleisimmille piireille, jotka voit lisätä suoraan projektiisi. Suunnittelusäännöt (.dru) sisältävät radan, poran ja lopullisen kuparin säännöt sekä tärkeitä huomautuksia ja tietoja. Seuraava on käyttäjän kieliohjelmat(.ulp), jota käytetään tietorakenteen käyttämiseen ja ulostulotiedoston luomiseen, käyttäjä voi tarvittaessa myös rakentaa oman ULP-tiedoston. Seuraava on Scripts (.scr), joka sisältää tekstitiedostoja kotka-komennoilla, ja se on erittäin hyödyllinen tehtävän automatisoimiseksi, kuten kuvion piirtäminen, raidan leveyden muutos jne. CAM-työt (tietokoneohjattu valmistus) (.cam) sisältävät joitain standardeja CAM-tiedostot ja viimeinen on Projects, joka sisältää luettelon projektista, jossa on käyttäjän tekemä kaavamainen ja piirilevyasettelutiedosto.
Voit myös tehdä Gerber-tiedoston kotkan avulla. Gerber-tiedosto on yleinen kieli piirilevyjen suunnittelulle, ja tämä on PCB-suunnittelun viimeinen vaihe.
Multisim:
Multisim on kuuluisa opiskelijoiden ja tutkijoiden keskuudessa, koska se sisältää tehokkaan piirin suunnitteluohjelmiston, jolla on hyvät simulointimahdollisuudet ja joista voi olla hyötyä tutkimus- ja opetussovelluksissa. Multisimillä on edistyksellinen, tehokas ja alan standardien mukainen SPICE-simulointiympäristö, joka on suosittu ainutlaatuisten ominaisuuksiensa ja helppokäyttöisen suunnittelunsa vuoksi. Jos verrataan Multisimiä kotkaan, Multisimin tärkein etu on, että sillä on simulointiympäristö, jota ei ole saatavana kotkassa, mutta jos verrataan vain piirilevyn suunnittelua varten, kotkaa voidaan pitää parempana alustana Multisimiin verrattuna.
Multisim on kehitetty elektroniikan työpöydällä ja interaktiivisella kuvatekniikalla. Alkuaikoina tätä ohjelmistoa käytettiin vain elektroniikkaohjelmien opettamiseen korkeakouluissa, sitä ei käytetty paljon teollisiin sovelluksiin. Mutta jonkin ajan kuluttua, kun National Instruments lisäsi uusia ominaisuuksia, ammattilaiset ja kouluttajat hyväksyivät sen laajasti. Multisim on saatavana kahtena muunnelmana; yksi on tarkoitettu opiskelijoille ja kouluttajille ja toinen ammattilaisille ja teollisiin tarkoituksiin.
Multisim parantaa tehokasta simulointitekniikkaa kyvyllä analysoida analogisia, digitaalisia ja tehoelektroniikkapiirejä koulutus-, tutkimus- ja suunnittelutarkoituksiin. Tällä ohjelmistolla on ainutlaatuisia toimintoja, kuten parametrien analysointi, integrointi uusiin upotettuihin kohteisiin ja yksinkertaistetut käyttäjän suunnittelumallit. Multisim Standard Service Program (SSP) -palvelun avulla asiakkailla on myös pääsy itsetempain online-koulutusmoduuleihin. Voit ladata Multisim-kokeiluversion täältä aloittaaksesi.
EasyEDA:
EasyEDA on verkkopohjainen EDA-työkalu. Se on verkkopohjainen työkalu, joten mitään ohjelmistoja ei tarvitse ladata tai asentaa. Jotta voit käyttää EasyEDA: ta, sinun on avattava easyeda.com mistä tahansa HTML5-yhteensopivasta verkkoselaimesta. Ei ole väliä mitä käyttöjärjestelmää käytät, koska se voi tukea Windowsia, Linuxia ja MAC: ää. Tarvitset vain verkkoselaimen, kuten Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer tai Opera, mutta on suositeltavaa käyttää tätä kromissa tai Firefoxissa suorituskyvyn parantamiseksi. Verkossa olevan avoimen lähdekoodin työkalu on EasyEDA: n suurin etu.
EasyEDA on yksinkertainen, käyttäjäystävällinen ja erittäin hyvä alusta, jos sinulla ei ole paljon tietoa piirilevyjen suunnittelusta.Se voi käyttää missä tahansa, milloin tahansa ja millä tahansa laitteella, kaikki mitä tarvitset on kirjautua sisään tiliisi ja aloittaa suunnittelun. Yksi tämän sivuston etu on, että sillä on paljon avoimen lähdekoodin projekteja, jotka ovat helposti saatavilla Internetistä, ja erittäin hyvät opetusohjelmat ovat saatavilla EasyEDA: n virallisilla verkkosivuilla. Olemme myös kehittäneet monia piirilevyprojekteja EasyEDA: n avulla täällä CircuitDigestissä. Siinä on yli 500000 kirjastoa, joissa on symboleja ja komponenttien jalanjälkiä, ja mitä tarvitset, on myös ominaisuus luoda oma komponenttisymboli ja jalanjälki tarvittaessa. Yksi lisäetu on, että se voi tukea muita ohjelmistokirjastoja ja kaavioita, jotka sisältävät Altiumin, EAGLE: n, LTspicen ja DXF: n.
Kun avaat https://easyeda.com/editor tämän linkin, se näyttää alla olevalta kuvakaappaukselta. Tästä editorista löydät navigointipaneelin, työkalurivin, työtilan, piirtotyökalut, kirjoitustyökalut ja monia muita toimintoja. Aloitetaan navigointipaneelista, joka sisältää EELib, design, Parts, Shared, LCSC.
EELib on EasyEDA-kirjastot, jotka tarjoavat paljon komponentteja.
Design on suunnittelupäällikkö, jota käytetään tarkistamaan kukin komponentti verkossa helposti.
Osat sisältävät kaavamaisia symboleja ja piirilevyn jalanjälkiä.
Jaettu, jos joku lähettää projektin sinulle, tämä näkyy jaetussa välilehdessä.
LCSC: Jos haluat ostaa komponentteja PCB-projektin loppuun saattamiseksi, kokeile toista verkkosivustoa LCSC.com
Piirustustyökalurivi: Arkin asetus, viiva, kuva, Bezier, kaari, teksti, vapaalla kädellä piirtäminen, nuolenpää, suorakulmio, monikulmio, ellipsi, piirakka, vedä ja kangas.
Johdotuksen työkalupalkki: johdin, väylä, väylän syöttö, verkkotarra, verkkolippu VCC, verkkolippu + 5 V, verkkoportti, verkkolipun maa, jännitemittapää, tappi, ryhmä / ryhmä-symboli.
Altium:
Altium Designer on kaupallinen elektroniikkasuunnittelupaketti Windowsille. Altium Designer -käyttöliittymä noudattaa nykyaikaisia suunnittelustandardeja, joiden avulla insinöörit voivat suorittaa monimutkaisia tehtäviä nopeasti ja tehokkaasti. Ja joka vuosi on saatavana merkittävä ohjelmistopäivitys, joka tarjoaa laajennettuja ominaisuuksia säännöllisten vikakorjausjulkaisujen lisäksi ympäri vuoden.
Altium Designer sisältää kaavamaiset ja piirilevyasettelutyökalut, joita tarvitset koskaan yhdessä sovelluksessa. Tämän yhdistämisen avulla käyttäjä tai käyttäjäryhmä voi edetä projektissa ideasta valmistukseen yhdessä paketissa. Altiumilla on monia kehittyneitä ominaisuuksia, jotka on suunnattu insinööritoimien yhteistyöhön, johon sisältyy myös laaja integraatio markkinoiden suosittujen mekaanisten CAD-työkalujen kanssa. Tämän integraation avulla koko tuotekehitystiimi voi työskennellä yhdessä tuotteen kanssa.
Ohjelmisto sisältää täydet 3D-ominaisuudet piirilevysuunnittelun aikana ja tarjoaa paremman näkyvyyden suunnittelulle ja reititykselle laadukkailla kuvakaappauksilla käynnissä olevista piirilevyistä. 3D-ominaisuudet auttavat myös suunnittelusääntöjen tarkistuksessa varmistamaan oikeat välykset piirilevyn komponenttien 3D-mallien välillä sekä 3D-mallinnettujen osien ja tuotujen koteloiden välillä, mikä vähentää yllätysten riskiä valmistuksen aikana. Laitteistokiihdytetty 3D-moottori mahdollistaa myös monikorttiprojektien saumattoman suunnittelun integroinnin sekä jäykät joustavat elementit integroivat levyt.
Altiumin kaavamainen sieppaus on niin nopeaa ja kivutonta, mikä tekee ohjelmistosta erittäin aikaa säästävää tuomalla hienostuneet mallit valmiiksi. Insinöörit voivat reitittää kokonaisia busseja vuorovaikutteisesti kerralla, mikä mahdollistaa manuaalisen ohjauksen ohjelmiston älykkäällä ohjauksella. Suunnittelusääntöjä käytetään reaaliajassa reititettäessä jälkiä piirilevyllä, mikä estää kappaleiden oikosulku tai muuten suunnittelusääntöjen rikkomusten syntymisen. Yksi interaktiivisista reititystavoista Altium Designerissa nimeltä 'halaa ja työnnä' siirtää älykkäät jäljet pois tieltäsikun yrität reitittää aukkojen läpi, samalla kun pidät vähimmäisetäisyyden muihin läheisiin jälkiin. Kun reitität nopeita malleja, kuten USB3.0 tai DDR, Altium Designer tukee täysin differentiaalipareja ja verkkopituuksien interaktiivista viritystä.
Kun kyseessä on laudan valmistus, Altium Designer pystyy rakentamaan levyn paneelin tuotantoa varten. Luonnos -työkalu mahdollistaa levyn mekaanisten ja asennuspiirustusten nopean valmistamisen kokoonpanijoille. Altium Designer integroituu täysin Octopartiin, mikä antaa mahdollisuuden luoda elävä materiaalilista, joka yhdistää suunnittelun komponentit todellisiin toimittajien osiin. Tämän yhdistelmän avulla voit hankkia osia nopeasti halvimmalta toimittajalta - ottamalla tuntikausia komponenttien hankintavaiheesta varmistaen samalla, että suunnittelussa ei ole vanhentuneita tai huonosti varastoituja komponentteja.
Harrastajille ja hyvin pienille yrityksille Altium tarjoaa myös edullisempia ja ilmaisia ohjelmistoja, joissa on alennettu ominaisuusjoukko. Nämä ovat:
- CircuitStudio, huomattavasti edullisempi piirilevyjen suunnittelupaketti, jolla on monia Altium Designer -ominaisuuksia.
- CircuitMaker, ilmainen versio avoimen lähdekoodin projekteille.
- Altium Upverter, ilmainen verkkopohjainen työkalu, joka on suunnattu tekijöille / harrastajille.
KiCAD
KiCAD on suosittu sähköisen suunnitteluautomaation ohjelmisto, joka ei vaadi lisenssiä, joten se on täysin ilmainen käyttää piirilevyn suunnitteluohjelmistoa. Tämän ohjelmiston dokumentaatio jaetaan kahdella tavalla; GNU: n yleinen julkinen lisenssi ja luovat yhteiset määritteet. KiCAD on vapaasti saatavilla oleva ohjelmisto, mutta uutta kehitystä varten he hyväksyvät rahat lahjoitukseksi, jos joku haluaa lahjoittaa, muuten se on kaikille käyttäjille ilmainen. Tämän ohjelmiston ja kirjastojen asetukset ovat helposti saatavilla sen verkkosivustolta. Voit ladata KiCADin ja sen kirjastot sen virallisilta verkkosivuilta.
KiCAD on kehittänyt jean-pierre charras. Tätä ohjelmistoa voidaan käyttää myös luomaan BoM (Bill of Materials), Gerber-tiedosto, ja se tarjoaa myös piirilevyn 3D-asettelun. KiCADilla on myös oma kirjasto, joka sisältää suurimman osan sähkökomponenteista. Tämä ohjelmisto on saatavana myös 19 eri kielellä, ja se voi toimia Windowsissa, Linuxissa ja MAC: ssä.
KiCAD on jaettu viiteen osaan;
KiCAD, joka on projektipäällikkö; Eeschema on kaavamainen sieppaajaeditori; pcbnew, joka näyttää piirilevyn asettelun sekä 2D- että 3D-muodossa; gerbfile- tiedostoa käytetään Gerber-tiedoston luomiseen; bitmap2component voi muuntaa kuvat jalanjälkiksi.
Näistä osista Eeschema ja pcbnew ovat eniten käytettyjä vaihtoehtoja. Eeschemassa on ominaisuuksia, kuten mukautettujen symbolien luominen, sähköisten sääntöjen tarkistus ja hierarkkiset kaaviotaulukot. PcbNew-sovelluksessa se tarjoaa erittäin helpon tavan reitittää komponentit ja helpottaa PCB-suunnittelun vianmääritystä. Jos haluat muuttaa piilolevyjen aukkoja, aukkoja, jälkiä tai muita komponentteja, se on helppoa KiCADissa muihin ohjelmistoihin verrattuna. Kun olet suunnitellut piirilevyn, voit tarkistaa suunnittelun interaktiivisessa 3D-näkymässä. Eeschema ja pcbnew tukevat myös EAGLE-tiedostoja. Jos olet uusi KiCAD-käyttäjä, opetusohjelmat annetaan myös PDF-muodossa monilla kielillä, ja myös video-oppaat ovat saatavilla heidän verkkosivustollaan.
Kaiken kaikkiaan ohjelmisto on hyvä aloittelijoille ja suurin etu on, että tämä ohjelmisto on vapaasti saatavilla. Joten ei tarvitse ostaa mitään lisenssiä. Voit ladata KiCADin täältä.
OrCAD
Ohjelmiston nimi tuli Oregon-yhtiön nimestä. Tai CAD = Oregon + CAD. Tämä ohjelmisto ei ole vapaasti saatavilla, sen lisenssiversio alkaa 2300 USD. OrCADin ovat kehittäneet John Durbetaki, Ken ja Keith Seymour.
OrCAD on jaettu kahteen osaan; OrCAD Capture ja PSpice. OrCAD Capture -ohjelmaa käytetään piirien suunnitteluun, ja tämä osa tunnetaan nimellä PCB Suite. OrCAD tarjoaa kolmen tyyppisiä piirilevysarjoja; OrCAD Standard, OrCAD Professional ja Allegro PCB. OrCAD-standardi on konsepti tuotannon suunnitteluympäristöön, ja sen hinta on alkaen 1300 USD. OrCAD Professionalilla on ammattitason piirilevyn suunnitteluominaisuudet. Tämä versio on kallista verrattuna vakioversioon ja maksaa noin 2300 USD. Allegro PCB: tä käytetään asiantuntijatason PCB-suunnitteluun.
OrCAD PSpicea käytetään piirien simulointiin ja todentamiseen. PSpice on lyhenne sanoista Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis. Capture ja PSpice tekevät täydellisen simulaattorin ja piirilevyn suunnittelutyökalun. PSpice on saatavana myös kahtena versiona; PSpice Designer ja PCB Designer plus. PSpice Designer on tarkoitettu alan standardisimulaatioon ja sisältää 33000 osaa kirjastossa. Tämä versio alkaa vuodesta 1980 USD. PSpice designer plus on analysoida luotettavuus, kustannukset ja tuotto. Tässä versiossa on kaikki piirilevysuunnittelijan ominaisuudet ja muut ainutlaatuiset ominaisuudet, kuten kustannusanalyysi, tuottoanalyysi, suunnittelun optimointi, järjestelmän C / C ++ -mallinnus ja simulointi, luotettavuusanalyysi ja HW / SW-simulointi.
OrCAD PSpice voi simuloida piirin, joka on suunniteltu sieppaukseen, ja se voi myös simuloida suunnittelua MATLAB / Simulinkista. Tämän ominaisuuden ansiosta OrCAD on ainutlaatuinen kaikista muista ohjelmistoista. Voit ladata OrCADin kokeiluversion täältä.
Päätelmä:
Kaikista näistä ohjelmistoista Eagle tarjoaa parhaat tulokset piirilevyjen suunnittelussa. Jos olet ammattimainen piirilevysuunnittelija ja sovelluksesi on erittäin suuri ja monimutkainen, valitse Altium-suunnittelija. Jos olet aloittelija ja aloitat juuri piirilevyn suunnittelusta, valitse EAGLE tai EasyEDA, koska löydät Internetistä erittäin hyviä resursseja ja oppaita, mikä on erittäin hyödyllistä, jos olet aloittelija. Jos tarvitset sitä yrityksessä etkä halua ostaa lisenssiä, käytä KiCADia.