Toen PCB's niet werden ontdekt, hebben ingenieurs alle componenten op een circuit aangesloten met behulp van externe draden, vergelijkbaar met hoe het tegenwoordig op een breadboard wordt gedaan. Maar naarmate de circuits groter en complexer werden, werd het buitengewoon moeilijk om betrouwbare verbindingen te maken met externe draden. Om dit probleem op te lossen, werden PCB's geïntroduceerd in het jaar 1936. Tegenwoordig zijn er veel tools en software online en offline beschikbaar voor het ontwerpen van PCB 's waarmee u gemakkelijk PCB's kunt ontwerpen en fabriceren . We hebben al geleerd over de basisprincipes van PCB in ons vorige artikel, in dit artikel zullen we enkele populaire PCB-ontwerpsoftware bespreken en vergelijken op basis van hun prijs, bruikbaarheid en andere functies. Hier bespreken we enkele meest gebruikte EDA-software, zoalsEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD en KiCAD. Deze software wordt veel gebruikt voor het ontwerpen van PCB's en simulatie van het elektronische circuit.
Adelaar:
De meest populaire en gebruikelijke CAD-software voor het ontwerpen van PCB's is EAGLE. EAGLE staat voor Easily Applicable Graphical Layout Editor. Deze software is ontwikkeld door CADSoft Computer in 2016, vandaag wordt EAGLE aangeschaft en onderhouden door AUTODESK.
EAGLE heeft een zeer eenvoudige, effectieve en gemakkelijke interface en biedt een bibliotheek die een groot aantal elektrische en elektronische componenten bevat. Dat is de belangrijkste reden waarom EAGLE de meest populaire PCB-ontwerpsoftware is onder pedagogen, hobbyisten en professionals. EAGLE kan worden geïnstalleerd op Windows-, Linux- en MAC-platforms. Bovendien is de gratis versie van deze software beschikbaar om te downloaden op de AUTODESK-website.
Eagle heeft twee editors; Schematische editor en PCB-layout-editor. De schematische editor wordt gebruikt om alle componenten toe te voegen en te verbinden volgens de circuitvereisten. Dit schemabestand heeft unieke kenmerken zoals een modulair ontwerpblok, een schema met meerdere bladen, elektronische regelcontrole en realtime ontwerpsynchronisatie. Hierna wordt het schema direct omgezet in een PCB-layout-editor, waarin we componenten kunnen instellen op minder complexiteit. Deze PCB-lay-outeditor heeft ook een aantal goede functies, zoals uitlijningshulpmiddelen, het vermijden van obstakels, routeringsengine. Deze functies zijn beschikbaar in gratis versie.
Voor professioneel gebruik biedt EAGLE een betaalde versie die beschikbaar is voor 1000 $ / jaar. In deze betaalde versie biedt AUTODESK technische ondersteuning, waaronder ondersteuning voor bellen, mailen en online chatten, en biedt ook toegang tot de nieuwste softwareversie. Maar voor educatief en zelfgebruik zal de gratis versie van deze software gewoon meer dan goed doen.
Wanneer u de gratis versie van EAGLE installeert en opent, is de eerste pagina een configuratiescherm zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding, worden de mapnaam en beschrijving van die map of dat bestand gegeven. De eerste is de documentatie die enkele tutorialdocumenten bevat, gevolgd door bibliotheken (.lbr), die een grote lijst met elektrische componenten bevatten. Als u ooit meer componenten nodig heeft, kunnen deze snel worden gedownload via een snelle Google-zoekopdracht en worden toegevoegd aan de bibliotheekmap. Het volgende is het ontwerpblok (.dbl), waar u een ingebouwd ontwerp kunt vinden voor de meest voorkomende circuits die u rechtstreeks aan uw project kunt toevoegen. Ontwerpregels (.dru) bevatten regels voor het spoor, boor en de uiteindelijke koper met belangrijke opmerkingen en informatie. Het volgende is gebruikerstaalprogramma's(.ulp) die wordt gebruikt om toegang te krijgen tot de datastructuur en om een uitvoerbestand te maken, de gebruiker kan indien nodig ook zijn eigen ULP-bestand bouwen. De volgende is Scripts (.scr), die tekstbestanden met adelaarscommando's bevat en het is erg handig voor het automatiseren van een taak zoals het tekenen van een patroon, het wijzigen van de spoorbreedte, enz. CAM-taken (computerondersteunde fabricage) (.cam) bevatten enkele standaard CAM-bestanden en de laatste is Projecten die een lijst van het project bevat met schematisch en PCB-lay-outbestand gemaakt door de gebruiker.
Je kunt ook een Gerber-vijl maken met behulp van een adelaar. Gerber-bestand is een universele taal voor het ontwerpen van PCB's en dit is de laatste stap van het ontwerpen van PCB's.
Multisim:
Multisim is beroemd onder studenten en onderzoekers omdat het krachtige circuitontwerpsoftware bevat met goede simulatiemogelijkheden die nuttig kunnen zijn voor onderzoeks- en onderwijstoepassingen. Multisim heeft een geavanceerde, krachtige en industriestandaard SPICE-simulatieomgeving die populair is vanwege de unieke functies en het gebruiksvriendelijke ontwerp. Als je Multisim met eagle vergelijkt, is het belangrijkste voordeel van Multisim dat het een simulatieomgeving heeft die niet beschikbaar is in eagle, maar als je het vergelijkt voor alleen PCB-ontwerpdoeleinden, kan eagle worden beschouwd als een beter platform in vergelijking met Multisim.
Multisim is ontwikkeld door elektronica-werkbank en interactieve beeldtechnologie. In de beginperiode werd deze software alleen gebruikt om elektronicaprogramma's op hogescholen te onderwijzen, het werd niet veel gebruikt voor industriële toepassingen. Maar na enige tijd, toen National Instruments enkele nieuwe functies toevoegde, werd het algemeen aanvaard door professionals en docenten. Multisim is verkrijgbaar in twee varianten; de ene is gemaakt voor studenten en docenten en de tweede is gemaakt voor professionals en industriële doeleinden.
Multisim verbetert krachtige simulatietechnologie met de mogelijkheid om analoge, digitale en vermogenselektronicacircuits te analyseren voor onderwijs-, onderzoeks- en ontwerpdoeleinden. Deze software heeft een aantal unieke functies, zoals parameteranalyse, integratie met nieuwe ingebedde doelen en vereenvoudigde gebruikersontwerpsjablonen. Met het Multisim Standard Service Program (SSP) hebben klanten ook toegang tot online trainingsmodules die ze zelf kunnen volgen. U kunt hier de Multisim-proefversie downloaden om aan de slag te gaan.
EasyEDA:
EasyEDA is een webgebaseerde tool voor elektronische ontwerpautomatisering (EDA). Het is een webgebaseerde tool, dus het is niet nodig om software te downloaden of te installeren. Om EasyEDA te gebruiken, moet u easyeda.com openen vanuit elke HTML5-compatibele webbrowser. Het maakt niet uit welk besturingssysteem u gebruikt, want het ondersteunt Windows, Linux en MAC. Het enige dat u nodig heeft, is een webbrowser zoals Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer of Opera, maar het wordt aanbevolen om deze in chrome of firefox te gebruiken voor betere prestaties. Een online open-source tool zijn, is het grootste voordeel van EasyEDA.
EasyEDA is eenvoudig, gebruiksvriendelijk en is een zeer goed platform als je niet veel kennis hebt van PCB-ontwerpen.Het kan overal, altijd en vanaf elk apparaat worden gebruikt. U hoeft alleen maar in te loggen op uw account en te beginnen met ontwerpen. Een voordeel van deze site is dat het een groot aantal open source-projecten heeft, die gemakkelijk beschikbaar zijn via internet en dat er ook zeer goede tutorials beschikbaar zijn op de officiële website van EasyEDA. We hebben hier bij CircuitDigest ook veel PCB-projecten ontwikkeld met behulp van EasyEDA. Het heeft meer dan 500.000 bibliotheken met symbolen en footprints van componenten en je zult het ooit nodig hebben, er is ook een functie om indien nodig je eigen componentsymbool en footprint te creëren. Nog een voordeel is dat het andere softwarebibliotheken en schema's kan ondersteunen, waaronder Altium, EAGLE, LTspice en DXF.
Wanneer u https://easyeda.com/editor deze link opent, ziet het eruit als het onderstaande screenshot. In deze editor vindt u een navigatiepaneel, werkbalk, werkruimte, tekengereedschappen, schrijfgereedschappen en nog veel meer functies. Laten we beginnen met het navigatiepaneel dat EELib, design, Parts, Shared, LCSC bevat.
EELib zijn de EasyEDA-bibliotheken die veel componenten bieden.
Design is een ontwerpmanager die wordt gebruikt om elk onderdeel eenvoudig op het net te controleren.
Onderdelen bevatten schematische symbolen en PCB-footprints.
Gedeeld als iemand zijn project naar jou stuurt, dan verschijnt dit op het gedeelde tabblad.
LCSC: Als u componenten wilt kopen om uw PCB-project af te werken, moet u een andere website LCSC.com proberen
Tekenwerkbalk: bladinstelling, lijn, afbeelding, Bézier, boog, tekst, uit de vrije hand tekenen, pijlpunt, rechthoek, veelhoek, ellips, cirkel, slepen en canvasoorsprong.
Bedradingswerkbalk: draad, bus, businvoer, netlabel, netvlag VCC, netvlag + 5V, netpoort, netvlaggrond, spanningssonde, pin, groep / degroepsymbool.
Altium:
Altium Designer is een commercieel elektronisch ontwerppakket voor Windows. De Altium Designer UI volgt moderne ontwerpnormen waarmee ingenieurs complexe taken snel en efficiënt kunnen uitvoeren. En er is elk jaar een grote update van de software beschikbaar, die uitgebreide mogelijkheden biedt, naast de regelmatige releases van bugfixes gedurende het hele jaar.
Altium Designer bevat de schematische en PCB-lay-outtools die u ooit nodig zult hebben in één applicatie. Door deze eenwording kan een gebruiker, of een team van gebruikers, een project van idee tot productie in één pakket laten verlopen. Altium heeft veel geavanceerde functies die zijn gericht op samenwerking door teams van ingenieurs, die ook een uitgebreide integratie met populaire mechanische CAD-tools op de markt omvat. Door deze integratie kan het hele productontwikkelingsteam samen aan het product werken.
De software biedt volledige 3D-mogelijkheden tijdens het ontwerpen van PCB's en biedt verbeterde zichtbaarheid van het ontwerp en de routing met hoogwaardige screenshots van lopende bordontwerpen. De 3D-mogelijkheden helpen ook bij het controleren van ontwerpregels om te zorgen voor de juiste afstanden tussen 3D-modellen van componenten op het bord en tussen 3D-gemodelleerde onderdelen en geïmporteerde behuizingen, waardoor het risico op verrassingen tijdens de productie wordt verminderd. De hardwareversnelde 3D-engine maakt ook naadloze ontwerpintegratie van multi-board-projecten mogelijk, evenals boards die rigid-flex-elementen integreren.
Schematisch vastleggen in Altium is zo snel en pijnloos dat de software veel tijd bespaart door geavanceerde ontwerpen te voltooien. Ingenieurs kunnen complete bussen in één keer interactief routeren, waardoor handmatige bediening met intelligente begeleiding van de software mogelijk is. Ontwerpregels worden in realtime toegepast terwijl u de sporen op een PCB leidt, waardoor kortsluiting van sporen of anderszins overtredingen van ontwerpregels worden voorkomen. Een van de interactieve routeringsmodi in Altium Designer genaamd 'Hug and Push' zal sporen op intelligente wijze uit de weg ruimenterwijl u door gaten probeert te lopen, terwijl u ook een minimale afstand houdt tot andere nabijgelegen sporen. Wanneer u ontwerpen met hoge snelheid routeert, zoals USB3.0 of DDR, biedt Altium Designer volledige ondersteuning voor differentiële paren en interactieve afstemming van netlengtes.
Als het gaat om het laten vervaardigen van uw bord, heeft Altium Designer de mogelijkheid om snel een paneel met platen te bouwen voor productie. Met de tekenaar-tool kunnen snel mechanische en montagetekeningen van de plaat voor monteurs worden gemaakt. Altium Designer integreert volledig met Octopart, waardoor het mogelijk is om een live stuklijst te maken die componenten in het ontwerp koppelt aan echte leveranciersonderdelen. Deze associatie stelt u in staat om snel onderdelen van de laagst geprijsde leverancier te kopen, waardoor u uren uit de aanschaffase van onderdelen kunt halen, terwijl u er ook zeker van bent dat er geen verouderde of slecht voorradige onderdelen in het ontwerp zitten.
Voor hobbyisten en zeer kleine bedrijven biedt Altium ook goedkopere en gratis software met een beperkte set functies, waarbij meestal de functies worden verwijderd die gericht zijn op geavanceerde of zeer ingewikkelde ontwerpen. Dit zijn:
- CircuitStudio, een veel goedkoper PCB-ontwerppakket met veel van de Altium Designer-functies.
- CircuitMaker, een gratis versie voor open source-projecten.
- Altium Upverter, een gratis webgebaseerde tool gericht op makers / hobbyisten.
KiCAD
KiCAD is een populaire software voor automatisering van elektrisch ontwerp en het vereist geen licentie en daarom is het volledig gratis om PCB-ontwerpsoftware te gebruiken. Documentatie van deze software is verdeeld onder twee keuzes; GNU General Public License en Creative Common Attributes. KiCAD is gratis beschikbare software, maar voor nieuwe ontwikkeling accepteren ze geld als donatie als iemand wil doneren, anders is het gratis voor alle gebruikers. De installatie van deze software en bibliotheken is gemakkelijk beschikbaar op de website. U kunt de KiCAD en zijn bibliotheken downloaden van de officiële website.
KiCAD is ontwikkeld door jean-pierre charras. Deze software kan ook worden gebruikt om een BoM (Bill of Materials), Gerber-bestand te maken en biedt ook een 3D-lay-out van de PCB. KiCAD heeft ook een eigen bibliotheek, die de meeste elektrische componenten bevat. Deze software is ook beschikbaar in 19 verschillende talen en kan worden uitgevoerd in Windows, Linux en MAC.
KiCAD is onderverdeeld in vijf delen;
KiCAD dat is projectmanager; Eeschema is de schematische capture-editor; pcbnew die de lay-out van PCB in zowel 2D als 3D laat zien; gerbfile wordt gebruikt om een Gerber-bestand te genereren; bitmap2component kan afbeeldingen naar footprint converteren.
Van deze onderdelen zijn Eeschema en pcbnew de meest gebruikte opties. Eeschema heeft functies zoals het maken van aangepaste symbolen, het controleren van elektrische regels en hiërarchische schemabladen. In PcbNew biedt het een zeer gemakkelijke manier om de componenten te routeren en maakt het gemakkelijk om problemen met het PCB-ontwerp op te lossen. als u via's, gaten, tracés of andere componenten van de printplaat wilt wijzigen, is dat in KiCAD eenvoudig in vergelijking met andere software. Nadat u uw print heeft ontworpen, kunt u uw ontwerp in interactieve 3D-weergave bekijken. Eeschema en pcbnew ondersteunen ook EAGLE-bestanden. Als u nieuw bent met KiCAD, worden tutorials ook in PDF-formaat in vele talen gegeven en ook video-tutorials zijn ook beschikbaar op hun website.
Over het algemeen is software goed voor beginners en het grootste voordeel is dat deze software gratis beschikbaar is. U hoeft dus geen licentie aan te schaffen. U kunt de KiCAD hier downloaden.
OrCAD
De naam van deze software kwam van de naam van het bedrijf Oregon. Of CAD = Oregon + CAD. Deze software is niet vrij verkrijgbaar, de prijs van de licentieversie is vanaf 2300 USD. OrCAD is ontwikkeld door John Durbetaki, Ken en Keith Seymour.
OrCAD is opgedeeld in twee delen; OrCAD Capture en PSpice. OrCAD Capture wordt gebruikt om circuits te ontwerpen en dit onderdeel staat bekend als PCB-suite. OrCAD biedt drie soorten PCB-suites; OrCAD Standard, OrCAD Professional en Allegro PCB. OrCAD-standaard is een concept voor een productie-ontwerpomgeving en de prijs hiervan begint vanaf 1300 USD. OrCAD Professional heeft professionele PCB-ontwerpmogelijkheden. Deze versie is duur in vergelijking met de standaardversie en kost ongeveer 2300 euro. Allegro PCB wordt gebruikt voor PCB-ontwerp op expertiseniveau.
OrCAD PSpice wordt gebruikt voor simulatie en verificatie voor circuit. PSpice staat voor Personal Simulation Program met Integrated Circuit Emphasis. Capture en PSpice maken een complete simulator en PCB-ontwerptool. PSpice is ook verkrijgbaar in twee versies; PSpice Designer en PCB Designer plus. PSpice Designer is bedoeld voor simulatie volgens industriestandaard en bevat 33.000 onderdelen in de bibliotheek. Deze versie is vanaf 1980 USD. PSpice designer plus is om te analyseren op betrouwbaarheid, kosten en opbrengst. Deze versie heeft alle kenmerken van PCB-ontwerper en andere unieke kenmerken zoals kostenanalyse, opbrengstanalyse, ontwerpoptimalisatie, systeem C / C ++ modellering en simulatie, betrouwbaarheidsanalyse en HW / SW co-simulatie.
OrCAD PSpice kan een circuit simuleren dat is ontworpen in capture en het kan ook het ontwerp van MATLAB / Simulink simuleren. Deze functie maakt OrCAD uniek ten opzichte van alle andere software. U kunt de proefversie van OrCAD hier downloaden.
Conclusie:
Van al deze software biedt Eagle de beste resultaten voor het ontwerpen van PCB's. Bent u een professionele PCB-ontwerper en is uw applicatie erg groot en complex, ga dan voor Altium designer. Als je een beginner bent en net begint met het ontwerpen van PCB's, ga dan voor EAGLE of EasyEDA, want je zult zeer goede bronnen en tutorials van internet vinden, wat erg handig is als je een beginner bent. Als je het nodig hebt in een bedrijf en geen licentie wilt kopen, gebruik dan KiCAD.