Efikasnost i Preciznost: Prednosti Korišćenja Softvera za Dizajn PCB
Upotreba softvera namenjenog dizajnu štampanih ploča (PCB) predstavlja izvanredan pristup stvaranju visokokvalitetnih dizajna bez grešaka, uz maksimizaciju efikasnosti.
Bez namenskih softverskih rešenja, inženjeri elektronike i dizajneri mogli bi se suočiti sa značajnim izazovima prilikom kreiranja projekata od samog početka, uključujući proces sklapanja i čekanja odobrenja za dizajn.
Suprotno tradicionalnim, ručnim metodama koje zahtevaju ogromne količine vremena, truda i sredstava, specijalizovani PCB softver pojednostavljuje radne procese i značajno podiže nivo produktivnosti. Takođe, smanjuje se rizik od pojave grešaka koje mogu usporiti proizvodnju i doneti nepotrebne troškove. Umesto toga, koristeći ovakav softver, dizajniranje se odvija sa znatno većom brzinom i preciznošću.
S obzirom na širok spektar PCB softvera koji je danas dostupan, odabir onog koji najviše odgovara specifičnim potrebama može predstavljati izazov.
Međutim, ne brinite! U nastavku vam predstavljamo izbor najboljih PCB softverskih rešenja koja se trenutno mogu naći na tržištu.
Pogledajte!
Šta su PCB-i?
Štampane ploče (PCB) predstavljaju slojevite strukture, konstruisane od izolacionih i provodnih materijala. To je u osnovi platforma koja spaja različite elektronske komponente i stvara električno kolo neophodno za napajanje elektronskih uređaja.
PCB-i su neizostavan deo skoro svakog elektronskog uređaja, predstavljajući njihove temeljne gradivne elemente. Njihova primarna uloga je dvostruka:
- Omogućavaju montiranje elektronskih komponenti na unapred definisana mesta na spoljnim slojevima, putem lemljenja.
- Obezbeđuju električne veze između terminala različitih komponenti.
Provodni slojevi su dizajnirani pomoću provodnika koji omogućavaju električnu povezanost. Pored toga, putem procesa se dodaju i „vias“, tj. električni spojevi koji povezuju različite slojeve bakra.
PCB-i pružaju mehaničku podršku različitim elektronskim komponentama, zahvaljujući provodnim ležištima koja su dizajnirana da prime terminale komponenti i električki ih povežu pomoću ravni, trasa i drugih karakteristika.
Šta je softver za dizajn PCB-a?
Dizajn štampanih ploča (PCB) odnosi se na proces projektovanja PCB komponenti, njihovo sklapanje i trasiranje sa ciljem uspostavljanja električnih veza na ploči za napajanje elektronskih kola. Softver koji omogućava ove procese naziva se softver za dizajn PCB-a.
Neke od ključnih karakteristika PCB softvera uključuju:
- Editor šema, koji omogućava sastavljanje i modifikovanje električnih objekata, komponenti, grafičkih elemenata itd. na stranicama šeme.
- 3D vizualizaciju i 2D prikaze štampanih ploča, što korisnicima omogućava pregled izgleda dizajna, lakše uočavanje grešaka i modifikovanje komponenti.
- Automatsko povezivanje, koje omogućava automatsko uspostavljanje električnih veza između različitih tačaka na PCB-u.
- Proveru pravila dizajna, uz pomoć raznovrsnih alata koji detektuju nedostatke i odstupanja od dizajnerskih smernica, što može uzrokovati probleme sa napajanjem, signalom, EMC-om itd.
- Funkcionalnost saradnje, koja omogućava različitim dizajnerima da rade na istom projektu istovremeno, vrše izmene, dodaju komentare i razmenjuju povratne informacije u realnom vremenu.
Proces dizajniranja PCB-a obuhvata nekoliko faza:
- Postavljanje komponenti: Proces počinje pretvaranjem šematskog prikaza u fizičku ploču. Zahteva veštine rešavanja problema za pravilno postavljanje komponenti.
- Trasiranje: U ovoj fazi se uspostavljaju električne veze između različitih komponenti na PCB rasporedu. Svaka ploča je jedinstvena, što znači da se ploče međusobno razlikuju.
- Integracija: Podrazumeva integraciju ECAD i MCAD softvera, kao što su Eagle, Fusion 360, itd., radi razmene dizajna sa mašinskim inženjerima koji vrše procenu fizičke izvodljivosti.
Zašto je potreban softver za dizajn PCB-a?
S obzirom na to da PCB strukture mogu biti kompleksne, softver za dizajn PCB-a značajno pojednostavljuje proces, čineći ga bržim, efikasnijim i ekonomičnijim.
Detaljnije ćemo razmotriti prednosti korišćenja softvera za dizajn PCB-a.
Ušteda vremena
Dizajniranje svega od nule oduzima mnogo vremena i truda, s obzirom na to da zahteva razmatranje svih aspekata – od projektovanja i montaže do uspostavljanja električnih veza od samog početka.
Međutim, korišćenjem softvera za dizajn PCB-a, proces se ubrzava odabirom gotovih dizajnerskih rešenja koja su dostupna u softveru. Na raspolaganju je veliki broj opcija koje se mogu prilagoditi specifičnim zahtevima projekta, čime se značajno skraćuje vreme dizajniranja i ubrzava proizvodni proces.
Jednostavan proces
Korišćenje specijalizovanog softvera za dizajn PCB-a omogućava dizajnerima da kreiraju visokokvalitetne dizajne sa lakoćom. Različite funkcije softvera eliminišu potrebu za ručnim radom, olakšavaju proces i oslobađaju vreme za druge, inovativne zadatke.
Lako testiranje performansi dizajna
Kreiranje PCB dizajna nije krajnji cilj. Dizajn prolazi fazu testiranja tokom koje inženjeri proveravaju performanse i izvodljivost PCB dizajna. Ručno testiranje je zahtevan i dugotrajan proces, koji može dovesti do netačnosti, ozbiljnih nedostataka i degradacije kvaliteta finalnog proizvoda.
Sa druge strane, softver za dizajn PCB-a omogućava testiranje performansi, snage i izvodljivosti dizajna u virtuelnom okruženju, što ubrzava pronalaženje problema i grešaka sa visokom preciznošću. To omogućava poboljšanje dizajna i proizvodnju visokokvalitetnog finalnog proizvoda.
Bolja vidljivost
Ručne metode možda nisu adekvatne za prikaz svih detalja dizajnirane štampane ploče. To može dovesti do propusta i grešaka. Korišćenjem PCB softvera, dobijaju se napredne funkcionalnosti kao što je 3D vizualizacija koja omogućava pregled dizajna iz svih uglova. To pruža sveobuhvatan uvid u sve detalje i olakšava uočavanje grešaka.
Ekonomska isplativost
Ručno kreiranje PCB dizajna, sklapanje komponenti, uspostavljanje električnih veza, testiranje dizajna i proizvodnja mogu zahtevati značajno vreme. Ovi procesi zahtevaju resurse u vidu vremena, radne snage, opreme i novca. Dodatne promene u dizajnu dodatno povećavaju ukupne troškove.
Softver za dizajn PCB-a predstavlja isplativo rešenje koje omogućava brzo izvršavanje svih procesa uz uštedu resursa i novca. Modifikacija dizajna je laka u bilo kojoj fazi procesa.
Primena softvera za dizajn PCB-a
Softver za dizajn PCB-a omogućava poboljšanje rasporeda dizajna, uključujući trasiranje, poravnanje komponenti i proveru pravila. Sve ovo doprinosi poboljšanju kvaliteta dizajna i proizvodnji visokokvalitetnih štampanih ploča.
Softver za dizajn PCB-a koriste inženjeri elektronike iz korporacija, frilenseri, preduzetnici i hobisti u različitim primenama. Neke od primena softvera za dizajn PCB-a su:
- 3D vizualizacija komponenti: Softver omogućava uočavanje neispravnih komponenti koje ometaju električno kolo, što nije moguće sa 2D softverom. Time se sprečavaju problemi u procesu proizvodnje i nepotrebni troškovi.
- Vizualizacija strukture slojeva: Softver omogućava pregled strukture slojeva PCB dizajna, što omogućava kreiranje jednoslojnih, dvoslojnih ili višeslojnih štampanih ploča u skladu sa zahtevima.
U nastavku ćemo razmotriti neke od vodećih softvera za dizajn PCB-a koji su dostupni na tržištu.
Altium Designer
Altium Designer je jedan od najmoćnijih i najpopularnijih softvera za dizajn PCB-a. Njegovo okruženje za dizajniranje omogućava inženjerima da prate svaki aspekt procesa dizajniranja, od početne ideje do proizvodnje, dokumentacije i izrade.
Softver pruža intuitivno okruženje za rad i omogućava inženjerima da kreiraju proizvode visokog kvaliteta. Omogućava kreiranje jedinstvenog modela koji služi kao centralni model za manipulisanje podacima u okviru dizajna (raspored, šema, simulacija).
Altium Designer se integriše sa drugim ECAD/MCAD softverom, kao što su SolidWorks, Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360 i PTC Creo Parametric. Predstavlja platformu zasnovanu na cloud tehnologiji koja kombinuje MCAD, timski rad, upravljanje podacima i dizajn PCB-a.
Softver omogućava saradnju više korisnika na dizajnu u realnom vremenu, bez obzira na njihovu lokaciju, što omogućava brzu razmenu povratnih informacija i rešavanje problema. Svi važni fajlovi se skladište na centralnoj lokaciji, što sprečava nesporazume među članovima tima i doprinosi uspešnoj proizvodnji.
Softver podržava rad u prirodnom 3D okruženju, u interakciji sa mašinskim dizajnerima u 3D i fotorealističnim okruženjima. Na taj način se olakšava saradnja sa mašinskim timom i eliminiše potreba za razmenom datoteka sa jednog softvera na drugi.
Dostupna je besplatna probna verzija softvera. Moguće je odabrati godišnju ili neograničenu pretplatu.
Fusion 360
Fusion 360 je platforma koja objedinjuje inženjering, dizajn, proizvodnju i elektroniku. Reč je o cloud platformi koja omogućava izradu PCB dizajna, CAD, CAE, CAM i 3D modelovanje. Pruža alate koji omogućavaju kreiranje funkcionalnih, primenjivih i estetski privlačnih proizvoda.
Nakon izrade PCB dizajna, softver omogućava proveru njegovog uticaja kroz alate za generativni dizajn i simulacije. Postojeći elementi modela se lako menjaju uz pomoć integrisanih CAD i CAM softverskih alata. Softver pruža fleksibilnost koja omogućava proizvodnju kvalitetnih proizvoda sa lakoćom.
Fusion 360 omogućava izbegavanje komplikovanih ručnih radnih procesa i razmene formata datoteka, što omogućava kreiranje finalnih proizvoda bez grešaka. Softver pruža sve neophodne alate za izradu pouzdanih dizajna, uključujući funkcije za dizajn PCB-a, kreiranje šema i mehanički CAD. Takođe, softver za simulaciju omogućava testiranje performansi proizvoda pre proizvodnje.
Fusion 360 nudi CAD geometriju spremnu za upotrebu, čime se eliminiše potreba za projektovanjem od samog početka. Geometrija se generiše na osnovu unetih parametara, materijala, proizvodnih metoda i ograničenja troškova. Softver omogućava upravljanje projektima i podacima u okviru jedne platforme, eliminišući razlike u vremenskim zonama i lokacijama korisnika.
Dostupne su tri opcije pretplate, počevši od mesečnog plana od 42 USD do trogodišnjeg plana od 987 USD. Besplatna probna verzija je dostupna za vlasnike preduzeća i studente.
Siemens PCBflow
Siemens PCBflow je alatka za proveru DFM (Design for Manufacturing), zasnovana na cloud tehnologiji i proizvođačkim ograničenjima. Omogućava automatizovanu online DFM proveru sa stvarnim podacima i detaljnim izveštajima o greškama, čime se postiže bolje razumevanje i efikasniji rad. Takođe, softver pruža fleksibilnost da se izvrši više DFM provera tokom procesa, bez čekanja na povratnu informaciju od proizvođača.
PCBflow pokreće Valor NPI. DFM provera je dostupna svim korisnicima, bez obzira da li se radi o startap preduzeću ili velikoj korporaciji. Softver je dizajniran tako da štedi resurse i vreme, a istovremeno omogućava proizvodnju visokokvalitetnih proizvoda. Česta DFM analiza omogućava uštedu vremena i blagovremenu proizvodnju finalnih proizvoda bez kompromisa u pogledu kvaliteta.
Dostupna je besplatna probna verzija softvera. U zavisnosti od potreba, korisnici mogu odabrati odgovarajući plan pretplate.
DipTrace
DipTrace pruža intuitivno korisničko okruženje koje omogućava fokusiranje na zadatke i njihovo izvršavanje u određenom vremenskom okviru. Softver za dizajn PCB-a nudi napredne funkcije, kao što su diferencijalno trasiranje, hijerarhijske šeme, ODB++ kompatibilnost, STEP 3D i detaljna pravila sa DRC proverom.
Razmena podataka sa softverima kao što su Altium, OrCAD, proizvodni alati, 2D/3D CAD, PADS i Eagle je jednostavna. Softver pruža široke mogućnosti uvoza i izvoza, što omogućava laku konverziju šeme u PCB i obrnuto. Pored toga, oblikovanje ruta i ručno trasiranje omogućavaju prilagođavanje softvera specifičnim potrebama.
PCB raspored uključuje brze signale, 3D pregled, Gerber, STEP izvoz i mnoge druge mogućnosti. Komponente se mogu kreirati i uvoziti iz DipTrace biblioteke, koja takođe nudi gotove šablone, IPC-7351 generator šablona i alate za uređivanje. Biblioteka takođe sadrži 160.000 komponenti i preko 10 miliona delova.
DipTrace omogućava pregled dizajna u bilo kojoj fazi razvoja. Pored toga, softver nudi alate za generisanje 3D modela i preko 11.000 modela paketa.
Dostupna je besplatna 30-dnevna probna verzija za Windows 32, Windows 64 i macOS operativne sisteme. Plaćena pretplata za 300 pinova i dva sloja signala košta 75 USD.
Ultiboard
Ultiboard je softver za dizajn PCB-a koji nudi efikasno trasiranje i raspoređivanje dizajna u prilagodljivom okruženju. Dizajn štampane ploče se integriše sa Multisim-om, radi ubrzanja razvoja PCB prototipova. Fleksibilni alati za dizajn i ručna preciznost omogućavaju definisanje kritičnih elemenata ploče.
Automatizovana funkcionalnost Ultiboard-a omogućava brzo završavanje celokupnog dizajna. Napredni dizajnerski alati, biblioteka alata i pregled tabele olakšavaju upravljanje, definisanje i kontrolu bilo kog rasporeda ploče. Pored toga, napredna i povratna komunikacija poboljšava upravljanje iteracijama.
Softver podržava izvoz standardnih datoteka kao što su DXF i Gerber, čime se olakšava protok dizajniranja (od šeme do rasporeda). Ultiboard nudi veliki broj elektronskih rešenja, što olakšava proces dizajniranja i proizvodnje elektronskih komponenti.
Korisnici mogu odabrati željenu verziju softvera, definisati uslove licence, trajanje i način isporuke, i izvršiti pretplatu. Softver podržava engleski jezik i Windows operativni sistem.
OrCAD
OrCAD PCB Designer je sveobuhvatno rešenje za dizajn PCB-a koje pruža naprednu tehnologiju za trasiranje i platformu. Softver obuhvata bibliotekarske alate, integritet signala, automatsko trasiranje, upravljanje ograničenjima, kreiranje šema, uređivanje PCB-a, trasiranje i simulaciju kola sa mešovitim signalom.
Intuitivni, interaktivni i automatizovani alati za uređivanje kao i mogućnosti postavljanja značajno povećavaju produktivnost. Čvrsta integracija aplikacija i obimne funkcije obezbeđuju integritet podataka i ubrzavaju proces dizajna, čime se maksimizira proizvodnja.
Upravljanje ograničenjima omogućava da dizajn ispunjava određene zahteve na osnovu pravila koja se odnose na regiju, par, dužinu itd. Moguć je prelazak između MCAD i ECAD procesa, što omogućava kreiranje savršenog okruženja za dizajn u skladu sa potrebama uz podršku za STEP, IDX i IPC-2581. Softver omogućava analizu dizajna uz pomoć analognih, ograničenih dizajna, mešovitih signala i integrisanog SI, čime se efikasno ostvaruju postavljeni ciljevi.
Dostupan je besplatan pristup potpunoj verziji izdanja, uključujući OrCAD Capture CIS, OrCAD PSpice Designer, OrCAD Sigrity ERC, OrCAD PCB Designer Professional i mnoge druge.
KiCad EDA
KiCad EDA je platforma otvorenog koda za automatizaciju dizajna elektronike. KiCad editor šema podržava osnovne i kompleksne dizajne. Softver omogućava kreiranje sopstvenih simbola ili odabir iz hiljada opcija dostupnih u zvaničnoj biblioteci.
Nakon završetka dizajna, moguće je izvršiti proveru pomoću provere električnih pravila i integrisanog SPICE simulatora. PCB editor je jednostavan za upotrebu čak i ako ste novi u softveru. Takođe je moćan za kompleksne dizajne.
Napredna vizualizacija, alati za odabir i interaktivni ruter olakšavaju zadatke raspoređivanja. 3D preglednik omogućava proveru ispravnog mehaničkog pristajanja i pregled finalnog proizvoda.
Pored toga, KiCad EDA ima ugrađeni raytracer zajedno sa prilagodljivim opcijama osvetljenja, što omogućava kreiranje realnih slika i deljenje sa kolegama. Softver podržava različite operativne sisteme, kao što su Ubuntu, macOS, Windows, Debian, Arch Linux, FreeBSD, Fedora itd.
Besplatna verzija softvera je dostupna za preuzimanje.
Zaključak
Softver za dizajn PCB-a olakšava dizajniranje štampanih ploča, uz uštedu vremena i resursa. Takođe, softver omogućava testiranje performansi dizajna i ispravljanje grešaka u ranim fazama, što rezultira slanjem samo visokokvalitetnih dizajna u proizvodnju. Sve ovo doprinosi proizvodnji pouzdanih i kvalitetnih štampanih ploča.
Odabir odgovarajućeg softvera za dizajn PCB-a predstavlja važan korak. Razvojem novih tehnologija, menjaju se i potrebe korisnika. Zbog toga je neophodno sagledati sve zahteve i izazove dizajniranja, kako bi se odabrao najbolji softver za dizajn PCB-a i obezbedio efikasan proces projektovanja štampanih ploča!