Als keine Leiterplatten entdeckt wurden, verbanden die Ingenieure alle Komponenten eines Stromkreises mit externen Drähten, ähnlich wie dies heute auf einem Steckbrett der Fall ist. Da die Schaltkreise jedoch größer und komplexer wurden, wurde es sehr schwierig, zuverlässige Verbindungen mit externen Drähten herzustellen. Um dieses Problem zu lösen, wurden Leiterplatten bereits im Jahr 1936 eingeführt. Heute stehen online und offline zahlreiche Tools und Software für das Leiterplattendesign zur Verfügung, mit denen Sie Leiterplatten problemlos entwerfen und herstellen können. Wir haben bereits in unserem vorherigen Artikel etwas über die Grundlagen von Leiterplatten gelernt. In diesem Artikel werden wir einige beliebte PCB-Konstruktionssoftware hinsichtlich ihres Preises, ihrer Benutzerfreundlichkeit und anderer Funktionen diskutieren und vergleichen. Hier diskutieren wir einige der am häufigsten verwendeten EDA-Software wieEAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium Design, OrCAD und KiCAD. Diese Software wird häufig für das PCB-Design und die Simulation der Elektronikschaltung verwendet.
Adler:
Die beliebteste und gebräuchlichste CAD-Software für die Leiterplattenkonstruktion ist EAGLE. EAGLE steht für Easy Applicable Graphical Layout Editor. Diese Software wurde 2016 von CADSoft Computer entwickelt. Heute wird EAGLE von AUTODESK beschafft und gewartet.
EAGLE verfügt über eine sehr einfache, effektive und einfache Benutzeroberfläche und bietet eine Bibliothek mit einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Komponenten. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass EAGLE die beliebteste Software für die Leiterplattenentwicklung bei Pädagogen, Hobbyisten und Fachleuten ist. EAGLE kann auf Windows-, Linux- und MAC-Plattformen installiert werden. Darüber hinaus steht die kostenlose Version dieser Software auf der AUTODESK-Website zum Download zur Verfügung.
Eagle hat zwei Redakteure; Schaltplaneditor und Leiterplattenlayouteditor. Der Schaltplaneditor wird verwendet, um alle Komponenten hinzuzufügen und gemäß den Schaltungsanforderungen zu verbinden. Diese schematische Datei verfügt über einzigartige Funktionen wie einen modularen Entwurfsblock, einen mehrblättrigen Schaltplan, eine elektronische Regelprüfung und eine Echtzeit-Entwurfssynchronisation. Danach wird der Schaltplan direkt in den PCB-Layout-Editor konvertiert, in dem wir Komponenten entsprechend ihrer geringeren Komplexität einstellen können. Dieser Leiterplatten-Layout-Editor verfügt auch über einige gute Funktionen wie Ausrichtungswerkzeuge, Vermeidung von Hindernissen und Routing-Engine. Diese Funktionen sind in der kostenlosen Version verfügbar.
Für den professionellen Einsatz bietet EAGLE eine kostenpflichtige Version an, die für 1000 USD / Jahr erhältlich ist. In dieser kostenpflichtigen Version bietet AUTODESK technischen Support, der Unterstützung für Anrufe, E-Mails und Online-Chats umfasst, sowie Zugriff auf die neueste Softwareversion. Für Bildungszwecke und zur Selbstnutzung ist die kostenlose Version dieser Software jedoch mehr als gut.
Wenn Sie die kostenlose Version von EAGLE installieren und öffnen, ist die erste Seite ein Bedienfeld (siehe Abbildung unten).
Wie in der obigen Abbildung gezeigt, werden der Ordnername und die Beschreibung dieses Ordners oder dieser Datei angegeben. Das erste ist die Dokumentation, die einige Tutorial-Dokumente enthält, gefolgt von Bibliotheken (.lbr), die eine große Liste elektrischer Komponenten enthalten. Wenn Sie jemals mehr Komponenten benötigen, können diese schnell von einer schnellen Google-Suche heruntergeladen und dem Bibliotheksordner hinzugefügt werden. Als nächstes folgt der Entwurfsblock (.dbl), in dem Sie einige integrierte Entwürfe für die meisten gängigen Schaltkreise finden, die Sie direkt zu Ihrem Projekt hinzufügen können. Konstruktionsregeln (.dru) enthalten Regeln für Schienen-, Bohr- und Endkupfer mit wichtigen Hinweisen und Informationen. Als nächstes folgt User Language Programs(.ulp), mit dem auf die Datenstruktur zugegriffen und eine Ausgabedatei erstellt wird, kann der Benutzer bei Bedarf auch eine eigene ULP-Datei erstellen. Als nächstes folgen Skripte (.scr), die Textdateien mit Eagle-Befehlen enthalten und sehr nützlich sind, um Aufgaben wie das Zeichnen eines Musters, das Ändern der Spurbreite usw. zu automatisieren. CAM-Jobs (Computer Aided Manufacturing) (.cam) enthalten einige Standards CAM-Dateien und die letzte ist Projects, die eine Liste des Projekts mit einer vom Benutzer erstellten Schaltplan- und PCB-Layoutdatei enthält.
Sie können auch mit Hilfe von Eagle eine Gerber-Datei erstellen. Gerber-Datei ist eine universelle Sprache für das PCB-Design und dies ist der letzte Schritt des PCB-Designs.
Multisim:
Multisim ist unter Studenten und Forschern bekannt, weil es leistungsstarke Schaltungsdesignsoftware mit guten Simulationsfunktionen enthält, die für Forschungs- und Lehranwendungen nützlich sein können. Multisim verfügt über eine fortschrittliche, leistungsstarke und branchenübliche SPICE-Simulationsumgebung, die für ihre einzigartigen Funktionen und ihr benutzerfreundliches Design bekannt ist. Wenn Sie Multisim mit Eagle vergleichen, besteht der Hauptvorteil von Multisim darin, dass es über eine Simulationsumgebung verfügt, die in Eagle nicht verfügbar ist. Wenn Sie jedoch nur zu PCB-Entwurfszwecken vergleichen, kann Eagle als bessere Plattform im Vergleich zu Multisim angesehen werden.
Multisim wurde von der Elektronik-Workbench und der interaktiven Bildtechnologie entwickelt. In den frühen Tagen wurde diese Software nur zum Unterrichten von Elektronikprogrammen an Hochschulen verwendet. Sie wurde nicht häufig für industrielle Anwendungen verwendet. Aber nach einiger Zeit, als National Instruments einige neue Funktionen hinzufügte, wurde es von Fachleuten und Pädagogen weithin akzeptiert. Multisim ist in zwei Varianten erhältlich. Eine ist für Studenten und Pädagogen gemacht und die zweite für Profis und industrielle Zwecke.
Multisim erweitert die leistungsstarke Simulationstechnologie um die Fähigkeit, analoge, digitale und Leistungselektronikschaltungen für Bildungs-, Forschungs- und Entwurfszwecke zu analysieren. Diese Software verfügt über einige einzigartige Funktionen wie Parameteranalyse, Integration mit neuen eingebetteten Zielen und vereinfachte Vorlagen für das Benutzerdesign. Mit dem Multisim Standard Service Program (SSP) können Kunden auch auf Online-Schulungsmodule im eigenen Tempo zugreifen. Sie können die Multisim-Testversion hier herunterladen, um loszulegen.
EasyEDA:
EasyEDA ist ein webbasiertes EDA-Tool (Electronic Design Automation). Da es sich um ein webbasiertes Tool handelt, müssen Sie keine Software herunterladen oder installieren. Um EasyEDA verwenden zu können, müssen Sie easyeda.com in jedem HTML5-fähigen Webbrowser öffnen. Es spielt keine Rolle, welches Betriebssystem Sie verwenden, da es Windows, Linux und MAC unterstützen kann. Sie benötigen lediglich einen Webbrowser wie Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer oder Opera. Es wird jedoch empfohlen, diesen in Chrome oder Firefox zu verwenden, um eine bessere Leistung zu erzielen. Ein Online-Open-Source-Tool zu sein, ist der größte Vorteil von EasyEDA.
EasyEDA ist einfach, benutzerfreundlich und eine sehr gute Plattform, wenn Sie nicht viel über das Design von Leiterplatten wissen.Es kann überall, jederzeit und von jedem Gerät aus verwendet werden. Sie müssen sich lediglich bei Ihrem Konto anmelden und mit dem Entwerfen beginnen. Ein Vorteil dieser Website ist, dass sie eine große Anzahl von Open-Source-Projekten enthält, die leicht über das Internet verfügbar sind. Außerdem sind auf der offiziellen EasyEDA-Website sehr gute Tutorials verfügbar. Wir haben auch viele PCB-Projekte mit EasyEDA hier bei CircuitDigest entwickelt. Es verfügt über mehr als 500000 Bibliotheken mit Symbolen und Footprints von Komponenten, die Sie jemals benötigen werden. Außerdem gibt es eine Funktion, mit der Sie bei Bedarf Ihr eigenes Komponentensymbol und Ihren eigenen Footprint erstellen können. Ein weiterer Vorteil ist, dass andere Softwarebibliotheken und Schaltpläne unterstützt werden können, darunter Altium, EAGLE, LTspice und DXF.
Wenn Sie diesen Link unter https://easyeda.com/editor öffnen, sieht er wie im folgenden Screenshot aus. In diesem Editor finden Sie Navigationsbereich, Symbolleiste, Arbeitsbereich, Zeichenwerkzeuge, Schreibwerkzeuge und viele weitere Funktionen. Beginnen wir mit dem Navigationsbereich, der EELib, Design, Parts, Shared, LCSC enthält.
EELib ist die EasyEDA-Bibliothek, die viele Komponenten bereitstellt.
Design ist ein Designmanager, mit dem jede Komponente im Netz einfach überprüft werden kann.
Teile enthalten schematische Symbole und Leiterplattenabdrücke.
Freigegeben, wenn jemand sein Projekt an Sie sendet, wird dies auf der freigegebenen Registerkarte angezeigt.
LCSC: Wenn Sie Komponenten kaufen möchten, um Ihr PCB-Projekt abzuschließen, sollten Sie eine andere Website LCSC.com ausprobieren
Zeichnungssymbolleiste: Blatteinstellung, Linie, Bild, Bezier, Bogen, Text, Freihandzeichnen, Pfeilspitze, Rechteck, Polygon, Ellipse, Kreis, Ziehen und Leinwandursprung.
Verkabelungssymbolleiste: Kabel, Bus, Buseintritt, Netzbezeichnung, Netzflag VCC, Netzflag + 5V, Netzanschluss, Netzflaggenmasse, Spannungssonde, Pin, Gruppen- / Gruppensymbol.
Altium:
Altium Designer ist ein kommerzielles Elektronik-Designpaket für Windows. Die Altium Designer-Benutzeroberfläche folgt modernen Designstandards, mit denen Ingenieure komplexe Aufgaben schnell und effizient ausführen können. Jedes Jahr ist ein umfangreiches Update der Software verfügbar, das neben regelmäßigen Bugfix-Releases das ganze Jahr über erweiterte Funktionen bietet.
Altium Designer enthält die Schaltplan- und Leiterplattenlayout-Tools, die Sie jemals in einer Anwendung benötigen werden. Diese Vereinheitlichung ermöglicht es einem Benutzer oder einem Benutzerteam, ein Projekt in einem Paket von der Idee bis zur Herstellung voranzutreiben. Altium verfügt über viele erweiterte Funktionen, die auf die Zusammenarbeit von Ingenieurteams abzielen, einschließlich einer umfassenden Integration mit gängigen mechanischen CAD-Werkzeugen auf dem Markt. Diese Integration ermöglicht es dem gesamten Produktentwicklungsteam, gemeinsam an dem Produkt zu arbeiten.
Die Software bietet volle 3D-Funktionen während des PCB-Designs und bietet eine verbesserte Sichtbarkeit des Designs und des Routings mit hochwertigen Screenshots der laufenden Board-Designs. Die 3D-Funktionen helfen auch bei der Überprüfung von Entwurfsregeln, um sicherzustellen, dass zwischen 3D-Modellen von Komponenten auf der Platine und zwischen 3D-modellierten Teilen und importierten Gehäusen korrekte Abstände bestehen, wodurch das Risiko von Überraschungen während der Herstellung verringert wird. Die hardwarebeschleunigte 3D-Engine ermöglicht auch die nahtlose Designintegration von Multi-Board-Projekten sowie von Boards mit Starrflex-Elementen.
Die schematische Erfassung in Altium ist so schnell und schmerzlos, dass die Software sehr viel Zeit spart, indem anspruchsvolle Designs fertiggestellt werden. Ingenieure können ganze Busse interaktiv auf einmal routen und so eine manuelle Steuerung mit intelligenter Führung durch die Software ermöglichen. Entwurfsregeln werden in Echtzeit angewendet, wenn Sie die Leiterbahnen auf einer Leiterplatte routen. Dadurch wird verhindert, dass Spuren kurzgeschlossen werden oder auf andere Weise Verstöße gegen Entwurfsregeln verursacht werden. Einer der interaktiven Routing-Modi in Altium Designer namens "Hug and Push" verschiebt Spuren auf intelligente Weise aus dem Wegwährend Sie versuchen, durch Lücken zu routen, während Sie gleichzeitig einen Mindestabstand zu anderen nahe gelegenen Spuren einhalten. Wenn Sie Hochgeschwindigkeitsdesigns wie USB 3.0 oder DDR routen, bietet Altium Designer volle Unterstützung für Differentialpaare und die interaktive Abstimmung der Netzlängen.
Wenn es um die Herstellung Ihres Boards geht, kann Altium Designer schnell ein Panel aus Boards für die Produktion erstellen. Das Draftsman-Tool ermöglicht die schnelle Erstellung von mechanischen Zeichnungen und Montagezeichnungen der Platine für Monteure. Altium Designer ist vollständig in Octopart integriert und ermöglicht die Erstellung einer Live-Stückliste, die Komponenten im Design mit realen Lieferantenteilen verknüpft. Diese Zuordnung ermöglicht es Ihnen, Teile schnell vom Lieferanten mit dem niedrigsten Preis zu beziehen - was Stunden in der Phase der Komponentenbeschaffung einspart und gleichzeitig sicherstellt, dass das Design keine veralteten oder schlecht bestückten Komponenten enthält.
Für Hobbyisten und sehr kleine Unternehmen bietet Altium außerdem kostengünstigere und kostenlose Software mit reduziertem Funktionsumfang, wobei hauptsächlich die Funktionen entfernt werden, die auf anspruchsvolle oder sehr komplizierte Designs abzielen. Diese sind:
- CircuitStudio, ein viel kostengünstigeres PCB-Designpaket mit vielen Altium Designer-Funktionen.
- CircuitMaker, eine kostenlose Version für Open Source-Projekte.
- Altium Upverter, ein kostenloses webbasiertes Tool für Hersteller / Bastler.
KiCAD
KiCAD ist eine beliebte Software für die Automatisierung des elektrischen Designs und erfordert keine Lizenz. Daher ist die Verwendung der PCB-Design-Software völlig kostenlos. Die Dokumentation dieser Software wird unter zwei Möglichkeiten verteilt. GNU General Pubic License und Creative Common Attributes. KiCAD ist frei verfügbare Software, aber für Neuentwicklungen akzeptieren sie Geld als Spende, wenn jemand spenden möchte, andernfalls ist es für alle Benutzer kostenlos. Das Setup dieser Software und Bibliotheken ist auf der Website leicht verfügbar. Sie können das KiCAD und seine Bibliotheken von seiner offiziellen Website herunterladen.
KiCAD wird von Jean-Pierre Charras entwickelt. Diese Software kann auch zum Erstellen einer Stückliste (Bill of Materials) und einer Gerber-Datei verwendet werden und bietet auch ein 3D-Layout der Leiterplatte. KiCAD verfügt auch über eine eigene Bibliothek, die die meisten elektrischen Komponenten enthält. Diese Software ist auch in 19 verschiedenen Sprachen verfügbar und kann unter Windows, Linux und MAC ausgeführt werden.
KiCAD ist in fünf Teile unterteilt.
KiCAD, der Projektmanager ist; Eeschema ist der Schaltplanerfassungseditor. pcbnew, das das Layout der Leiterplatte sowohl in 2D als auch in 3D zeigt; gerbfile wird verwendet, um eine Gerber-Datei zu generieren. bitmap2component kann Bilder in Footprint konvertieren.
Von diesen Teilen sind Eeschema und pcbnew die am häufigsten verwendeten Optionen. Eeschema bietet Funktionen wie die Erstellung benutzerdefinierter Symbole, die Überprüfung elektrischer Regeln und hierarchische Schaltpläne. In PcbNew bietet es eine sehr einfache Möglichkeit zum Routen der Komponenten und eine einfache Fehlerbehebung beim PCB-Design. Wenn Sie Durchkontaktierungen, Löcher, Leiterbahnen oder andere Komponenten der Leiterplatte ändern möchten, ist dies in KiCAD im Vergleich zu anderer Software einfach. Nachdem Sie Ihre Leiterplatte entworfen haben, können Sie Ihr Design in einer interaktiven 3D-Ansicht überprüfen. Eeschema und pcbnew unterstützen auch EAGLE-Dateien. Wenn Sie mit KiCAD noch nicht vertraut sind, werden Tutorials auch im PDF-Format in vielen Sprachen angeboten. Auf ihrer Website sind auch Video-Tutorials verfügbar.
Die Gesamtsoftware ist gut für Anfänger und der größte Vorteil ist, dass diese Software frei verfügbar ist. Man muss also keine Lizenz erwerben. Sie können das KiCAD hier herunterladen.
OrCAD
Der Name dieser Software stammt vom Namen der Firma Oregon. Oder CAD = Oregon + CAD. Diese Software ist nicht frei verfügbar, der Preis für die Lizenzversion beginnt bei 2300 USD. OrCAD wird von John Durbetaki, Ken und Keith Seymour entwickelt.
OrCAD ist in zwei Teile unterteilt. OrCAD Capture und PSpice. OrCAD Capture wird zum Entwerfen von Schaltkreisen verwendet. Dieser Teil wird als PCB-Suite bezeichnet. OrCAD bietet drei Arten von PCB-Suiten. OrCAD Standard, OrCAD Professional und Allegro PCB. Der OrCAD-Standard ist ein Konzept für die Produktionsdesignumgebung. Der Preis hierfür beginnt bei 1300 USD. OrCAD Professional verfügt über professionelle PCB-Designfunktionen. Diese Version ist im Vergleich zur Standardversion teuer und kostet rund 2300 USD. Allegro PCB wird für das PCB-Design auf Fachwissensebene verwendet.
OrCAD PSpice wird zur Simulation und Überprüfung der Schaltung verwendet. PSpice steht für Personal Simulation Program mit Schwerpunkt auf integrierten Schaltkreisen. Capture und PSpice sind ein komplettes Simulator- und PCB-Design-Tool. PSpice ist auch in zwei Versionen erhältlich. PSpice Designer und PCB Designer plus. PSpice Designer ist für die Simulation nach Industriestandard vorgesehen und enthält 33000 Teile in der Bibliothek. Diese Version ist ab 1980 USD erhältlich. PSpice Designer Plus analysiert Zuverlässigkeit, Kosten und Ertrag. Diese Version bietet alle Funktionen des PCB-Designers und andere einzigartige Funktionen wie Kostenanalyse, Ertragsanalyse, Entwurfsoptimierung, System-C / C ++ - Modellierung und Simulation, Zuverlässigkeitsanalyse und HW / SW-Co-Simulation.
OrCAD PSpice kann eine Schaltung simulieren, die für die Erfassung entworfen wurde, und es kann auch das Design von MATLAB / Simulink simulieren. Diese Funktion macht OrCAD einzigartig gegenüber allen anderen Programmen. Sie können die Testversion von OrCAD hier herunterladen.
Fazit:
Von all dieser Software liefert Eagle die besten Ergebnisse für das PCB-Design. Wenn Sie ein professioneller PCB-Designer sind und Ihre Anwendung sehr groß und komplex ist, entscheiden Sie sich für Altium Designer. Wenn Sie Anfänger sind und gerade erst mit dem Entwerfen von Leiterplatten beginnen, entscheiden Sie sich für EAGLE oder EasyEDA, da Sie im Internet sehr gute Ressourcen und Tutorials finden, die für Anfänger sehr hilfreich sind. Wenn Sie es in einem Unternehmen benötigen und keine Lizenz erwerben möchten, verwenden Sie KiCAD.