24 noiembrie 2014 la 20:21

Plasarea automată a elementelor și rutarea automată plăci de circuite imprimate

• DIY sau Do It Yourself

Salutare tuturor!

Am fost îndemnat să scriu un articol de la un program pe care l-am întâlnit în timp ce căutam modalități de automatizare a dezvoltării plăcilor de circuite imprimate (și nu am găsit nicio mențiune, cu atât mai puțin articole despre el pe Habré). Dar, pe primul loc.

Deci, designul a fost dezvoltat și asamblat panou, testat în acțiune. Urmează placa de circuit imprimat. Dacă credeți forumurile, mulți (inclusiv prietenii mei) folosesc Sprint-Layout. Dar aceasta este lucrată manual, același creion și hârtie, doar în formular electronic. De ce toate aceste nuclee de procesor și gigaocteți de memorie dacă mai trebuie să lucrați manual? Recunosc, asta m-a deranjat mereu.

Acum vă voi spune cum am obținut un rezultat satisfăcător în modul automat.

O poză frumoasă pentru a atrage atenția

Am folosit o combinație de Proteus plus TopoR Lite.

Voi spune imediat că mă raportez la aceste produse doar în calitate de utilizator și în niciun fel nu le fac reclamă. Mai mult, Proteus poate fi găsit pe Internet (în scop informativ, desigur), iar TopoR Lite este gratuit (cu unele restricții).

De ce aceste programe?

Inițial am folosit Proteus. Nu-mi amintesc cum a început, dar am fost destul de mulțumit de el: poți desena circuite, simula munca și așezați plăci. Primele două au ieșit bine, ultimul nu mi-a plăcut, căutam un ideal.
Încercam să desenez o diagramă în Eagle. Dar ori sunt la îndemână, ori am nevoie de obiceiuri speciale și dexteritate, în general, nu mi-a plăcut. La început nu mi-am putut da seama cum să adaug un element mult timp. Apoi s-a dovedit că trebuie să conectăm bibliotecile cu elementele necesare. Cum știu cum se numește biblioteca dacă nici măcar nu știu numele elementului (de exemplu, caut conectori exclusiv din imagini). În mod implicit, Eagle nu avea Attiny2313 și Atmega328 de care aveam nevoie. A trebuit să caut pe google/descărcare/copier biblioteca necesară. Ei bine, magistralele de alimentare din Proteus sunt conectate imediat (și chiar și acești pini sunt ascunși pe microcircuite, așa că nu distrage atenția), dar aici a trebuit să le deschidem clar. Rezultatul, după o jumătate de oră de bătut, a fost un microcircuit conectat la sursa de alimentare.

Am încercat să desenez în DipTrace. În principiu, desenul este convenabil. Cu toate acestea, nu există (sau nu am găsit) o ​​simulare a lucrării. Am nevoie de aceasta atât pentru depanarea circuitului, cât și pentru depanarea programelor MK. A devenit trist și s-a întors la ISIS.

De ce un trasor TopoR extern dacă ARES are unul încorporat? E trist. Acele lanțuri pe care nu le poate desface, pur și simplu le aruncă. Dacă acest lucru se întâmplă cu greu cu cablarea pe două fețe, cu o singură față și dimensiuni minime ale plăcii, rezultatul este teribil. Și din moment ce PCB-ul meu este cu o singură față și este mai dificil să fac plăci cu două fețe, am decis că vreau o parte plus jumperi.

Așadar, îmi propun să luăm în considerare instrumentele de automatizare folosind un exemplu standard de la Proteus 8 - Thermo.

Sistem:

Să mergem la ARES, să ștergem toată frumusețea pe care au făcut-o viclenii creatori ai lui Proteus și să facem clic pe Auto-placer. Acest lucru dezvăluie un alt dezavantaj al acestui instrument: poate plasa componente doar pe o parte a plăcii (am petrecut o jumătate de oră căutând o soluție până am citit în ajutor că acest lucru este imposibil). Aceste. dacă folosiți atât carcase SMD, cât și carcase obișnuite și doriți ca acestea să fie pe diferite părți ale plăcii, va trebui să mutați componentele dintr-o parte în alta folosind mânere, fiecare separat.

Iată ce se întâmplă:

Adică nu a trasat 43 de piste și va trebui să facă săritori.

Ei bine, hai să încercăm TopoR.

Din nou, faceți clic pe Auto-router, acolo Exportați fișierul de design și salvați. Accesați TopoR Import -> Specctra și deschideți fișierul. Acum trebuie să o configuram puțin. În Parametrii de proiectare (F4) ștergem cele 14 straturi suplimentare, iar în Lățimea conductorilor setăm de la 0,3 la 0,6 mm. Faceți clic pe butonul Auto-routing, în caseta de selectare Setări Realocați contacte echivalente funcțional ale componentelor (doar pentru orice eventualitate: mi s-a părut că această opțiune nu funcționează cu adevărat sau chiar nu funcționează deloc), Rutare cu un singur strat și faceți clic pe Run buton. Trasatorul salvează automat cele mai bune opțiuni, care poate fi apoi adăugat la proiect. Urmărirea se va încheia numai după ce faceți clic pe butonul Stop. Vă rugăm să rețineți că jumperii sunt plasați automat și chiar și plăcuțele de contact sunt plasate sub ele. Am așteptat până când numărul de tranziții a ajuns la 30 (adică 15 săritori):

15 săritori față de 43 în ARES - mult mai bine!

Petrecând 5 minute și mișcând ușor componentele/împingând limitele plăcii, puteți obține 10 tranziții (5 jumperi), ceea ce este deja acceptabil:

Dar în ceea ce mă privește, să muți ceva care a fost deja aruncat timp de 5 minute este mult mai distractiv decât să așez totul pe tablă de la zero.
Cercurile albe indică încălcări ale DRC (piesele/componentele sunt prea apropiate). Nu contează - mutăm manual aceleași componente și piese puțin și apăsăm F7 - ele vor fi reașezate cu atenție, erorile sunt eliminate (cu toate acestea, am văzut cum același F7 are erori: după următoarea apăsare, se pune unul dintre drumuri peste mai multe și apoi înjură despre eroare) .

Curbura specifică TopoR a pistelor emană o calitate caldă asemănătoare unei lămpi și ne amintește de vremurile când plăcile erau desenate cu un creion pe o bucată de hârtie într-o cutie și desenate pe PCB cu vopsea nitro/lac nitro și un pastă pentru ac/seringă/pen gel. Personal, asta mă atrage.

Când rezultatul este satisfăcător, puteți fie să exportați placa, fie să o imprimați direct din program (există chiar și o casetă de selectare Oglindire, aparent special pentru LUT).

Exemplu de tablă reală:

Puteți desena poligoane în TopoR, solid/line/mesh, dar am uitat de ele. Le-am desenat pe această tablă cu un marker de disc. Petele hașurate sunt doar săritori.

M-aș bucura dacă articolul ar ajuta pe cineva să automatizeze procesele plictisitoare. V-as fi recunoscator daca mi-ati putea spune mai multe instrumente convenabile pentru auto-plasare și auto-routing (în special auto-plasare).

Dacă aveți nevoie de un program de desenare PCB gratuit pentru proiectul dvs., această listă vă va ajuta să găsiți soluția de care aveți nevoie.

Zece programe de proiectare PCB sunt disponibile gratuit, care pot reduce semnificativ timpul de aranjare a plăcii și pot face procesul mai ușor.

ZenitPCB este un instrument excelent pentru crearea de plăci de circuite imprimate profesionale. Este un program CAD flexibil și ușor de utilizat, care vă va permite să vă realizați proiectele într-un timp scurt. Cu el puteți crea un proiect, începând atât cu designul circuitului, cât și cu aspectul plăcii în sine.

Acesta este un program gratuit și open source cod sursă Pentru Microsoft Windows. A fost conceput pentru a fi ușor de învățat și ușor de utilizat, menținând în același timp un nivel profesional de performanță. Unele dintre caracteristicile sale includ capacitatea de a crea plăci cu un număr de straturi de la 1 la 16, suport pentru dimensiuni de plăci de până la 60x60 inci, importul și exportul de netlist-uri PADS-PCB și multe altele.

Acest program este creat în primul rând pentru desenarea circuitelor electrice. Vine complet cu biblioteci de componente, făcându-l ușor de lucrat. Pe lângă faptul că vă puteți imprima designul, puteți utiliza TinyCAD pentru a vă publica diagramele prin copierea și inserarea în document Word sau salvarea ca bitmap PNG.

Osmond PCB este instrument flexibil pentru proiectarea plăcilor de circuite imprimate. Funcționează pe computere Macintosh. Caracteristicile sale diverse includ: dimensiuni practic nelimitate de placă, număr mare straturi, un număr mare de componente, suport atât pentru componentele prin orificiu traversant, cât și pentru montarea pe suprafață.

BSch3V este un program simplu pentru lucrul cu circuite electrice. Numele „BSch” este o abreviere pentru „Basic Schematic”. Are doar funcții de bază, ceea ce la rândul său simplifică munca.

Acesta este un program foarte ușor de învățat și utilizat. Dispunerea plăcii de circuit imprimat este ușoară chiar și pentru utilizatorii fără experiență.

Acesta este un software open source pentru creare circuite electroniceși plăci de circuite imprimate. Este util pentru oricine este implicat în întregul ciclu de dezvoltare a proiectelor.

Funcționează sub Linux și are instrumente pentru dezvoltarea de circuite, simulare și prototipare. În prezent, proiectul gEDA oferă un set serios de programe gratuite pentru proiectarea electronică.

Software-ul Fritzing este un proiect open-source interesant pentru dezvoltatori, cercetători și entuziaști de radio care preferă o abordare creativă a creării de plăci de circuite imprimate. Fritzing vă poate ajuta să aflați mai multe despre circuitele electronice, desenele documentelor și chiar să pregătiți un produs pentru producție.

DesignSpark PCB este poate cel mai accesibil astăzi softwareîn lumea dezvoltării electronice. Acest program este ușor de învățat și de utilizat. Este conceput pentru a scurta semnificativ procesul de dezvoltare a produsului. În centrul acestei abordări unice se află un motor software puternic care vă permite să lucrați cu circuite electrice, să proiectați plăci de circuite imprimate și să le urmăriți.

Un sistem de proiectare PCB gratuit, cu funcții complete, bazat pe cloud, care nu necesită instalare calculator local(Figura 1). În ciuda faptului că EasyEDA este un serviciu cloud și un nou proiect în curs de dezvoltare, se mândrește cu funcționalitate, fiabilitate, stabilitate și viteză, o interfață simplă și intuitivă, un set bogat de biblioteci de componente cu funcție de actualizare automată și capacitatea de a importa proiecte din alte sisteme de proiectare. Sistemul include un editor de circuite, un simulator de semnal mixt folosind modele și circuite SPICE, un editor de plăci de circuite imprimate multistrat cu un autorouter și un sistem pentru pregătirea plăcilor pentru producție. Și cel mai important, sistemul EasyEDA are limba rusă interfata utilizator.

În plus, sistemul EasyEDA, care are funcționalitatea instrumentelor profesionale de proiectare PCB, adaugă avantaje caracteristice serviciilor cloud: actualizare automată biblioteci de elemente (pentru editorul schematic, simulatorul SPICE și editorul PCB), capacitatea de a vă partaja design-urile și bibliotecile, acces la o colecție imensă de Open Source module, operaționale suport tehnicși comunicarea cu dezvoltatorii de sisteme.

Puteți lucra în EasyEDA din orice browser. Prezența unui manual, un ghid pentru simulatorul SPICE, un număr mare de exemple de proiecte profesionale și o interfață clară cu utilizatorul facilitează stăpânirea sistemului.

Principalele avantaje ale EasyEDA:

• un set multiplatform gratuit de instrumente cloud care nu necesită instalare, combinând instrumente puternice Editarea circuitelor electrice, modelarea circuitelor digitale-analogice și proiectarea plăcilor de circuite imprimate într-un browser web pentru ingineri electronici, profesori, studenți și radioamatori;
• toate beneficiile serviciu cloud: lucrează de la un browser la oricare sistem de operare Linux, Mac, Windows, Android;
• desenare rapidă a circuitelor electronice în browser folosind bibliotecile disponibile, actualizare automată eficientă;
• biblioteci de la SeedStudio, SparkFun, Adafruit, KiCad, DangerousPrototype;
• manager de bibliotecă de elemente, căutare rapidă elemente din bibliotecile de sistem și utilizatori;
• verificarea circuitelor analogice, digitale și mixte folosind modele și subcircuite SPICE;
• lucrați pe plăci multistrat cu mii de tampoane de contact;
• capacitatea de a importa proiecte din Eagle, Altium, Kicad și LTspice;
• posibilitate de personalizare accesul publiculuiși colaborarea pe proiecte;
• acces la module Open Source dezvoltate de mii de ingineri radio-electronici;
• posibilitatea de a vă partaja dezvoltările utilizând setări de acces publice sau private.

TinyCAD

Sistemul gratuit de proiectare a circuitelor electronice profesionale este poziționat ca o aplicație comună pentru desenarea și editarea circuitelor electronice ierarhice bidimensionale. diferite grade complexitate (Figura 3). O bibliotecă destul de extinsă de componente, suport pentru exportul și importul proiectelor, colaborare cu mediul de design FreePCB PCB și simulatorul LTspice fac TinyCAD destul de puternic sistem liber pentru design end-to-end care poate concura cu produsele comerciale.

ZenitPCB

CAD ușor și flexibil de utilizat, care este un software semi-profesional pentru desenarea circuitelor electrice și rutarea plăcilor de circuite imprimate (Figura 4). Aplicația constă din patru module independente: ZenitCapture (editor de circuite electrice), ZenitParts (editor de componente), ZenitPCB GerberView (vizualizator de fișiere Gerber) și ZenitPCB în sine (editor PCB). Secvența operațiilor în programul ZenitPCB este următoarea: plasarea componentelor în modulul ZenitCapture, specificarea conexiunilor între ele, crearea unui netlist, dezvoltarea conturului plăcii în modulul ZenitPCB, încărcarea netlistului în modulul ZenitPCB, operațiunile de rutare. Suporta importul/exportul de fișiere DXF, exportul de fișiere IDF (3D), imprimarea rezultatelor muncii în fiecare modul de aplicație. Cu toate acestea, principalul dezavantaj al ZenitPCB este lipsa acestora funcții utile, cum ar fi rutarea automată și plasarea automată a corpurilor componente.

PCB gratuit

Un program gratuit și open source conceput pentru editarea plăcilor de circuite imprimate (Figura 5). La crearea programului, scopul a fost să fie cât mai ușor de învățat și utilizat, dar capabil să ofere o dezvoltare profesională a calității. El însuși este proiectat numai pentru rutarea manuală a plăcilor, dar vă permite să utilizați autorouterul FreeRouting disponibil în rețea.

Iată câteva caracteristici ale programului:

• mediu de operare - Microsoft Windows;
• suport de la 1 la 16 straturi;
• dimensiune maximă placa de circuit imprimat 1524×1524 mm;
• Majoritatea funcțiilor acceptă atât unități de măsură în inch, cât și metrice (mils sau mm);
• biblioteci de pachete prin amabilitatea Design International, PCB Matrix și IPC;
• umplerea poligoanelor;
• editor și expert pentru crearea și modificarea amprentelor componentelor;
• import netlist din simulatorul LTspice;
• import/export netlist-uri către PADS-PCB;
• export de fișiere de topologie în format Gerber extins (RS274X) și fișiere de foraj în format Excellon;
• verificarea conformității cu standardele de proiectare;
• salvare automată.

KiCad

Un sistem gratuit multiplatformă cu o interfață rusă pentru crearea de circuite electrice și plăci de circuite imprimate. KiCad include un set de programe pentru automatizarea dezvoltării dispozitive electronice(Electronic Design Automation - EDA). Lucrul în sistem se realizează în întregime prin GUI. Tragi în zona de lucru elementele necesare, adăugați conexiuni între ele, faceți legende pentru ele. O caracteristică distinctivă este suportul pentru vizualizarea 3D a designului unei plăci de circuit imprimat (Figura 6).

KiCad este format din următoarele componente: Eeschema - editor de circuite electrice; Pcbnew - editor de plăci de circuite imprimate (include și un vizualizator pentru imagini tridimensionale ale plăcilor de circuite imprimate); Gerbview - vizualizator de șabloane foto; Cvpcb - selecția amprentelor pentru componentele utilizate în circuit; Kicad este manager de proiect.

(DSPCB) de la RS Components (RS) este poate cel mai accesibil software de proiectare electronică din lume (Figura 7). Este ușor de învățat și ușor de utilizat. Este special conceput pentru neprofesioniștii în sistemele CAD pentru a reduce timpul dintre ideea unui dispozitiv și începerea producției acestuia, grăbirea timpului de comercializare a produsului finit. vă permite să desenați circuite electrice, să dezvoltați un design de placă de circuit imprimat și rutarea acesteia și oferă, de asemenea, modele gata făcute componente electronice, prezentat de RS Components.

In plus, acest program efectuează plasarea automată a componentelor și rutarea automată a conexiunilor de proiectare imprimată. Rezultatele obtinute sunt corectate manual. Este important ca programul să nu aibă restricții practice privind dimensiunea plăcii, numărul de pini componente, numărul de straturi de placă și formatele de fișiere de ieșire. Prin urmare, poate fi folosit nu numai pentru desenarea circuitelor și PCB, ci și pentru crearea fișierelor pentru producție.

ÎN în ultima vreme Au apărut mai multe sisteme de proiectare PCB bazate pe cloud, dar unele dintre ele sunt limitate ca funcționalitate și nu sunt potrivite nici măcar radioamatorilor, ca să nu mai vorbim de profesioniști. Programele rămase sunt comparabile cu aplicațiile desktop, dar au devenit plătite. De exemplu, gratuit sistem online EasyEDA poate deveni un concurent demn al produsului de la Aspen Labs, versiunea completă care a devenit plătit.

Documentația directorului

Cel mai bun software de urmărire PCB

"Documentatie" - informatii tehnice prin aplicare componente electronice, caracteristici de construcție a diverselor inginerie radioŞi circuite electronice, precum și documentație privind caracteristicile de lucru cu software de inginerie și documente de reglementare (GOST).

Programele populare de astăzi pentru plăci de circuite imprimate vă permit nu numai să obțineți desenul terminat, creat conform schemei. Funcționalitatea lor include:

• cablare;
• urmărirea (atât manuală, cât și automată);
• depanare în proiect;
• conectarea componentelor circuitului la amprentele lor;
• Vizualizare 3D proiect finalizat, cu posibilitate de imprimare.

Cele mai utile programe disponibile sunt: ​​KiCAD și DipTrace.

Posedă versiune gratuită, destul de potrivit pentru rezolvarea majorității problemelor neindustriale. Modulul PCB Layout încorporat cu rutare automată este perfect atât pentru plăci mici, cât și pentru opțiuni mai mari, fără utilizarea grilelor convenționale. Funcționalitatea sa este semnificativă și începe cu îngustarea rutelor și se termină cu optimizarea independentă a dimensiunii plăcii. Verifică automat întregul proiect în toate etapele creării sale, ceea ce elimină posibilitatea unor erori semnificative și accelerează depanarea cu un ordin de mărime. Foarte instrument puternic, cu toată simplitatea ei. Trebuie remarcat faptul că a fost dezvoltat de specialiști interni, ceea ce înseamnă că toată documentația și informațiile oficiale sunt în întregime în limba rusă.

Biblioteca are peste 100.000 de articole gata făcute. Dar nu trebuie să vă limitați la ele, deoarece crearea unei noi componente cu proprietăți proprii va dura doar câteva minute.

KiCAD

Principalul avantaj al KiCAD este numărul mare de biblioteci de componente existente, datorită deschiderii codul programului. Există, de asemenea, o căutare excelentă a erorilor care le indică clar și oferă recomandări suplimentare, ceea ce este incredibil de convenabil atât pentru începători, cât și pentru profesioniștii cu o mulțime de proiecte complexe. Merită să acordați atenție meniului în limba rusă.

Lucrul în program începe cu crearea unui nou proiect, după crearea căruia începe activitatea în editorul de circuite Eeschema. Toate componentele pot fi utilizate standard, pot fi descărcate altele, pot fi editate pe cele existente sau pot crea altele noi.

Este mai convenabil să efectuați urmărirea automată folosind routerul gratuit FreeRouter. În acest caz, este mai indicat să rutați singur cele mai importante rute, iar apoi FreeRouter va face totul. Astfel, puteți obține cea mai mare productivitate a procesului.

Data publicarii: 27.11.2017

Opiniile cititorilor

• YAKIK / 14.08.2018 - 13:46
  CUM SE DESCHIDE

Aveți nevoie de un instrument sau un program de proiectare PCB gratuit pentru a vă pune în practică proiectul? Deci, în această listă vi se va prezenta 10 cele mai bune programe disponibile online și vă vor ajuta să vă proiectați placa circuit imprimat mai rapid si mai usor https://easyeda.com/ ru

Folosind EasyEDA puteți comanda o placă de circuit imprimat. Va fi posibil să lipiți toate componentele împreună acasă sau să le trimiteți la fabrică.

ZenitPCB

Un program minunat pentru crearea machetelor de plăci de circuite imprimate, care vizează implementarea munca profesională. Utilizarea programului CAD este foarte ușoară, ceea ce vă permite să vă aduceți proiectele la viață într-un timp scurt. Cu ZenitPCB este posibil să începeți să lucrați cu intrare schema electrica sau din cablarea în sine.

Acest program vă permite să desenați diagrame de circuit. Include o bibliotecă de simboluri pentru a începe să vă dezvoltați imediat. Pe lângă posibilitatea de a vă imprima schițele, vă puteți publica și diagramele prin copierea imaginii în Fișier Word sau salvați-le în format PNG.

OsmondPCB

Dispozitiv universal pentru dezvoltarea PCB-urilor. Funcționează pe sistemul Macintosh și include caracteristici precum: dimensiune nelimitată a plăcii, straturi multiple pentru lucrul cu placa, numerotarea pieselor, suport atât pentru montare prin orificiu traversant, cât și pentru montare pe suprafață etc.

Program pentru construirea de circuite în sistemul de operare Windows. Numele programului este o abreviere pentru „Basic Shematic” (nota autorului). Pentru a simplifica operarea, sunt încorporate doar funcțiile de bază.

ExpressPCB

Acest program este foarte ușor de învățat și de utilizat chiar și pentru începători.

Software de diagramă open source circuite electroniceși PP. Util pentru toți cei care lucrează cu dezvoltarea de software.

Funcționează pe Linux și are instrumente încorporate pentru proiectarea circuitelor, introducerea descrierii circuitului, simulare, prototipare și producție. Pe în acest moment gEDA oferă o suită sofisticată de software de proiectare a circuitelor libere, inclusiv introducerea descrierii, modificarea atributelor, generarea listei de materiale, netlist cu peste 20 de formate, simulare analogică și digitală și, desigur, capacitatea de proiectare PCB.

PCBWebDesigner

Aplicație CAD gratuită pentru proiectare și producție produse electronice. Creați circuite electrice cu mai multe straturi cu o caracteristică rapidă și ușor de utilizat. Crearea plăcilor multistrat cu suport de umplutură de cupru și verificarea designului pentru erori (). Director încorporat componente digitale cu o listă de materiale.

DesignSparkPCB

DesignSparkPCB este cel mai utilizat software de proiectare a circuitelor. Ușor de învățat și de utilizat, conceput pentru a reduce semnificativ timpul de creare de la concept la model finit. Aceste capabilități unice se bazează pe motor puternic programe.