Khi PCB chưa được phát hiện, các kỹ sư đã kết nối tất cả các thành phần trên mạch bằng dây bên ngoài tương tự như cách nó được thực hiện trên bảng mạch hiện nay. Nhưng khi các mạch trở nên lớn hơn và phức tạp hơn, rất khó để xây dựng các kết nối đáng tin cậy bằng cách sử dụng dây ngoại vi. Để giải quyết vấn đề này, PCB đã được giới thiệu vào năm 1936. Ngày nay có rất nhiều công cụ và phần mềm có sẵn trực tuyến và ngoại tuyến để thiết kế PCB có thể giúp bạn thiết kế và chế tạo PCB một cách dễ dàng. Chúng ta đã tìm hiểu về Khái niệm cơ bản về PCB trong bài viết trước, trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận và so sánh một số phần mềm thiết kế PCB phổ biến về giá cả, khả năng sử dụng và các tính năng khác của chúng. Ở đây chúng ta đang thảo luận về một số phần mềm EDA được sử dụng phổ biến nhất nhưEAGLE, Multisim, EasyEDA, thiết kế Altium, OrCAD và KiCAD. Những phần mềm này được sử dụng rộng rãi để thiết kế PCB và mô phỏng mạch điện tử.
Chim ưng:
Phần mềm CAD phổ biến và thông dụng nhất để thiết kế PCB là EAGLE. EAGLE là viết tắt của Easily Application Graphical Layout Editor. Phần mềm này được phát triển bởi CADSoft Computer vào năm 2016, ngày nay EAGLE được AUTODESK mua và bảo trì.
EAGLE có giao diện rất đơn giản, hiệu quả và dễ sử dụng và cung cấp một thư viện chứa một số lượng lớn các thành phần điện và điện tử. Đó là lý do chính để EAGLE trở thành phần mềm thiết kế PCB phổ biến nhất đối với các nhà giáo dục, những người yêu thích và chuyên nghiệp. EAGLE có thể được cài đặt trên các nền tảng Windows, Linux và MAC. Trên hết, phiên bản miễn phí của phần mềm này có sẵn để tải xuống trên trang web AUTODESK.
Eagle có hai biên tập viên; Trình chỉnh sửa sơ đồ và trình chỉnh sửa bố cục PCB. Trình chỉnh sửa sơ đồ được sử dụng để thêm tất cả các thành phần và kết nối theo yêu cầu của mạch. Tệp sơ đồ này có các tính năng độc đáo như khối thiết kế mô-đun, sơ đồ nhiều trang tính, kiểm tra quy tắc điện tử và đồng bộ hóa thiết kế thời gian thực. Sau đó, schematic được chuyển đổi trực tiếp thành trình soạn thảo bố cục PCB, trong đó chúng ta có thể thiết lập các thành phần theo mức độ phức tạp ít hơn. Trình chỉnh sửa bố cục PCB này cũng có một số tính năng tốt như công cụ căn chỉnh, tránh chướng ngại vật, công cụ định tuyến. Các tính năng này có sẵn trong phiên bản miễn phí.
Đối với mục đích sử dụng chuyên nghiệp, EAGLE cung cấp phiên bản trả phí có giá 1000 $ / năm. Trong phiên bản trả phí này, AUTODESK cung cấp hỗ trợ kỹ thuật bao gồm hỗ trợ cuộc gọi, thư và trò chuyện trực tuyến, đồng thời cung cấp quyền truy cập vào bản phát hành phần mềm mới nhất. Nhưng đối với mục đích giáo dục và tự sử dụng, phiên bản miễn phí của phần mềm này sẽ làm được nhiều điều hơn là tốt.
Khi bạn cài đặt phiên bản miễn phí của EAGLE và mở nó, trang đầu tiên là một bảng điều khiển như thể hiện trong hình bên dưới.
Như trong hình trên, tên thư mục và mô tả của thư mục hoặc tệp đó được đưa ra. Đầu tiên là Tài liệu chứa một số tài liệu hướng dẫn, tiếp theo là chúng tôi có Thư viện (.lbr), chứa một danh sách lớn các thành phần điện. Nếu bạn cần thêm các thành phần, chúng có thể được tải xuống nhanh chóng từ tìm kiếm nhanh trên Google và thêm vào thư mục thư viện. Tiếp theo là khối thiết kế (.dbl), nơi bạn có thể tìm thấy một số thiết kế sẵn có cho hầu hết các mạch phổ biến mà bạn có thể thêm trực tiếp vào dự án của mình. Các quy tắc thiết kế (.dru) chứa các quy tắc về theo dõi, khoan và đồng cuối cùng với các ghi chú và thông tin quan trọng. Tiếp theo là Chương trình Ngôn ngữ Người dùng(.ulp) được sử dụng để truy cập cấu trúc dữ liệu và tạo tệp đầu ra, người dùng cũng có thể tạo tệp ULP của riêng họ nếu được yêu cầu. Tiếp theo là Scripts (.scr), chứa các tệp văn bản với các lệnh Eagle và nó rất hữu ích để tự động hóa một tác vụ như vẽ mẫu, thay đổi độ rộng rãnh, v.v. Các công việc CAM (sản xuất có hỗ trợ máy tính) (.cam) chứa một số tiêu chuẩn Các tệp CAM và tệp cuối cùng là Dự án chứa danh sách dự án với tệp bố cục sơ đồ và PCB do người dùng tạo.
Bạn cũng có thể tạo một tệp Gerber với sự giúp đỡ của Eagle. Tệp Gerber là một ngôn ngữ chung để thiết kế PCB và đây là bước cuối cùng của thiết kế PCB.
Multisim:
Multisim nổi tiếng trong giới sinh viên và các nhà nghiên cứu vì nó chứa phần mềm thiết kế mạch mạnh mẽ với khả năng mô phỏng tốt có thể hữu ích cho các ứng dụng nghiên cứu và giảng dạy. Multisim có môi trường mô phỏng SPICE tiên tiến, mạnh mẽ và đạt tiêu chuẩn công nghiệp, phổ biến vì các tính năng độc đáo và thiết kế dễ sử dụng. Nếu bạn so sánh Multisim với Eagle, ưu điểm chính của Multisim là nó có một môi trường mô phỏng không có ở Eagle nhưng nếu chỉ so sánh với mục đích thiết kế PCB, thì Eagle có thể được coi là một nền tảng tốt hơn so với Multisim.
Multisim được phát triển bởi bàn làm việc điện tử và công nghệ hình ảnh tương tác. Trong những ngày đầu, phần mềm này chỉ được sử dụng để giảng dạy các chương trình điện tử trong trường cao đẳng, nó không được sử dụng nhiều cho các ứng dụng công nghiệp. Nhưng sau một thời gian khi National Instruments thêm một số tính năng mới, nó đã được các chuyên gia và nhà giáo dục chấp nhận rộng rãi. Multisim có sẵn trong hai biến thể; một được tạo ra cho sinh viên và các nhà giáo dục và thứ hai được làm cho các chuyên gia và mục đích công nghiệp.
Multisim nâng cao công nghệ mô phỏng mạnh mẽ với khả năng phân tích các mạch điện tử tương tự, kỹ thuật số và công suất cho các mục đích giáo dục, nghiên cứu và thiết kế. Phần mềm này có một số chức năng độc đáo như phân tích tham số, tích hợp với các mục tiêu nhúng mới và các mẫu thiết kế người dùng được đơn giản hóa. Với Chương trình Dịch vụ Tiêu chuẩn Multisim (SSP), khách hàng cũng có thể có quyền truy cập vào các mô-đun đào tạo trực tuyến theo nhịp độ riêng. Bạn có thể tải xuống phiên bản dùng thử Multisim từ đây để bắt đầu.
EasyEDA:
EasyEDA là một công cụ tự động hóa thiết kế điện tử (EDA) dựa trên web. Nó là một công cụ dựa trên web, vì vậy không có yêu cầu tải xuống hoặc cài đặt bất kỳ phần mềm nào. Để sử dụng EasyEDA, bạn phải mở easyeda.com từ bất kỳ trình duyệt web nào có hỗ trợ HTML5. Không quan trọng bạn đang sử dụng hệ điều hành nào, vì nó có thể hỗ trợ windows, Linux và MAC. Tất cả những gì bạn cần là một trình duyệt web như Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer hoặc Opera nhưng bạn nên sử dụng trình duyệt này trong chrome hoặc firefox để có hiệu suất tốt hơn. Là một công cụ mã nguồn mở trực tuyến, là lợi thế lớn nhất của EasyEDA.
EasyEDA đơn giản, thân thiện với người dùng và là một nền tảng rất tốt nếu bạn không có nhiều kiến thức về thiết kế PCB.Nó có thể sử dụng ở mọi nơi, mọi lúc và từ mọi thiết bị, tất cả những gì bạn muốn là đăng nhập vào tài khoản của mình và bắt đầu thiết kế. Một ưu điểm của trang web này là nó có số lượng lớn các dự án mã nguồn mở, có thể dễ dàng tìm thấy trên internet và cũng có các bài hướng dẫn rất tốt trên trang web chính thức của EasyEDA. Chúng tôi cũng đã phát triển nhiều Dự án PCB sử dụng EasyEDA tại CircuitDigest. Nó có hơn 500000 thư viện với các biểu tượng và dấu chân của các thành phần và bạn sẽ luôn cần, cũng có một tính năng để tạo biểu tượng và dấu chân thành phần của riêng bạn nếu cần. Một ưu điểm nữa là, nó có thể hỗ trợ các thư viện và giản đồ phần mềm khác bao gồm Altium, EAGLE, LTspice và DXF.
Khi bạn mở https://easyeda.com/editor liên kết này, nó sẽ giống như ảnh chụp màn hình bên dưới. Trong trình chỉnh sửa này, bạn có thể tìm thấy bảng điều hướng, thanh công cụ, không gian làm việc, công cụ vẽ, công cụ viết và nhiều chức năng khác. Hãy bắt đầu với bảng điều hướng chứa EELib, thiết kế, Bộ phận, Chia sẻ, LCSC.
EELib là thư viện EasyEDA cung cấp rất nhiều thành phần.
Design là một trình quản lý thiết kế được sử dụng để kiểm tra từng thành phần trên mạng một cách dễ dàng.
Các bộ phận chứa các ký hiệu giản đồ và dấu chân PCB.
Được chia sẻ nếu ai đó gửi dự án của họ cho bạn hơn dự án này sẽ xuất hiện trong tab được chia sẻ.
LCSC: Nếu bạn muốn mua các thành phần để hoàn thành dự án PCB của mình, bạn nên thử một trang web khác LCSC.com
Thanh công cụ vẽ: Thiết lập trang tính, đường thẳng, hình ảnh, Bezier, vòng cung, văn bản, vẽ tự do, đầu mũi tên, hình chữ nhật, đa giác, hình elip, hình tròn, kéo và gốc canvas.
Thanh công cụ đấu dây : dây, bus, bus entry, netlabel, net flag VCC, net flag + 5V, net port, net flag ground, que thăm điện áp, pin, biểu tượng group / ungroup.
Altium:
Altium Designer là một gói thiết kế điện tử thương mại dành cho Windows. Giao diện người dùng Altium Designer tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện đại cho phép các kỹ sư thực hiện các tác vụ phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả. Và một bản cập nhật lớn của phần mềm có sẵn hàng năm, mang lại khả năng mở rộng, ngoài các bản sửa lỗi thường xuyên trong năm.
Altium Designer chứa các công cụ Sơ đồ và Bố cục PCB mà bạn sẽ cần trong một ứng dụng. Sự hợp nhất này cho phép một người dùng hoặc một nhóm người dùng tiến triển một dự án từ ý tưởng đến sản xuất trong một gói. Altium có nhiều tính năng nâng cao nhắm mục tiêu đến công việc hợp tác của các nhóm kỹ sư, bao gồm một số tích hợp rộng rãi với các công cụ CAD cơ khí phổ biến trên thị trường. Sự tích hợp này cho phép toàn bộ nhóm phát triển sản phẩm cùng làm việc trên sản phẩm.
Phần mềm có tính năng 3D đầy đủ trong quá trình thiết kế PCB và cung cấp khả năng hiển thị nâng cao của thiết kế và định tuyến với ảnh chụp màn hình chất lượng cao của các thiết kế bảng đang được tiến hành. Khả năng 3D cũng giúp kiểm tra các quy tắc thiết kế để đảm bảo khoảng cách chính xác giữa các mô hình 3D của các thành phần trên bo mạch và giữa các bộ phận được mô hình hóa 3D và vỏ máy nhập khẩu, giúp giảm nguy cơ bất ngờ trong quá trình sản xuất. Công cụ 3D tăng tốc phần cứng cũng cho phép tích hợp thiết kế liền mạch của các dự án nhiều bo mạch, cũng như các bo mạch tích hợp các yếu tố linh hoạt cứng.
Việc nắm bắt giản đồ trong Altium rất nhanh chóng và không gây khó khăn, giúp phần mềm tiết kiệm thời gian cao bằng cách đưa các thiết kế tinh vi vào hoàn thiện. Các kỹ sư có thể tương tác định tuyến toàn bộ bus cùng một lúc, cho phép điều khiển thủ công với hướng dẫn thông minh từ phần mềm. Các quy tắc thiết kế được áp dụng trong thời gian thực khi bạn định tuyến các dấu vết trên PCB, điều này ngăn chặn các đường mòn ngắn mạch hoặc tạo ra các vi phạm quy tắc thiết kế. Một trong những chế độ định tuyến tương tác trong Altium Designer được gọi là 'Hug and Push' sẽ di chuyển dấu vết một cách thông minh theo cách của bạnkhi bạn cố gắng định tuyến qua các khoảng trống, đồng thời duy trì khoảng trống tối thiểu đối với các dấu vết lân cận khác. Khi bạn định tuyến các thiết kế tốc độ cao, chẳng hạn như USB3.0 hoặc DDR, Altium Designer có hỗ trợ đầy đủ cho các cặp vi sai và điều chỉnh độ dài thực tương tác.
Khi nói đến việc sản xuất bảng của bạn, Altium Designer có khả năng xây dựng bảng bảng để sản xuất nhanh chóng. Công cụ Draftsman cho phép sản xuất nhanh các bản vẽ cơ khí và lắp ráp của bảng cho các nhà lắp ráp. Altium Designer tích hợp hoàn toàn với Octopart, giúp bạn có thể tạo hóa đơn vật liệu trực tiếp liên kết các thành phần trong thiết kế với các bộ phận của nhà cung cấp trong thế giới thực. Sự liên kết này sẽ cho phép bạn nhanh chóng tìm kiếm các bộ phận từ nhà cung cấp có giá thấp nhất - mất hàng giờ đồng hồ từ giai đoạn mua sắm linh kiện, đồng thời đảm bảo không có linh kiện lỗi thời hoặc tồn kho kém trong thiết kế.
Đối với những người có sở thích và các doanh nghiệp rất nhỏ, Altium cũng cung cấp phần mềm miễn phí và chi phí thấp hơn với bộ tính năng được giảm bớt, chủ yếu là loại bỏ các tính năng nhắm mục tiêu đến các thiết kế phức tạp hoặc phức tạp. Đó là:
- CircuitStudio, một gói thiết kế PCB chi phí thấp hơn nhiều có nhiều tính năng của Altium Designer.
- CircuitMaker, một phiên bản miễn phí cho các dự án mã nguồn mở.
- Altium Upverter, một công cụ dựa trên web miễn phí nhắm mục tiêu đến các nhà sản xuất / người có sở thích.
KiCAD
KiCAD là một phần mềm phổ biến cho tự động hóa thiết kế điện và nó không yêu cầu bất kỳ giấy phép nào, do đó nó hoàn toàn miễn phí để sử dụng Phần mềm Thiết kế PCB. Tài liệu của phần mềm này được phân phối theo hai lựa chọn; GNU General Pubic License và Creative Common Attributes. KiCAD là phần mềm miễn phí có sẵn, nhưng để phát triển mới, họ chấp nhận đóng góp tiền nếu ai đó muốn quyên góp, nếu không thì miễn phí cho tất cả người dùng. Việc thiết lập phần mềm và thư viện này có sẵn dễ dàng từ trang web của nó. Bạn có thể tải xuống KiCAD và các thư viện của nó từ trang web chính thức của nó.
KiCAD được phát triển bởi jean-Pierre charras. Phần mềm này cũng có thể được sử dụng để tạo tệp BoM (Bill of Materials), Gerber và nó cũng cung cấp bố cục 3D của PCB. KiCAD cũng có thư viện riêng, chứa hầu hết các thành phần điện. Phần mềm này cũng có sẵn 19 ngôn ngữ khác nhau và nó có thể chạy trong Windows, Linux và MAC.
KiCAD được chia thành năm phần;
KiCAD là người quản lý dự án; Eeschema là trình biên tập chụp giản đồ; pcbnew cho thấy bố cục của PCB ở cả 2D và 3D; gerbfile được sử dụng để tạo tệp Gerber; bitmap2component có thể chuyển đổi hình ảnh thành dấu chân.
Trong số những phần này, Eeschema và pcbnew là những lựa chọn được sử dụng nhiều nhất. Eeschema có các tính năng như tạo biểu tượng tùy chỉnh, kiểm tra quy tắc điện và các trang sơ đồ phân cấp. Trong PcbNew, nó cung cấp một cách rất dễ dàng để định tuyến các thành phần và giúp dễ dàng khắc phục sự cố Thiết kế PCB. nếu bạn muốn thay đổi bất kỳ vias, lỗ hổng, dấu vết hoặc bất kỳ thành phần nào khác của PCB, điều đó thật dễ dàng trong KiCAD so với các phần mềm khác. Sau khi bạn đã thiết kế PCB của mình, bạn có thể kiểm tra thiết kế của mình trong chế độ xem 3D tương tác. Eeschema và pcbnew cũng hỗ trợ các tệp EAGLE. Nếu bạn chưa quen với KiCAD, các hướng dẫn cũng được cung cấp ở định dạng PDF bằng nhiều ngôn ngữ và các video hướng dẫn cũng có sẵn trên trang web của họ.
Nhìn chung phần mềm tốt cho người mới bắt đầu và ưu điểm lớn nhất là phần mềm này được cung cấp miễn phí. Vì vậy, người ta không yêu cầu phải mua bất kỳ giấy phép nào. Bạn có thể tải xuống KiCAD từ đây.
OrCAD
Tên của phần mềm này bắt nguồn từ tên của công ty Oregon. Hoặc CAD = Oregon + CAD. Phần mềm này không có sẵn miễn phí, giá của phiên bản bản quyền của nó là 2300 USD. OrCAD được phát triển bởi John Durbetaki, Ken và Keith Seymour.
OrCAD được chia thành hai phần; OrCAD Capture và PSpice. OrCAD Capture được sử dụng để thiết kế mạch và phần này được gọi là bộ PCB. OrCAD cung cấp ba loại bộ PCB; OrCAD Standard, OrCAD Professional và Allegro PCB. Tiêu chuẩn OrCAD là một khái niệm cho môi trường thiết kế sản xuất và giá của tiêu chuẩn này bắt đầu từ 1300 USD. OrCAD Professional có khả năng thiết kế PCB chuyên nghiệp. Phiên bản này đắt hơn so với phiên bản tiêu chuẩn và có giá khoảng 2300 USD. Allegro PCB được sử dụng cho thiết kế PCB cấp chuyên môn.
OrCAD PSpice được sử dụng để mô phỏng và xác minh cho mạch. PSpice là viết tắt của Chương trình Mô phỏng Cá nhân với Nhấn mạnh Mạch Tích hợp. Capture và PSpice tạo nên công cụ thiết kế PCB và giả lập hoàn chỉnh. PSpice cũng có sẵn trong hai phiên bản; PSpice Designer và PCB Designer plus. PSpice Designer dành cho mô phỏng theo tiêu chuẩn công nghiệp và chứa 33000 phần trong thư viện. Phiên bản này có giá khởi điểm từ 1980 USD. Điểm cộng của PSpice designer là phân tích độ tin cậy, chi phí và lợi nhuận. Phiên bản này có tất cả các tính năng của trình thiết kế PCB và các tính năng độc đáo khác như phân tích chi phí, phân tích năng suất, tối ưu hóa thiết kế, mô hình hóa và mô phỏng hệ thống C / C ++, phân tích độ tin cậy và đồng mô phỏng HW / SW.
OrCAD PSpice có thể mô phỏng một mạch được thiết kế trong chụp và nó cũng có thể mô phỏng thiết kế từ MATLAB / Simulink. Tính năng này làm cho OrCAD trở nên độc đáo so với tất cả các phần mềm khác. Bạn có thể tải xuống phiên bản dùng thử của OrCAD từ đây.
Phần kết luận:
Trong số tất cả các phần mềm này, Eagle cung cấp kết quả tốt nhất cho việc thiết kế PCB. Nếu bạn là một nhà thiết kế PCB chuyên nghiệp và ứng dụng của bạn rất lớn và phức tạp thì hãy tìm đến Altium designer. Nếu bạn là người mới bắt đầu và mới bắt đầu thiết kế PCB thì hãy chọn EAGLE hoặc EasyEDA, bởi vì bạn sẽ tìm thấy các tài nguyên và hướng dẫn rất tốt từ internet, rất hữu ích nếu bạn là người mới bắt đầu. Nếu bạn cần nó trong một Công ty và không muốn mua bất kỳ giấy phép nào thì hãy sử dụng KiCAD.