Когда печатные платы еще не были известны, инженеры соединяли все компоненты схемы с помощью внешних проводов аналогично тому, как это делается сегодня на макетных платах. Но по мере того, как схемы становились больше и сложнее, стало все труднее создавать надежные соединения с использованием внешних проводов. Чтобы решить эту проблему, в 1936 году были представлены первые печатные платы. Сегодня существует множество инструментов и программного обеспечения, доступных онлайн и оффлайн для проектирования печатных плат, которые могут помочь  вам с легкостью проектировать и изготавливать печатные платы. На нашем сайте мы уже публиковали статью о печатных платах, их разновидностях и устройстве, в этой же статье мы обсудим и сравним ряд популярных программ для проектирования печатных плат по их цене, удобству использования и другим функциям. Мы рассмотрим такие программы как EAGLE, Multisim, EasyEDA, Altium design, OrCAD и KiCAD. Это программное обеспечение широко используется для проектирования печатных плат и моделирования электронных схем.

Eagle

Наиболее популярным и распространенным программным обеспечением для проектирования печатных плат является EAGLE. Слово EAGLE в данном случае означает Easily Applicable Graphical Layout Editor («Легко применимый графический редактор макетов»). Это программное обеспечение было разработано компанией CADSoft Computer в 2016 году, сегодня EAGLE закупается и поддерживается компанией AUTODESK.

EAGLE имеет очень простой, эффективный и удобный интерфейс и предоставляет библиотеку, содержащую большое количество электрических и электронных компонентов. Это основная причина того, что EAGLE является самым популярным программным обеспечением для проектирования печатных плат среди педагогов, любителей и профессионалов. EAGLE можно установить на платформах Windows, Linux и MAC. Помимо всего этого, бесплатная версия этого программного обеспечения доступна для загрузки на веб-сайте AUTODESK.

У программы Eagle два редактора: редактор схем и редактор разводки печатных плат. Редактор схем используется для добавления всех компонентов и подключения в соответствии с требованиями схемы. Этот редактор имеет уникальные функции, такие как модульный блок проектирования, многолистовая схема, электронная проверка правил и синхронизация проекта в реальном времени. После этого схема напрямую преобразуется в редактор разводки печатных плат, в котором мы можем устанавливать компоненты меньшей сложности. Редактор разводки печатных плат также имеет несколько хороших функций, таких как инструменты выравнивания, обход препятствий, механизм маршрутизации. Эти функции доступны в бесплатной версии.

Для профессионального использования EAGLE предоставляет платную версию, доступную по цене 1000 долларов в год . В этой платной версии компания AUTODESK предоставляет техническую поддержку, которая включает поддержку по телефону, почте и в онлайн-чате, а также предоставляет доступ к последней версии программного обеспечения. Но для образовательных целей и самостоятельного использования вполне подойдет и бесплатная версия этого программного обеспечения.

Когда вы установите бесплатную версию EAGLE и откроете ее, то ее первая страница представляет собой панель управления, как показано на следующем рисунке.

Как показано на рисунке, указаны имя папки и описание этой папки или файла. Сначала идет документация, содержащая несколько обучающих документов, а затем библиотеки (.lbr), содержащие большой список электрических компонентов. Если вам когда-нибудь понадобятся дополнительные компоненты, их можно быстро загрузить с помощью быстрого поиска в Google и добавить в папку библиотеки. Далее идет  блок проектирования (.dbl), в котором вы можете найти встроенные конструкции для наиболее распространенных схем, которые вы можете напрямую добавить в свой проект. Правила проектирования (.dru) содержат правила для дорожек, сверления и окончательной обработки меди с важными примечаниями и информацией. Далее идут программы на языке пользователя (.ulp), которые используются для доступа к структуре данных и создания выходного файла. При необходимости пользователь также может создать свой собственный файл ULP. Далее идут сценарии (.scr), которые содержат текстовые файлы с командами eagle и очень полезны для автоматизации таких задач, как рисование шаблона, изменение ширины дорожки и т. д. Задания CAM (автоматизированное производство) (.cam) содержат некоторые стандартные CAM-файлы, а последний пункт («Проекты») содержит список проектов с файлами схемы и макета печатной платы, созданными пользователем.

Вы также можете создать файл Gerber с помощью Eagle. Файл Gerber — это универсальный язык для проектирования печатных плат, и это последний этап проектирования печатных плат.

Более подробно про работу с Eagle вы можете прочитать в этой статье на нашем сайте.

Multisim

Multisim хорошо известен среди студентов и исследователей, поскольку содержит мощное программное обеспечение для проектирования схем с продвинутыми возможностями моделирования, которое может быть полезно для исследовательских и учебных приложений. Multisim имеет передовую, мощную и стандартную для отрасли среду моделирования SPICE, популярную благодаря своим уникальным функциям и простому в использовании дизайну. Если вы сравните Multisim с Eagle, то основным преимуществом Multisim является то, что он имеет среду моделирования, которая недоступна в Eagle, но если вас интересует только проектирование печатных плат и ничего более, то Eagle можно рассматривать как лучшую платформу по сравнению с Multisim.

Multisim был разработан с помощью средств разработки электроники и технологии интерактивных изображений. Вначале это программное обеспечение использовалось только для преподавания программ по электронике в колледжах и мало использовалось для промышленных приложений. Но через некоторое время, когда National Instruments добавила некоторые новые функции, она стала широко принята профессионалами и преподавателями. Multisim доступен в двух вариантах; один предназначен для студентов и преподавателей, а второй — для профессионалов и промышленных целей.

Multisim расширяет мощную технологию моделирования, позволяя анализировать аналоговые, цифровые схемы и схемы силовой электроники для образовательных, исследовательских и проектных целей. Это программное обеспечение имеет некоторые уникальные функции, такие как анализ параметров, интеграция с новыми встроенными целями и упрощенные шаблоны пользовательского дизайна. Благодаря стандартной программе обслуживания Multisim (SSP) клиенты также могут получить доступ к модулям онлайн-обучения для самостоятельного обучения. Чтобы начать работу, вы можете скачать пробную версию Multisim здесь .

EasyEDA

EasyEDA — это веб-инструмент для автоматизации проектирования электроники. Это веб-инструмент, поэтому загружать или устанавливать какое-либо программное обеспечение не требуется. Чтобы использовать EasyEDA, вам необходимо открыть сайт easyeda.com в любом веб-браузере с поддержкой HTML5. Не имеет значения, какую ОС вы используете, поскольку она может поддерживать Windows, Linux и MAC. Все, что вам нужно, это веб-браузер, такой как Chrome, Firefox, Safari, Internet Explorer или Opera, но для повышения производительности рекомендуется использовать его в Chrome или Firefox. Самым большим преимуществом EasyEDA является то, что он является онлайн-инструментом с открытым исходным кодом.

EasyEDA проста, удобна для пользователя и является очень хорошей платформой, если у вас недостаточно знаний о проектировании печатных плат. Его можно использовать где угодно, в любое время и с любого устройства. Все, что вам нужно, это войти в свою учетную запись и начать проектировать. Одним из преимуществ этого сайта является то, что он содержит большое количество проектов с открытым исходным кодом, которые легко доступны в Интернете, а также очень хорошие учебные пособия доступны на официальном сайте EasyEDA. Он имеет более 500000 библиотек с символами и посадочными местами компонентов, которые вам когда-либо понадобятся, также есть функция создания собственного символа компонента и посадочного места, если это необходимо. Еще одним преимуществом является то, что он может поддерживать другие программные библиотеки и схемы, включая Altium, EAGLE, LTspice и DXF.

Когда вы откроете ссылку https://easyeda.com/editor, она будет выглядеть так, как показано на снимке экрана ниже. В этом редакторе вы можете найти панель навигации, панель инструментов, рабочую область, инструменты рисования, инструменты письма и многие другие функции. Начнем с панели навигации, которая содержит EELib, design, Parts, Shared, LCSC.

EELib — это библиотеки EasyEDA, которые предоставляют множество компонентов.

Design  — это менеджер дизайна, который используется для простой проверки каждого компонента в сети.

Parts содержат схематические обозначения и места расположения печатных плат.

Shared (общий доступ), если кто-то отправит вам свой проект, он будет отображаться на вкладке общего доступа.

LCSC: Если вы хотите купить компоненты для завершения проекта печатной платы, попробуйте другой сайт LCSC.com.

Drawing toolbar (панель инструментов рисования): настройки листа, линия, изображение, Безье, дуга, текст, рисование от руки, стрелка, прямоугольник, многоугольник, эллипс, круговая диаграмма, перетаскивание и начало координат холста.

Панель инструментов подключения (панель инструментов подключения): провод, шина, вход на шину, сетевая метка, сетевой флаг VCC, сетевой флаг +5 В, сетевой порт, заземление сетевого флага, датчик напряжения, контакт, символ группировки/разгруппировки.

Также на нашем сайте мы рассматривали работу с EasyEDA в следующих статьях:

• основы работы с EasyEDA;
• руководство по рисованию, моделированию работы схем и разводки печатных плат в EasyEDA.

Altium

Altium Designer — это пакет для проектирования коммерческой электроники для Windows. Пользовательский интерфейс Altium Designer соответствует современным стандартам проектирования, которые позволяют инженерам быстро и эффективно выполнять сложные задачи. Ежегодно доступно крупное обновление программного обеспечения, которое обеспечивает расширенные возможности в дополнение к регулярным выпускам исправлений ошибок в течение года.

Altium Designer содержит в одном приложении инструменты для создания схем и компоновки плат, которые могут вам понадобиться. Эта унификация позволяет пользователю или группе пользователей продвигать проект от идеи до производства в одном пакете. Altium имеет множество расширенных функций, предназначенных для совместной работы групп инженеров, а также включает в себя широкую интеграцию с популярными на рынке инструментами САПР для механического оборудования. Такая интеграция позволяет всей команде разработчиков продукта работать над продуктом вместе.

Это программное обеспечение обладает всеми 3D-возможностями при проектировании печатных плат и обеспечивает улучшенную визуализацию проекта и трассировки с помощью высококачественных снимков экрана текущего проекта платы. Возможности 3D также помогают при проверке правил проектирования, чтобы обеспечить правильные зазоры между 3D-моделями компонентов на плате, а также между 3D-моделированными деталями и импортированными корпусами, которые снижают риски непредвиденных ситуаций во время производства. Аппаратно-ускоренный 3D-движок также обеспечивает плавную интеграцию проектов с несколькими платами, а также плат, включающих жестко-гибкие элементы.

Создание схем в Altium происходит настолько быстро и безболезненно, что позволяет программному обеспечению значительно экономить время за счет завершения сложных проектов. Инженеры могут в интерактивном режиме маршрутизировать целые шины одновременно, обеспечивая ручное управление под интеллектуальными указаниями программного обеспечения. Правила проектирования применяются в режиме реального времени при трассировке дорожек на печатной плате, что предотвращает короткое замыкание дорожек или иные нарушения правил проектирования. Один из интерактивных режимов трассировки в Altium Designer, называемый «Hug and Push», интеллектуально убирает трассы с вашего пути , когда вы пытаетесь проложить трассу через пробелы, сохраняя при этом минимальное расстояние до других близлежащих трасс. При трассировке высокоскоростных проектов, таких как USB3.0 или DDR, Altium Designer имеет полную поддержку дифференциальных пар и интерактивную настройку длин цепей.

Когда дело доходит до изготовления вашей платы, Altium Designer может быстро изготовить панель плат для производства. Инструмент Draftsman позволяет быстро создавать механические и сборочные чертежи платы для сборщиков. Altium Designer полностью интегрируется с Octopart, что позволяет создавать оперативную спецификацию, которая связывает компоненты проекта с деталями реальных поставщиков. Эта ассоциация позволит вам быстро получать детали от поставщика с наименьшей ценой, сокращая время на этапе закупки компонентов, а также гарантируя отсутствие устаревших или плохо имеющихся в наличии компонентов в конструкции.

Для любителей и очень малого бизнеса Altium также предлагает более дешевое и бесплатное программное обеспечение с ограниченным набором функций, в основном удаляющее функции, предназначенные для сложных или очень сложных проектов. Это:

• CircuitStudio — гораздо более дешевый пакет для проектирования печатных плат, включающий многие функции Altium Designer.
• CircuitMaker — бесплатная версия для проектов с открытым исходным кодом.
• Altium Upverter — бесплатный веб-инструмент, ориентированный на создателей/любителей.

KiCAD

KiCAD — это популярное программное обеспечение для автоматизации электрического проектирования, которое не требует какой-либо лицензии, поэтому его можно использовать совершенно бесплатно. Документация этого программного обеспечения распространяется в двух вариантах: генеральная общедоступная лицензия GNU и общие атрибуты Creative. KiCAD — это бесплатное программное обеспечение, но за новые разработки они принимают деньги в качестве пожертвования, если кто-то хочет пожертвовать, в противном случае оно бесплатно для всех пользователей. Настройка этого программного обеспечения и библиотек легко доступны на его веб-сайте. Вы можете скачать KiCAD и его библиотеки с официального сайта (http://kicad-pcb.org/download/).

KiCAD разработан Жан-Пьером Шаррасом. Это программное обеспечение также можно использовать для создания спецификации (спецификации), файла Gerber, а также  обеспечивает трехмерную компоновку печатной платы . KiCAD также имеет собственную библиотеку, содержащую большую часть электрических компонентов. Это программное обеспечение также доступно на 19 различных языках и может работать в Windows, Linux и MAC.

KiCAD разделен на пять частей: KiCAD — менеджер проекта; Eeschema  — редактор схем; pcbnew, который показывает компоновку печатной платы как в 2D, так и в 3D; gerbfile используется для создания файла Gerber; bitmap2comComponent может преобразовывать изображения в отпечатки.

Из этих частей наиболее часто используются Eeschema и pcbnew. Eeschema имеет такие функции, как создание пользовательских символов, проверка электрических правил и иерархические листы схем. В PcbNew он обеспечивает очень простой способ маршрутизации компонентов и упрощает устранение неполадок при проектировании печатной платы. Если вы хотите изменить какие-либо переходные отверстия, отверстия, дорожки или любые другие компоненты печатной платы, в KiCAD это легко сделать по сравнению с другим программным обеспечением. После того, как вы спроектировали печатную плату, вы можете проверить ее в интерактивном 3D-виде. Eeschema и pcbnew также поддерживают файлы EAGLE. Если вы новичок в KiCAD, учебные пособия также предоставляются в формате PDF на многих языках, а также видеоуроки также доступны на их веб-сайте.

В целом, данное программное обеспечение хорошо подходит для начинающих, и самым большим его преимуществом является то, что оно доступно бесплатно. Таким образом, для его использования не требуется покупать какую-либо лицензию.

OrCAD

Название этого программного обеспечения произошло от названия компании Oregon. Или CAD = Орегон + CAD . Это программное обеспечение не находится в свободном доступе, цена его лицензионной версии начинается от 2300 долларов США. OrCAD разработан Джоном Дурбетаки, Кеном и Китом Сеймурами.

OrCAD разделен на две части; OrCAD Capture и PSpice . OrCAD Capture используется для проектирования схем, и эта часть известна как пакет печатных плат. OrCAD предоставляет три типа комплектов печатных плат: платы OrCAD Standard, OrCAD Professional и Allegro. Стандарт OrCAD — это концепция среды производственного проектирования, цена которой начинается от 1300 долларов США. OrCAD Professional обладает возможностями проектирования печатных плат профессионального уровня. Эта версия дороже стандартной версии и стоит около 2300 долларов США. Allegro PCB используется для проектирования печатных плат экспертного уровня.

OrCAD PSpice используется для моделирования и проверки схем. PSpice означает «Персональная программа моделирования с упором на интегральные схемы». Capture и PSpice представляют собой полноценный симулятор и инструмент для проектирования печатных плат. PSpice также доступен в двух версиях: PSpice Designer и PCB Designer plus. PSpice Designer предназначен для моделирования, отвечающего отраслевым стандартам, и содержит в библиотеке 33 000 деталей. Стоимость этой версии начинается с 1980 долларов США. PSpice Designer Plus предназначен для анализа надежности, стоимости и доходности. Эта версия обладает всеми функциями конструктора печатных плат и другими уникальными функциями, такими как анализ затрат, анализ доходности, оптимизация конструкции, моделирование и симуляция системы C/C++, анализ надежности и совместное моделирование аппаратного и программного обеспечения.

OrCAD PSpice может моделировать схему, спроектированную в режиме захвата, а также моделировать проект из MATLAB/Simulink. Эта функция делает OrCAD уникальным среди всех других программ. Вы можете скачать пробную версию OrCAD здесь.

Заключение

Из всех рассмотренных программ Eagle обеспечивает наилучшие результаты при проектировании печатных плат. Если вы профессиональный проектировщик печатных плат и ваше приложение очень большое и сложное, выберите Altium Designer . Если вы новичок и только начинаете заниматься проектированием печатных плат, выбирайте EAGLE или EasyEDA, потому что в Интернете вы найдете очень хорошие ресурсы и учебные пособия по данным программам, что очень полезно, если вы новичок. Если вам это нужно в компании и вы не хотите приобретать какие-либо лицензии, используйте KiCAD.