Dejan PETROVIĆ

1. septembar 2020.

Na stranicama SK Labsa do sada ste mogli da čitate o zaista mnogo toga. Počevši od razvojnih ploča, mikrokontrolera, modula, senzora, aktivnih i pasivnih komponenata i da ne nabrajamo dalje. Ono čega se nismo dotakli jeste kako napraviti sopstvenu štampanu ploču, zalemiti mikrokontroler, isprogramirati ga, udahnuti mu život i pustiti u svet. Tekstove ćemo izdeliti na nekoliko segmenata, po redosledu kojim bi trebalo ići.

Prvo što nam treba da bismo osmislili naš PCB (printed circuit board) jeste odgovarajući softver. U pravoj šumi ovih programa, a došli smo do cifre od preko 40, razlikujemo besplatne i one za koje treba izdvojiti određenu sumu novca. S obzirom na to da je serija tekstova namenjena početnicima i onima koji bi trebalo da utvrde gradivo, profesionalne alatke ćemo samo pomenuti. Naravno, nema smisla i nećemo ih pomenuti sve. Nije isključeno da ćemo možda i preskočiti neki koji se više koristi od, opet, nekih koji se manje koriste, a koje ćemo ipak pomenuti. Radi se o zaista mnogo alatki.

1. Autodesk Eagle

Eagle je možda i najzastupljeniji alat, a koriste ga kako mejkeri, tako i profesionalci. Ranije je bio poznat kao Cadsoft Eagle, pre nego je prešao pod okrilje Autodeska. Sastoji se (kao i svi) iz editora šema za konstrukciju strujnih kola i PCB editora za konstrukciju same štampane ploče. Alat u besplatnoj varijanti nudi dve stranice šema po projektu, dva sloja na PCB-u, kao i 80 kvadratnih centimetara same PCB. Ova besplatna varijanta je namenjena hobistima i mejkerima. Eagle se veoma lako koristi, alatke su intuitivne, a routing engine radi i sa više kompleksnih lejera. Zajednica okupljena oko Eaglea doprinosi sa bibliotekama i primerima i početnicima neće biti problem da se priviknu. Arduino Mega2560 je i osmišljena preko ovog alata i sam njen dizajn se nalazi u primerima. Prilikom rada sa Eagleom, početnike može da zbuni njegovo otvaranje u dva zasebna prozora, a koja moraju ostati otvorena. Takođe, pretraga po elementima ne radi kao na Googleu, što će reći da se mora otkucati pun naziv elementa ili pribeći trikovima.

www.autodesk.com/products/eagle/overview

2. KiCAD

Za razliku od Eaglea, KiCAD je u potpunosti slobodan softver. Editori za šeme i konstrukciju štampane ploče su tu. PCB editor nudi konstruisanje ploča do čak 32 sloja. Jedna od zanimljivih opcija je auto push route od neta do neta. Dovoljno je pomeriti mišem ka određenoj tački da se pojavi linija rute do nje. A, opet, ako skrenemo ka drugoj tački, ista ta linija će se odvojiti od prethodne i povezati sa drugom. Ovo dosta pomaže kod DRC (design rule checking). Ova opcija je ujedno i problem kod integrisanja drugog softvera pri eksportu/importu i to zbog i najmanje promene. Zatim, biblioteke su malo smušene, a pri tom se za 3D modele mora instalirati add-on.

kicad-pcb.org

3. EasyEDA

Kao besplatan softver, a pritom i veb-orijentisan, za početnike je naša preporuka EasyEDA, iz više razloga. Osim veba, može se preuzeti kao i drugi alati u stand alone verziji, mada mi nikada nismo imali problema sa prvom varijantom. Alat nudi editor šema, PCB editor, dizajner biblioteka i još mnogo toga. Ruter dolazi u formi „oblačnog”, ali i u formi lokalnog, koji je znatno brži. Alat je integrisan sa JLCPCB proizvođačem PCB-ova, ali i sa LCSC katalogom za naručivanje online komponenata. Na EasyEDA se mogu otvoriti dizajni iz Eagle, Altium, KiCAD i LTspice alatki. U početku, problem mogu predstavljati biblioteke, usled različitih naziva. Ali, nakon početnog snalaženja, naziv softvera svojom lakoćom opravdava ime.

easyeda.com

4. TinyCAD

TinyCAD je open-source alat i može se preuzeti sa Sourceforge. U pitanju je veoma prost, osnovni alat za dizajniranje šema i štampanih ploča. Elementi su malo nezgrapno raspoređeni, a ne sviđa nam se ni to što elemente ne možemo da spojimo direktno na net pointe, već to moramo da učinimo sa trace. Ipak, vrlo često se može sresti kao alat za crtanje one-line dijagrama.

www.tinycad.net

5. Fritzing

Fritzing smo često koristili za prikazivanje šema projekata koje smo objavljivali. Osim u tu svrhu, može se koristiti i za dizajniranje PCB-ova. Alat ima tu prednost da se ista ona slikovita šema (prototype layout) vrlo lako može prebaciti u električnu šemu, a zatim i na štampanu ploču. Iza Fritzing Faba stoji AISLER, kao jedan od vodećih proizvođača štampanih ploča sa sedištem u Nemačkoj. Imali smo priliku da se lično uverimo u kvalitet štampanih ploča ovog proizvođača i možemo da potvrdimo da je kvalitet vrhunski. Nama je, nažalost, bitniji faktor cena/količina/poštarina, a tu Nemci ne mogu ni prići Kinezima. Iako kao alat koji ima prototipski editor, editor šema i štampanih ploča i pritom veliku zajednicu, ipak govorimo o besplatnom softveru rezervisanom za hobiste.

fritzing.org

6. PCBWeb Designer

Ovaj slobodni softver nudi veći broj listova (sheet) po projektu, rutovanje ploča sa više slojeva, ali i integraciju sa Arrow bibliotekom elemenata, kao i BOM (bill of material) menadžerom. Uz ovaj alat integrisan je Digi-Key katalog komponenata. Softver radi samo na Prozorima, a ono gde smo mi imali problema sa njim jeste prečesto iskakanje prozora u kojima piše da smo izgubili konekciju sa internetom. Zaista nema potrebe za toliko čestom proverom softvera za internet konekcijom, tim pre što je alat instaliran na računaru. Biblioteka sa elementima radi dobro, ali je oskudna.

www.pcbweb.com

7. SolidWorks PCB

SolidWorks odlično barata sa fajlovima kreiranim u Altiumu. Podrška za Altium ide i do 3D modela, što i ne čudi ako vidimo u uglu natpis „Powered by Altium”. SolidWorks PCB je usko vezan i sa SolidWorks CAD u dvosmernoj komunikaciji. Kao negativne stvari, navodimo činjenicu da je alat memory-hungry i da će na mašinama sa manje od osam gigabajta radne memorije dovoditi do usporavanja sistema. Na mreži se može naći podatak da su mnogi nezadovoljni sa njim kao softverom za čestu upotrebu i razvoj, ali da se može koristiti za konačan razvoj ploče. Softver nije besplatan, te smatramo da ga početnici mogu i zaobići.

www.solidworks.com/product/solidworks-pcb

8. Dip Trace

Još jedna alatka koja nije besplatna. Proizvođač daje besplatan probni period od 30 dana ili 300 pinova i dva sloja; nakon toga je „uzmi ili ostavi”. Probali smo freeware (300 pin) i zadovoljni smo intuitivnim interfejsom. Dip Trace kao glavnu prednost ima real-time DRC (design rule check). Komponente se mogu ručno postavljati u drag’n’drop maniru ili automatski, prema unapred postavljenim parametrima. Launcher ovog alata nudi četiri opcije i video-vodič. Od ove četiri opcije, tu su editori šema, PCB, komponenata i Pattern editor. Zanimljivo je da je ovaj alat korišćen za izradu Banana Pi ploče i možemo je naći u primerima. Isto važi i za BeagleBone. Od prednosti navodimo još 3D preview i .STEP eksportovanje, dok se kao minus mogu istaći problemi sa rutovanjem kompleksnijih ploča. Nama se svidelo što su, za razliku od nekih drugih, ovde u startu dostupne biblioteke za AVR (Atmelove mikrokontrolere), što je i krajnji cilj ove serije tekstova.

diptrace.com

9. Altium Designer

Poznavanje rada na Altiumu je prvo što će vas pitati budući poslodavac u oblasti izrade PCB-ova, kao što je bio slučaj sa potpisnikom ovih redova. Altium je možda i najmoćniji moderni softver za izradu štampanih ploča. Ako pokušate da ga preuzmete kao hobi varijantu, bićete preusmereni ka Upverter softveru koji je Altium i prisvojio u te svrhe. Sam Altium nudi veliku bazu komponenata inovativne tehnologije, automatizovan dizajn i omogućava simulaciju konstrukcije. Za Altium, kao alat namenjen profesionalcima, potreban je i profesionalan računar da bi mogao da „sažvaće” kompleksne simulacije. Kao vodeći profesionalni alat, tehnička podrška je impresivna. Na mreži, ipak, čitamo da postoje problemi, prvenstveno prilikom otvaranja i dorade istog fajla na različitim mašinama.

www.altium.com/products/downloads

10. OrCad Capture

OrCAD je jedna od najmoćnijih alatki na tržištu. Opciono dolazi sa CIS (component info system). Alat nudi kompletno okruženje, od dizajniranja šeme i štampane ploče, pa do 3D artworka. Sadrži potpuno integrisanu simulaciju i analitičke tehnologije. U pokušaju da uzme deo Altium kolača, developeri su u poslednjim verzijama doveli do toga da se softver „vuče kao prebijena mačka”. Zatim, prilikom odabira neke komponente, mini-prozor ostaje mini. A zamislite da u tom mini-prozoru treba da skrolujete do određene komponente. I inače se otvara i previše prozora. Softver nije besplatan, a za probnu verziju se može čekati i par dana.

www.orcad.com/products/orcad-capture/overview

11. CircuitMaker

Iza CircuitMakera stoji Altium. Iako u potpunosti besplatan, softver nema ograničenja u pogledu broja strana šema, broja slojeva, niti veličine ploče, što su sve sami plusevi. Softver se najviše oslanja na zajednicu. Kao alat za hobiste i mejkere je odličan, ali ako je varijanta upotrebe na nivou više korisnika, ne može se snimiti offline. Potrebna je stalna internet konekcija za snimanje. Snimljenim projektima se može pristupiti online, putem korisničkog naloga. Problem za više korisnika postaje veći ako znamo da su samo dva privatna projekta dozvoljena. Početnicima može predstavljati problem i biblioteka komponenata.

workspace.circuitmaker.com

12. Ultiboard

Ultiboard iz National Instrumentsa dolazi u free varijanti za testiranje (iako postoji i NI Multisim, kao naprednija, plaćena varijanta). NI je i napravio bezbolnu integraciju ka Multisimu za one kojima se Ultiboard pokaže nedovoljnim. Softver nudi editore šema i PCB-ova, kao i SPICE simulaciju. SPICE je open-source analogni simulator elektronskih strujnih kola. Ultiboard je manje profesionalno orijentisan, već je više svojevrsno učilo za studente. Baza sa komponentama je velika, a one koje nisu uključene lako se mogu napraviti. Kreiranje outline i veličine same ploče može biti određeni problem za početnike.

www.ni.com/en-rs/support/downloads/software-products/download.ultiboard.html

13. Upverter

Još jedan web-based alat, poput EasyEDA. Vrlo je lak za korišćenje, sa editorima šema i PCB-a, uz sistem dizajner i 3D prikaz. Bezbolan je za učenje i upotrebu, sa razumno raspoređenim tabovima sa alatkama i bibliotekama. Jasno je da nije namenjen profesionalcima, ali za hobiste i početnike generalno, može biti odličan izbor. Starter varijanta je besplatna, dok se za profesionalnu varijantu mora izdvojiti određena količina „zelembaća”.

upverter.com/features/tools

• • •

Konstantan rad sa mišem i tastaturom se pri radu sa ovim alatkama podrazumeva. Takođe, podrazumeva se da znate šta želite da napravite i kako osnovne elektronske komponente funkcionišu. Isto važi i za širinu trace, DRC, razdaljinu između kritičnih komponenata. Iako sve ove alatke, u principu, imaju istu namenu, nije nužno da će se neko ko je navikao na rad u Eagleu lako snaći u TinyCAD-u ili obrnuto. Menadžment biblioteka, princip rutovanja, DRC i eksportovanje GERBER fajla se umnogome razlikuje od alata do alata. To je i najveći razlog zašto se neko ko je ovladao, recimo, KiCAD-om njega „drži kao pijan plota”. Mi ćemo se, trezni, držati EasyEDA „plota”, za koji smatramo da je, kada se sve sabere, za početnike odličan put.