Программы для автоматической разводки печатных плат. DipTrace — программа для трассировки печатных плат

В поисках простой рисовалки электрических схем с возможностью экспорта в SVG набрел на весьма интересный проект - EasyEDA .

EasyEDA - это мощная бесплатная, не требующая инсталляции облачная платформа для рисования и симуляции схем, разводки печатных плат и не только. Она может использоваться на любом железе и работать под любой операционной системой - Linux, Windows или Mac OS. Все, что ей требуется - любой HTML5-совместимый браузер: Chrome, Firefox, IE, Opera, или Safari. EasyEDA - результат работы небольшой команды хакеров. Сейчас она имеет богатую библиотеку из тысяч электронных компонент (как для схем и печатных плат, так и для моделирования) и десятки тысяч примеров схем! И любой желающий может пользоваться этой библиотекой и расширять ее.

Система выглядит более-менее стабильной и легка в освоении. Пользовательский интерфейс вполне отзывчив в работе. Зарегистрировавшись в системе, вы можете хранить все свои схемы и компоненты в облаке. А можно экспортировать схему в файл и сохранить у себя на компьютере.

Возможности EasyEDA

Удобный интерфейс с кучей библиотек. Умеет импортировать файлы из LTSpice, Altium Designer и Eagle Позволяет развести печатную плату из схемы. Возможность экспорта в gerber. Имеет неплохой автороутер Умеет работать с цифровыми, аналоговыми и смешанными сигналами, облачные сервисы обеспечивают быстрое моделирование Редактор блок-схем Может, кому-нибудь пригодится Горячие клавиши Множество операций удобно выполнять горячими клавишами, которые можно настроить - всего 64 комбинации Экспорт Печатные платы - Protel, Kicad, PADS
рисунки - PDF, SVG, PNG
умеет экспортировать схемы и платы в JSON-формат Импорт Altium/ProtelDXP Ascii Schematic/PCB
Eagle схемы, печатные платы и библиотеки
библиотеки и модули Kicad
Spice - модели

Окно редактора схем выглядит следующим образом:

Центральная область экрана отображает схему или печатную плату. Причем, одновременно можно держать открытыми множество схем/плат - такой возможности нет даже в Eagle! На панели слева можно выбирать компоненты из библиотеки EasyEDA или своих собственных. Чтобы перенести компонент на схему, надо кликнуть по нему и курсор мыши примет вид этого компонента. Затем, если кликнуть по схеме, компонент будет помещен в место клика. Также, в левой панели можно осуществлять навигацию между своими проектами.

Чтобы соединять элементы между собой, есть плавающее окно "Wiring Tools". Окно "Drawing Tools" позволяет добавлять пояснительные надписи, фигуры и рисунки. А кликнув по элементу можно редактировать его свойства в правой панели.

Небольшая видеодемонстрация с сайта EasyEDA наглядно демонстрирует возможности системы:

После некоторого опыта использования продукта можно сказать, что он вполне юзабелен, хоть и всё ещё сыроват. До тех пор, пока у Eagle CAD были ограничения на размер платы, имело смысл осваивать EasyEDA привыкая к его особенностям и некритичным багам. Но, после того, как Eagle был куплен Autodesk-ом и ограничение на максимальный размер платы в бесплатной версии было снято, EasyEDA, как мне кажется, ощутимо утратил свою актуальность.

Заказ печатных плат

В завершение, несколько слов о заказе печатных плат. Разработанные платы можно заказать прямо в системе по сравнительно гуманным ценам. Вообще, хитрые китайские маркетологи в разы завышают стоимость доставки, выставляя при этом цену за сами платы как символические $2 (для десятка плат с размерами не более 10х10 см). По факту же, цена с доставкой за десяток мелких платок у EasyEDA обычно выходит дороже, чем у других китайских контор. И это при том, что если выбрать паяльную маску цвета, отличного от зелёного, то цена сразу подскакивает ещё на $10..$20! И это тоже чисто маркетинговый ход - сами EasyEDA платы не производят, и заказывают их на фабрике, где цена от цвета маски не зависит. Опять же, в Китае есть достаточно мест, где можно заказать платы с любым цветом маски (кроме, разве что фиолетового и матовых масок) без наценок за цвет.

Вообщем, если надо заказать десяток небольших плат, то лично я бы делать это в EasyEDA не стал. Но, если нужна большая партия, и/или размеры этих плат превышают 10х10 см, то тут я альтернативы EasyEDA пока не встречал.

По срокам производства - раньше платы от них приходили где-то за три недели с момента заказа. Но с некоторых пор, всё стало хуже и этот время доставки выросло раза в два. Причём, сама почта Сигнапура работает очень быстро, но платы по несколько недель лежат на складе производителя ожидая отправки (хотя, всё это время заказ числится в системе как отправленный, он не трекается).

Качество производимых плат - хорошее (но не отличное). На маске могут быть небольшие дефекты и неровности, шелкография (особенно мелкая) может быть смазана и немного смещена относительно отверстий. Но Качество дорожек никаких нареканий не вызывает - брака с залипаниями или разрывами замечено не было.

24 ноября 2014 в 20:21

Авторазмещение элементов и автотрассировка печатных плат

• DIY или Сделай сам

Всем привет!

На написание статьи меня подтолкнула программа, на которую я наткнулся в поисках способов автоматизации разработки печатных плат (а упоминаний, тем более статей про неё я на хабре не нашёл). Но, обо всём по порядку.

Итак, конструкция разработана, собрана на макетной плате, проверена в действии. Дальше - печатная плата. Если верить форумам, то многие (в том числе и мои знакомые) используют Sprint-Layout. Но ведь это ручная работа, тот же карандаш и бумажка, только в электронном виде. Зачем все эти ядра процессора и гигабайты памяти, если приходится всё равно работать ручками? Признаюсь, меня это всегда коробило.

Сейчас я расскажу, как добился удовлетворительного для меня результата в автоматическом режиме.

Красивая картинка для привлечения внимания

А использовал я связку Proteus плюс TopoR Lite.

Сразу скажу, что к данным продуктам имею отношение лишь как пользователь и ни в коем случае не рекламирую их. Тем более, что Proteus можно спионерить найти на просторах интернета (конечно же в ознакомительных целях), а TopoR Lite бесплатен (с некоторыми ограничениями).

Почему именно эти программы?

Изначально пользовался Proteus. Не помню, с чего началось, но меня вполне устроило: можно рисовать схемы, моделировать работу, разводить платы. Первые два получались хорошо, последнее не нравилось, искал идеал.
Я пытался рисовать схему в Eagle. Но то ли я рукожопый, то ли нужны особые привычка и сноровка, в общем, мне не понравилось. Сначала я долго не мог понять, как добавить элемент. Потом оказалось, что нужно подключать библиотеки с необходимыми элементами. А откуда я знаю, как называется библиотека, если я и названия элемента-то не знаю (например, разъёмы я ищу исключительно по картинкам). В Eagle по умолчанию не оказалось нужных мне Attiny2313 и Atmega328. Пришлось гуглить/скачивать/копировать нужную библиотеку. Ну и шины питания в Proteus подключены сразу (и даже эти пины у микросхем скрыты, чего внимание отвлекать), а тут пришлось раскидывать их явно. Итогом через полчаса тыканий оказалась одна микросхема, подключенная к питанию.

Я пытался рисовать в DipTrace. В принципе, рисовать удобно. Однако нет (или не нашёл) симуляции работы, мне это нужно и для отладки схемы, и для отладки программ МК. Взгруснул и вернулся в ISIS.

Зачем внешний трассировщик TopoR, если в ARES есть встроенный? Он уныл. Те цепи, которые не может развести, он просто бросает. Если с двусторонней разводкой этого почти не происходит, при односторонней и минимальных габаритах платы получается ужас. А поскольку текстолит у меня односторонний, да и делать двусторонние платы сложнее, я решил - хочу с одной стороны плюс перемычки.

Итак, предлагаю рассмотреть средства автоматизации на стандартном примере из Proteus 8 - Thermo.

Схема:

Переходим в ARES, удаляем всю ту красоту, что наделали хитрые создатели Proteus и нажимаем на Auto-placer. Тут открывается ещё один недостаток этого инструмента: он умеет помещать компоненты только на одну сторону платы (я полчаса потратил в поисках решения, пока в справке не прочёл, что это невозможно). Т.е. если вы используете и SMD корпуса, и обычные и хотите, чтобы они были с разных сторон платы - придётся ручками перемещать компоненты с одной стороны на другую, причём каждый по-отдельности.

Вот что получается:

То есть 43 дорожки он не развёл и придётся делать перемычки.

Что ж, давайте опробуем TopoR.

Опять же нажимаем Auto-router, там Export Design File и сохраняем. В TopoR Импорт -> Specctra и открываем файл. Теперь надо немного настроить. В Параметрах дизайна (F4) удаляем лишние 14 слоёв, в Ширине проводников ставим от 0,3 до 0,6 мм. Нажимаем кнопку Автотрассировка, в настройках галки Переназначить функционально эквивалентные контакты компонентов (на всякий случай: мне показалось, что данная опция не совсем работает или даже совсем не работает), Однослойная трассировка и жмём кнопку Запустить. Трассировщик автоматически сохраняет лучшие варианты, которые потом можно добавить в проект. Трассировка закончится только после нажатия кнопки Остановить. Обращу внимание, что перемычки расставляются автоматически, и даже размещаются контактные площадки под них. Я дождался, пока количество переходов не достигло 30 (т.е. 15 перемычек):

15 перемычек против 43 в ARES - гораздо лучше!

Потратив 5 минут и чуть переместив компоненты/раздвинув границы платы можно получить 10 переходов (5 перемычек), что уже допустимо:

А как по мне - 5 минут перемещать уже накиданное гораздо веселей, чем с нуля всё раскладывать по плате.
Белые кружочки - нарушения DRC (дорожки/компоненты расположились слишком близко). Не беда - вручную чуть передвинем эти самые компоненты и дорожки и нажмём F7 - они аккуратно перепроложатся, ошибки устранены (впрочем, я видел, как эта самая F7 глючит: после очередного нажатия ложит одну из дорог поверх нескольких других, а потом ругается об ошибке).

Специфичная для TopoR кривизна дорожек веет тёплой ламповостью и напоминает про времена, когда платы разводили карандашом на листочке в клеточку, а на текстолите рисовали нитрокраской/нитролаком и иголкой/шприцем/пастиком гелевой ручки. Лично меня это прёт.

Когда результат получится удовлетворительный, можно либо экспортировать плату, либо распечатать прямо из программы (есть даже галочка Зеркальное отображение, видимо специально для ЛУТ).

Пример реальной платы:

Полигоны в TopoR рисовать можно, причём сплошные/штрих/сетка, но я про них забыл. На этой плате нарисовал их маркером для дисков. Штрихованные пятачки - как раз перемычки.

Буду рад, если статья помогла кому автоматизировать нудные процессы. Буду благодарен, если расскажете про более удобные инструменты для авторазмещения и автотрассировки (особенно авторазмещения).

Программа DipTrace представляет из себя систему автоматизации проектных работ (САПР) для создания и трассировки печатных плат (PCB). Программа DipTrace обладает достаточно удобным интерфейсом среди программ, специализирующихся на создании принципиальных схем и трассировки печатных плат. Для большего удобства в процессе рисования, разводки схем и плат, в программе использован режим подсветки редактируемых и связанных с ними радоэлементов.

Описание программы DipTrace 2.1

В программе имеются 4 модуля:

• DipTrace – разработка печатных плат, разводка, как в ручном, так и в автоматическом режиме;
• Schematic — рисование принципиальных электронных схем;
• SchemEdit — редактор самих компонентов.
• ComEdit — редактор корпусов радиоэлектронных компонентов;

В редакторе радиокомпонентов и их корпусов применен многослойный режим проектирования. Так же есть возможность рисования и разводки радиокомпонентов и корпусов на базе готовых шаблонов. Допускается создание корпусов с различными параметрами (число ножек, расстояние между ними), которые впоследствии можно будет изменять непосредственно в PCB.

Схемотехника поддерживает проектирование многостраничных схем. С помощью общей шины выполняется переход с одного слоя на другой слой. Слои объединены межстраничными переходами. Созданная принципиальная схема переводится в печатную плату путем выбора соответствующего пункта меню или нажатием «горячих» клавиш. Получена в итоге плата представляет собой корпуса компонентов с электрическими связями.

В ручном режиме трассировки в DipTrace выполняется подсветка всех выводов радиоэлементов сети и автоматическое скрытие уже разведенных связей. В режиме редактирования уже разведенных трасс допускается перемещение части проводников с сохранением углов 90 и 45 градусов либо произвольное, изменение ширины, перемещение из одного слоя в другой и т.п. Автоматическая разводка в DipTrace выполняется с помощью встроенного трассировщика Simple Router.

Печать печатных плат и принципиальных схем на принтер осуществляется в любом необходимом масштабе. Программа осуществляет экспорт плат в форматы Gerber, N/C Drill, DXF. Для программы Gerber есть возможность разметки технологических отверстий. При выполнении экспорта текста выполняется векторизация с заданным шагом, поэтому можно использовать любой шрифт, имеющийся в программе. Также имеется векторизация и экспорт в Gerber растровых черно-белых изображений.

Специальный режим экспорта обводки в DXF дает возможность создавать печатные платы путем фрезеровки.

В программе DipTrace есть значительное количество библиотек компонентов и корпусов. Типовые библиотеки содержат более 40 тысяч компонентов всевозможных фирм-производителей.

Бесплатная полнофункциональная облачная система проектирования печатных плат, не требующая инсталляции на локальный компьютер (Рисунок 1). Несмотря на то, что EasyEDA - это облачный сервис и новый развивающийся проект, она может похвастаться функционалом, надежностью, стабильностью и скоростью работы, простым и понятным интерфейсом, богатым набором библиотек компонентов с функцией автоматического обновления, возможностями импорта проектов из других систем проектирования. В состав системы входят редактор схем, симулятор смешанных сигналов с использованием SPICE-моделей и схем, редактор многослойных печатных плат с автотрассировщиком и системой подготовки плат к производству. И самое главное - система EasyEDA имеет русский пользовательский интерфейс.

Кроме того, к системе EasyEDA, обладающей функционалом профессиональных инструментов разработки печатных плат, добавляются преимущества, характерные для облачных сервисов: автоматическое обновление библиотек элементов (для редактора схем, SPICE симулятора и редактора печатных плат), возможность делиться своими разработками и библиотеками, доступ к огромной коллекции профессиональных Open Source модулей, оперативная техническая поддержка и связь с разработчиками системы.

Работать в EasyEDA можно из любого браузера. Наличие учебника, руководства по SPICE симулятору, огромного количества примеров профессиональных проектов, понятный пользовательский интерфейс обеспечивают легкость освоения системы.

Основные преимущества EasyEDA:

• бесплатный кросс-платформенный набор облачных инструментов не требующий инсталляции, объединяющий в себе мощные средства редактирования электрических схем, моделирования цифро-аналоговых цепей и разработки печатных плат в web-браузере для инженеров-электронщиков, преподавателей, студентов и радиолюбителей;
• все преимущества облачного сервиса: работа из браузера в любой операционной системе Linux, Mac, Windows, Android;
• быстрое рисование в браузере электронных схем с использованием доступных библиотек, эффективное автоматическое обновление;
• библиотеки от SeedStudio, SparkFun, Adafruit, KiCad, DangerousPrototype;
• менеджер работы с библиотеками элементов, быстрый поиск элементов в системных и пользовательских библиотеках;
• проверка аналоговых, цифровых и смешанных схем с использованием SPICE-моделей и подсхем;
• работа над многослойными платами с тысячами контактных площадок;
• возможность импорта проектов из Eagle, Altium, Kicad и LTspice;
• возможность настройки общего доступа и совместной работы над проектами;
• доступ к Open Source модулям, разработанных тысячами инженеров по радиоэлектронике;
• возможность делиться своими разработками, используя настройки общего или закрытого доступа.

TinyCAD

Бесплатная система проектирования профессиональных электронных схем позиционируется как рядовое приложение для черчения и редактирования двумерных иерархических электронных схем самой разной степени сложности (Рисунок 3). Достаточно обширная библиотека компонентов, поддержка экспорта и импорта проектов, совместная работа со средой проектирования печатных плат FreePCB и симулятором LTspice делают TinyCAD достаточно мощной бесплатной системой для сквозного проектирования, способной составить конкуренцию коммерческим продуктам.

ZenitPCB

Простая и гибкая в использовании САПР, которая является полупрофессиональным программным обеспечением для рисования электрических схем и трассировки печатных плат (Рисунок 4). Приложение состоит из четырех самостоятельных модулей: ZenitCapture (редактора электрических схем), ZenitParts (редактора компонентов), ZenitPCB GerberView (просмотрщика файлов формата Gerber) и собственно самого ZenitPCB (редактора печатных плат). Последовательность операций в программе ZenitPCB следующая: размещение компонентов в модуле ZenitCapture, задание связей между ними, создание списка соединений, разработка контура платы в модуле ZenitPCB, загрузка списка соединений в модуль ZenitPCB, операции по маршрутизации. Поддерживается импорт/экспорт DXF-файлов, экспорт IDF (3D) файлов, распечатка результатов работ в каждом модуле приложения. Однако, основной минус ZenitPCB - отсутствие таких полезных функций, как автоматическая трассировка и автоматическое размещение корпусов компонентов.

FreePCB

Бесплатная программа с открытым исходным кодом, предназначенная для редактирования печатных плат (Рисунок 5). При создании программы ставилась задача сделать ее максимально простой в изучении и использовании, но способной обеспечить профессиональное качество разработки. Сама рассчитана только на ручную разводку плат, однако позволяет использовать доступный в сети автотрассировщик FreeRouting.

Вот некоторые особенности программы:

• операционная среда - Microsoft Windows;
• поддержка от 1 до 16 слоев;
• максимальный размер печатный платы 1524×1524 мм;
• в большинстве функций допустимо использование как дюймовых, так и метрических единиц измерения (mils или мм);
• библиотеки корпусов, любезно предоставляемые компаниями Design International, PCB Matrix и IPC;
• заливка полигонов;
• редактор и Мастер для создания и модификации посадочных мест компонентов;
• импорт списка соединений из симулятора LTspice;
• импорт/экспорт списков цепей в PADS-PCB;
• экспорт файлов топологии в расширенный формат Gerber (RS274X) и файлов сверления в формат Excellon;
• проверка соблюдения проектных норм;
• автосохранение.

KiCad

Бесплатная кроссплатформенная система с русским интерфейсом для создания электрических схем и печатных плат. KiCad включает в себя набор программ для автоматизации разработки электронных устройств (Electronic Design Automation — EDA). Работа в системе ведется полностью через графический интерфейс. Вы перетаскиваете в рабочую область необходимые элементы, добавляете связи между ними, делаете подписи к ним. Отличительной особенностью является поддержка 3D визуализации проекта печатной платы (Рисунок 6).

KiCad состоит из следующих компонентов: Eeschema — редактор электрических схем; Pcbnew — редактор печатных плат (включает в себя еще просмотровщик объемных изображений печатных плат); Gerbview — просмотровщик фотошаблонов; Cvpcb — выбор посадочных мест для компонентов, использованных на схеме; Kicad — менеджер проектов.

(DSPCB) от компании RS Components (RS), пожалуй, самая доступная в мире программа проектирования электронных устройств (Рисунок 7). Ее легко освоить и ей легко пользоваться. Она специально разработана для непрофессионалов в CAD-системах, чтобы сократить время между идеей устройства и началом его производства, ускорить выход на рынок готового изделия. позволяет рисовать электрические схемы, разрабатывать конструкцию печатной платы и ее трассировку, а также предлагает готовые модели электронных компонентов, представленные компанией RS Components.

Кроме того, данная программа выполняет авторазмещение компонентов и автотрассировку связей печатного рисунка. Полученные результаты корректируются вручную. Важно, что программа свободна от практических ограничений на размер платы, число выводов компонентов, число слоев платы и на форматы выходного файла. Поэтому ее можно использовать не только для рисования схем и печатной платы, но и для создания файлов для производства.

В последнее время появилось несколько облачных систем проектирования печатных плат, однако часть из них ограничены по функционалу и не подходят даже для радиолюбителей, не говоря о профессионалах. Оставшиеся программы сравнимы с настольными приложениями, но стали платными. К примеру, бесплатная онлайн система EasyEDA может стать достойным конкурентом продукту от компании Aspen Labs, полная версия которого стала платной.

Материал был написан для сайта RCOnline.ru в 2007 году.

Некоторое время назад случайно натолкнулся в интернете на две очень интересные программки, предназначенные для рисования принципиальных электронных схем и разводки печатных плат. Обе программы переведены с немецкого на русский язык В. Щербаковым, что позволяет использовать их даже неопытным моделистам и начинающим электронщикам. Программы не связаны между собой, и не обладают такими широкими возможностями, как широко известные пакеты OrCad, PCad и Accel-EDA и другие, тем не менее, с их помощью можно нарисовать достаточно сложную схему и трассировать двухстороннюю печатную плату. Обе программы имеют готовые библиотеки элементов, кроме того, в каждой их них можно легко создать собственный элемент, как схемный, так и PCB.

Так как обе эти программы были анонсированы как Freeware, думаю, что не нарушу ни чьих авторских прав, выложив их и на этом сайте.

Первая программа — Splan — «рисовалка» принципиальных схем. содержит девять файлов «тела» программы и папки bibo, содержащей готовые библиотеки схемных элементов. Необходимо отметить, что набор готовых элементов, особенно цифровых и аналоговых микросхем, не очень велик, однако пользователь может нарисовать нужные элементы с помощью встроенного редактора. Программа поддерживает сквозную нумерацию однотипных деталей.

Разумеется, программа позволяет чертить основные геометрические фигуры, линии, точки соединений, делать текстовые вставки и надписи, а также оформить готовую схему в соответствии с требованиями, предъявляемыми к техническим чертежам.

Программа не требует инсталляции, как таковой. Достаточно просто распаковать архивный файл в нужную папку, и программа готова к работе. Программа рассчитана для работы под Windows любой версии (Win-*, NT, 2000, XP), и занимает на диске чуть больше одного мегабайта.

Обращаю ваше внимание, что все свои дальнейшие разработки и публикации с принципиальными схемами и рисунками печатных плат я буду делать, используя именно эти две программы!

P.S. Жизнь не стоит на месте — за истекшие 7 лет обе программы были существенно модифицированы разработчиками. В настоящее время актуальны и . Программы имеют существенно большие возможности, чем их предшественницы, так, к примеру, Sprint-Layout, умеет трассировать четырех-слойные печатные платы, и обладает гораздо более удобными сервисными возможностями, а sPlan представлена в портабле-варианте, не требующем инсталляции на жесткий диск. Обе новые версии программ имеются в прилагаемых архивах.

Прошу учесть, что форматы выходных файлов, созданные в ранних версиях программ, читаются старшими версиями, при этом они, как правило, модифицируются под формат старшей версии. Но, к сожалению, младшие версии программ не понимают файлы, созданные в старших версиях sPlan и Sprint-Layout.