Was ist das beste PCB-Design-Tool für Studenten?

Die heutigen Ingenieurstudierenden erkennen weiterhin die Bedeutung von PCB-Design und -Herstellung als Teil eines modernen Ingenieurstudiums. Das bedeutet, dass interessierte Studierende eine Software benötigen, um ihre Designfähigkeiten zu verbessern. Es gibt mehrere Optionen für PCB-Designsoftware, die nativ auf einem Desktop/Laptop oder in der Cloud laufen. Wir werden uns einige dieser Optionen in diesem Artikel ansehen.

Was Studierende in PCB-Designsoftware suchen

Studierende benötigen eine CAD-Plattform, die ihnen hilft, vom ersten Tag an mit dem Design zu beginnen, ohne die überflüssigen Datenmanagementfunktionen oder Integrationen, die oft als „Enterprise-Level“ angesehen werden. Sie möchten Werkzeuge, die es ihnen ermöglichen, mit dem Entwerfen von Schaltungen, dem Durchführen von Simulationen und dem Erstellen von PCB-Layouts mit den Standard-CAD-Funktionen zu beginnen.

Meistens wählen Studierende PCB-Designsoftware mit diesen Merkmalen:

Niedrige Kosten oder vorzugsweise kostenlose Software - Jeder Studierende lebt mit einem Budget, daher ist es keine Überraschung, dass Studierende Software wählen, die keine Lizenzkosten verursacht.

Benutzerfreundlichkeit - Die meisten Studierenden haben keine formale Ausbildung oder Klassenzimmererfahrung im Design von PCBs, daher wünschen sie sich eine Plattform mit intuitiven Grundfunktionen und leicht zu erlernenden erweiterten Funktionen.

Unterstützung durch Anbieter oder Community - Der Werkzeuganbieter oder die Open-Source-Community sollte den Nutzern durch Beispielprojekte, Komponentenbibliotheken und Design-Tutorials Unterstützung bieten.

Zugang zu CAD-Modellen - Bevor Nutzer in einem PCB-Layout etwas unternehmen können, benötigen sie Zugang zu CAD-Modellen für ihre Schaltsymbole, PCB-Fußabdrücke und 3D-Komponentenpakete.

Karrierewachstumschancen - Führt das Erlernen einer PCB-Designanwendung zu einer hochbezahlten Position in einem Unternehmen? Können Nutzer mit diesen Werkzeugen fortschrittliche Hardware entwickeln?

Lassen Sie uns vier beliebte PCB-Designsoftwareoptionen für Studenten betrachten: EasyEDA, KiCad, Altium Designer und CircuitMaker.

EasyEDA

Die EasyEDA-Plattform basiert auf der Cloud und ist bei Hobbyisten beliebt, die nach kostenloser PCB-Designsoftware suchen. Sie umfasst alle grundlegenden Funktionen für schematische Erfassung, PCB-Platzierung, einfaches Routing und Erstellung von Fertigungsdateien, die man von einer PCB-Designsoftware erwartet.

Wichtige Highlights von EasyEDA:

• Zugriff auf das Komponenteninventar von LCSC
• Erstellung von Platinen mit geringer Lagenanzahl
• Nur Unterstützung für starre Platinen
• Herunterladen der Fertigungsdateien und Mitnahme überallhin

Bildnachweis: Shawn Hymel

Während es eine praktische PCB-Design-Anwendung für neue Benutzer ist, hat es große Nachteile, die verhindern, dass es in professionellen Umgebungen eingesetzt wird. Das Fehlen von fortgeschrittenen Routing-Funktionen, die in anderen Tools Standard sind, kein Zugang zu branchenweiten Lieferketten- und Komponenteninformationen und eine langsame Benutzeroberfläche sind nur einige der Gründe, warum EasyEDA nicht professionell genutzt wird. Diese Faktoren eliminieren jegliche echte Karrieremöglichkeiten für Studenten, die nur lernen, EasyEDA zu verwenden; Sie werden keine Stellenbeschreibungen finden, die EasyEDA erfordern!

Einfach ausgedrückt, EasyEDA ist nicht ausreichend für professionelle Hardware, es ist rein ein Lernwerkzeug für Hobbyisten und Studenten. Die oben aufgeführten Einschränkungen und der Mangel an vielen grundlegenden Funktionen stimmen nicht mit den tatsächlichen Designpraktiken von Unternehmen überein, die echte Produkte entwerfen und herstellen.

KiCad EDA

KiCad ist aufgrund seiner weit verbreiteten Unterstützung durch die Open-Source-Gemeinschaft und einer engagierten Gruppe von Entwicklern eines der beliebtesten kostenlosen PCB-Softwareprogramme. Viele KiCad-Benutzer verwenden auch kostenpflichtige Designplattformen, was ihnen Zugang zu fortgeschritteneren Funktionen gibt, und diese Funktionen haben langsam ihren Weg in KiCad gefunden.

Wichtige Highlights von KiCad:

• Schaltplanerstellung und PCB-Layout in einer einzigen Anwendung
• Mehr Platzierungs- und Routing-Tools als EasyEDA
• Benutzer können einige benutzerdefinierte Funktionen mit Skripten erstellen
• Zugriff auf eine Bauteilbibliothek zur Unterstützung neuer Projekte

Obwohl KiCad im Laufe der Jahre große Fortschritte gemacht hat, besteht der größte Nachteil bei der Verwendung von KiCad darin, dass es nicht professionell für fortgeschrittene, hochwertige Projekte verwendet wird, was die Karrieremöglichkeiten einschränkt. Professionelle PCB-Design- und Elektroingenieurpositionen listen überwiegend eine kostenpflichtige Designplattform als Voraussetzung für eine Position auf, wobei Altium Designer am beliebtesten ist.

Fehlende Funktionen umfassen Unterstützung für Rigid-Flex, automatisierte Hochgeschwindigkeits-Digitaldesign-Unterstützungstools, Designs mit hoher Lagenanzahl und Funktionen, die die Erstellung von Fertigungsfreigaben unterstützen und automatisieren. Hier beginnen Ingenieure, sich einer Plattform wie Altium Designer zuzuwenden, um fortgeschrittenere Projekte zu unterstützen.

Altium Designer

Studenten arbeiten oft mit Altium Designer, indem sie über ihre Bildungseinrichtung oder als Teil einer Forschungsgruppe Zugang zu einer Lizenz erhalten. Altium Designer ist eine professionelle PCB-Designsoftware mit der größten Nutzerzahl unter den kostenpflichtigen Designsoftwareplattformen. Benutzer können buchstäblich jeden Typ von PCB entwerfen, der kommerziell hergestellt werden kann, einschließlich starr-flexibler, vollständig flexibler Designs, gedruckter Schaltungen, geformter Verbindungsvorrichtungen (MIDs) und Multi-PCB-Systeme.

Wichtige Highlights von Altium Designer:

• Unterstützt Designs mit hoher Blattanzahl, hoher Layoutanzahl und hoher Komponentenanzahl standardmäßig
• Hochgeschwindigkeits-Digitaldesign-Funktionen, die das Routing und die Analyse automatisieren
• Vollständig konfigurierbare Regeln-Engine
• Eingebaute Unterstützung für starr-flexible, flexible, Multi-PCB-Systeme und HDI-PCBs

Diese Funktionsliste kratzt nur an der Oberfläche und beinhaltet nicht die Unternehmensfunktionen, die im Programm auf einer Standardlizenzoption verfügbar sind. Diese grundlegenden Funktionen bringen Altium Designer in Einklang mit den Bedürfnissen von Ingenieurbüros und OEMs, die fortschrittliche Produkte entwickeln. Das bedeutet, dass Studenten einen großen Karriereschub bekommen können, wenn sie lernen, Altium Designer während ihres Studiums zu nutzen.

Obwohl Altium Designer für professionelle Designer entwickelt wurde, wird es von vielen Studenten genutzt, die ihre Fähigkeiten verbessern und sich auf Karrieren in der Elektronikindustrie vorbereiten möchten. Es ist auch ein enormer Produktivitätsschub im Vergleich zu KiCad; viele der integrierten Funktionen in Altium Designer funktionieren sofort, wenn Sie mit dem Entwerfen beginnen, während KiCad von den Benutzern verlangt, ein benutzerdefiniertes Skript zu schreiben, um dieselbe Fähigkeit zu erhalten.

CircuitMaker

CircuitMaker ist eine kostenlose PCB-Designanwendung, die viele der gleichen Funktionen wie in Altium Designer implementiert. Es entfernt viele der höherwertigen, unternehmensspezifischen Funktionen, die von größeren Organisationen benötigt werden, und konzentriert sich stattdessen darauf, den Benutzern ein optimiertes Design-Erlebnis mit leistungsstarken Routing-Tools zu bieten. Es konzentriert sich auf starre PCBs mit moderaten Lagenzahlen, die typischerweise von Studenten, Hobbyisten und neuen Designern entworfen werden.

Wichtige Highlights von CircuitMaker:

• Ähnliches professionelles Werkzeugset wie in Altium Designer gefunden
• Schnelle Platzierung, Routing und Komponentenerstellung
• Mehrschichtiger Schaltplanentwurf und Unterstützung für PCBs mit hoher Lagenanzahl
• Co-Design in Fusion 360 für mechanisches Design

Die Tabelle unten bietet einen vollständigen Funktionsvergleich zwischen CircuitMaker und Altium Designer. Die überschneidenden Funktionen sind hinsichtlich des Zugriffs auf Menüs/Panels, der Effektivität und der Tastenkürzel im Wesentlichen gleich. Die Werkzeuge implementieren auch denselben Arbeitsablauf und haben ein ähnliches Datenformat.

 

Aufgrund der Ähnlichkeiten und Überschneidungen zwischen einigen Funktionen bietet CircuitMaker ausgezeichnete Karriereaussichten für Studenten, die professionell als PCB-Designer oder Elektroingenieure arbeiten möchten. Die Werkzeugfunktionen und der Workflow in CircuitMaker entsprechen eng den Fähigkeiten in Altium Designer, was den Übergang zu den professionellen Funktionen von Altium Designer schnell und nahtlos macht.

Beginnen Sie das Lernen mit CircuitMaker

CircuitMaker wurde ursprünglich von Altium als PCB-Designwerkzeug für die Maker-Community produziert. Es ist jedoch auch eine ausgezeichnete Designanwendung für Studenten, die PCB-Design lernen möchten. Das wirklich Tolle an CircuitMaker ist, dass es im Wesentlichen eine „Altium Designer Lite“-Anwendung mit vielen der gleichen Funktionen ist. Einige der fortgeschrittenen Funktionen wurden entfernt, aber die Kernfunktionen für Schaltpläne, Platzierung, Routing und Bibliotheken sind alle enthalten.

Sobald Sie bereit sind, in Altium Designer zu arbeiten, ist es unglaublich einfach, Ihre CircuitMaker-Entwürfe in Altium Designer zu überführen. Altium Designer kann CircuitMaker-Dateien direkt öffnen und modifizieren. Im Gegensatz zu Konvertierungen zwischen CAD-Tools verschiedener Anbieter müssen Ihre konvertierten Entwürfe nie korrigiert oder aktualisiert werden. Sie können sofort mit der Arbeit am importierten Entwurf in Altium Designer beginnen.

Baue deine Karriere mit einer Altium Designer Studentenlizenz auf

Studenten lieben verständlicherweise kostenlose PCB-Designsoftware, aber alle hochbezahlten professionellen Positionen erfordern die Designfähigkeiten, die nur in kostenpflichtiger Software zu finden sind. Da Altium Designer die am meisten nachgefragte PCB-Designplattform in der Elektronikindustrie ist, lohnt es sich, diese leistungsstarke Software zu erlernen.

Dankenswerterweise können Studenten mit einer gültigen E-Mail-Adresse einer Bildungseinrichtung eine kostenlose Studentenlizenz bei Altium Education erhalten und sofortigen Zugang zur Software für nicht-kommerzielle Nutzung bekommen. Altium Designer gibt Studenten Zugang zur nächsten Ebene der PCB-Designsoftware, die von kleinen Ingenieurbüros, großen Unternehmen und erfolgreichen Unternehmern gefordert wird.

• Integrierte SPICE-Simulation im Schaltplaneditor
• Importunterstützung für LTspice- und PSpice-Projekte
• Automatisierte Signalintegritätsfunktionen für standardisierte Rechnerschnittstellen (DDR, MIPI, Ethernet usw.)
• Fortgeschrittene halbautomatische und vollautomatische Routingfunktionen
• Direkte Ansicht von Komponentenbestand und Lebenszyklus an mehreren Standorten
• Automatisieren Sie Ihren Exportprozess für Fertigungsdateien
• Automatisierte Zeichnungserstellung in Altium Draftsman
• Automatisierte IPC-konforme Footprint-Erstellung

Leser werden das Wort „automatisiert“ mehrmals in der obigen Liste bemerken; dies liegt daran, dass viele der einfacheren Aufgaben halbautomatisiert oder vollautomatisiert werden können, ohne jedoch einen Menschen aus der Verifikationsschleife zu entfernen.

Diese Funktionen ermöglichen auch fortgeschrittenere Aufgaben, die in KiCad oder EasyEDA sehr schwierig oder einfach nicht möglich sind. Der nächste Abschnitt zeigt ein Beispiel, das in kommerziellen Projekten üblich ist.

Beispiel für eine fortgeschrittene Designaufgabe: DDR-Routing

Um zu sehen, wie Altium Designer eine wesentliche Verbesserung gegenüber EasyEDA und KiCad darstellt, betrachten Sie eine Aufgabe, die in einem fortgeschritteneren Design benötigt würde: DDR-Routing. In der heutigen Elektronik ist DDR-Routing nicht unbedingt „fortgeschritten“, sondern eher eine Notwendigkeit in vielen digitalen Systemen und kommerziellen Produkten. Hier setzt sich Altium Designer von CircuitMaker, EasyEDA und KiCad ab: Es hilft, die Erstellung von Regeln, das Routing und das Timing zu automatisieren.

Für DDR3 und schnellere Busse muss der Designer während des Routings drei Hauptaufgaben ausführen:

• Die Bus-Timing-Beschränkungen definieren
• Die Impedanz der Leiterbahnen während des Routings automatisch durchsetzen
• Die Netze verzögerungsabgeglichen machen, idealerweise ohne manuelle Längenanpassung

Mit dem xSignals-Tool und den integrierten Routing-Funktionen kann ein Designer diese Aufgaben schnell ausführen und eine DDR-Schnittstelle erhalten, die geroutet, zeitlich abgestimmt und gegen die Designregeln verifiziert ist. Diese Aufgaben könnten Stunden manuellen Routings in KiCad in Anspruch nehmen, und das gleiche Niveau an Abstimmung und Verifizierung ist in EasyEDA unmöglich.

 

Beginnen Sie mit einer Bildungslizenz

Studenten, die Zugang zu Bildungslizenzen erhalten und lernen, diese Tools zu nutzen, haben einen großen Vorteil gegenüber anderen Studenten, die nur kostenlose Software verwenden. Der komplette Funktionsumfang von Altium Designer wird von Unternehmen gefordert, die an der heutigen fortschrittlichen Elektronik arbeiten. Wenn du also ein Student bist und nach einer PCB-Designsoftware suchst, lass dich nicht von kostenloser Software verführen. Konzentriere dich stattdessen darauf, eine Designplattform zu nutzen, die deine Fähigkeiten und deine Berufsaussichten verbessert.

Wenn du deine Karriere als Designer vorantreiben möchtest, solltest du anfangen, Altium Designer zu lernen und zu verwenden. Egal, ob du zuverlässige Leistungselektronik oder fortschrittliche digitale Systeme bauen musst, kontaktiere Altium Education oder spreche mit einem Experten bei Altium, um zu beginnen!

Häufig gestellte Fragen

Ich bin Student oder Hobbyist. Was ist das beste PCB-Designwerkzeug für Studenten?

Wenn Sie die Kosten für eine Altium Designer-Lizenz nicht rechtfertigen können, ist die beste Option CircuitMaker. Es ist ein kostenloses Schema- + PCB-Layout-Tool, das auf der Kerntechnologie von Altium Designer basiert, mit Online-Zusammenarbeit und Projektspeicherung durch einen Altium 365 Personal Space. CircuitMaker bietet mehr Funktionen als KiCad dank seiner Bibliothekswerkzeuge, Zugang zu Millionen von herstellergeprüften Komponenten und sofortiger Sichtbarkeit von Distributorenbeständen innerhalb von CircuitMaker.

Können Studenten eine Bildungslizenz für Altium-Produkte erhalten?

Ja, Studenten können ihre institutionelle E-Mail-Adresse verwenden, um Zugang zu einer Studentenlizenz von Altium Designer zu erhalten; besuchen Sie education.altium.com für weitere Informationen.

Warum sollte ich CircuitMaker für Hobby-/Studentenarbeiten anstelle von KiCad verwenden?

Der große Vorteil der Verwendung von CircuitMaker ist, dass der Workflow sehr ähnlich zu Altium Designer ist, sodass es die Benutzer auf einen Übergang zu Altiums höherwertigen kommerziellen Werkzeugen vorbereitet.

Ich möchte sicherstellen, dass ich in meiner Karriere vorankomme. Wie sehen meine Jobaussichten aus, wenn ich lerne, Altium-Produkte zu verwenden?

Ein großer Vorteil von CircuitMaker ist, dass es denselben Workflow und die gleichen Werkzeuge verwendet, die auch in Altium Designer zu finden sind, sodass es Sie darauf vorbereitet, Altium Designer als Teil einer regulären Arbeit zu nutzen. Im Gegensatz dazu wird KiCad selten als eine erforderliche Fähigkeit bei hochbezahlten Jobs aufgeführt.

Wo kann ich auf Open-Source-PCB-Projekte zugreifen, die mir helfen, PCB-Design zu lernen?

Eine großartige Ressource für den Zugriff auf Open-Source-Designs ist GitHub. Viele Nutzer stellen ihre PCB-Designprojekte kostenlos unter einer standardmäßigen Open-Source-Lizenz zum Download zur Verfügung. Es gibt auch viele Komponentenbibliotheken auf GitHub.

Kann ich auf Beispielprojekte in CircuitMaker zugreifen, die mir helfen, PCB-Design zu lernen?

Ja, CircuitMaker gibt Benutzern Zugang zu Beispielprojekten über die CircuitMaker-Website. Benutzer können ihre Projekte öffentlich teilen und kostenlos zum Download anbieten.