Quel est le meilleur outil de conception de PCB pour les étudiants ?

Les étudiants en ingénierie d'aujourd'hui continuent de reconnaître l'importance de la conception et de la fabrication de PCB dans le cadre d'un cursus d'ingénierie moderne. Cela signifie que les étudiants intéressés auront besoin de logiciels pour affiner leurs compétences en conception. Il existe plusieurs options de logiciels de conception de PCB, qui fonctionnent nativement sur un ordinateur de bureau/portable ou dans le cloud. Nous examinerons certaines de ces options dans cet article.

Ce que les étudiants recherchent dans un logiciel de conception de PCB

Les étudiants ont besoin d'une plateforme CAO qui les aide à commencer à concevoir dès le premier jour, sans les fonctionnalités de gestion de données superflues ou les intégrations souvent considérées comme de niveau “entreprise”. Ils veulent des outils qui leur permettent de commencer à concevoir des circuits, à exécuter des simulations et à réaliser des agencements de PCB avec les fonctionnalités standard de la CAO.

Le plus souvent, les étudiants sélectionneront un logiciel de conception de PCB avec ces caractéristiques :

Peu coûteux, ou de préférence gratuit - Chaque étudiant vit avec un budget, donc il n’est pas surprenant que les étudiants choisissent un logiciel qui n’entraîne pas de coût de licence.

Facilité d'utilisation - La plupart des étudiants n'ont pas de formation formelle ou d'expérience en classe dans la conception de PCB, donc ils veulent une plateforme avec des fonctionnalités de base intuitives et des fonctionnalités avancées faciles à apprendre.

Support du fournisseur ou de la communauté - Le fournisseur de l'outil ou la communauté open-source devrait fournir un support aux utilisateurs à travers des projets exemples, des bibliothèques de composants et des tutoriels de conception.

Accès aux modèles CAO - Avant que les utilisateurs puissent faire quoi que ce soit dans une mise en page de PCB, ils auront besoin d'accéder aux modèles CAO pour leurs symboles schématiques, empreintes de PCB et packages de composants 3D.

Opportunités de croissance professionnelle - Apprendre une application de conception de PCB se traduit-il par un poste bien rémunéré dans une entreprise ? Les utilisateurs peuvent-ils construire du matériel avancé avec ces outils ?

Examinons quatre options populaires de logiciels de conception de PCB pour les étudiants : EasyEDA, KiCad, Altium Designer et CircuitMaker.

EasyEDA

La plateforme EasyEDA est basée dans le cloud et est populaire parmi les amateurs recherchant un logiciel de conception de PCB gratuit. Elle inclut toutes les fonctionnalités de base de capture schématique, de placement de PCB, de routage simple et de création de fichiers de fabrication que l'on attend d'un logiciel de conception de PCB.

Points clés d'EasyEDA :

• Accès à l'inventaire de composants de LCSC
• Création de cartes à faible nombre de couches
• Support de cartes rigides uniquement
• Téléchargez les fichiers de fabrication et emportez-les partout

Crédit image : Shawn Hymel

Bien qu'il s'agisse d'une application de conception de PCB pratique pour les nouveaux utilisateurs, elle présente des inconvénients majeurs qui l'empêchent d'être utilisée dans un cadre professionnel. L'absence de fonctionnalités de routage avancées, qui sont standard dans d'autres outils, l'absence d'accès aux informations sur la chaîne d'approvisionnement et les composants à l'échelle de l'industrie, et une interface utilisateur lente ne sont que quelques-unes des raisons pour lesquelles EasyEDA n'est pas utilisé professionnellement. Ces facteurs éliminent toute véritable opportunité de carrière pour les étudiants qui apprennent uniquement à utiliser EasyEDA ; vous ne trouverez aucune description de poste exigeant EasyEDA !

En résumé, EasyEDA n'est pas suffisant pour le matériel de niveau professionnel, c'est purement un outil d'apprentissage pour les amateurs et les étudiants. Les restrictions énumérées ci-dessus et l'absence de nombreuses fonctionnalités de base ne correspondent pas aux pratiques de conception réelles des entreprises qui conçoivent et fabriquent de véritables produits.

KiCad EDA

KiCad est l'un des programmes de logiciels PCB gratuits les plus populaires en raison de son large soutien de la communauté open-source et de son groupe dédié de développeurs. De nombreux utilisateurs de KiCad utilisent également des plateformes de conception payantes, ce qui leur donne accès à des fonctionnalités plus avancées, et ces fonctionnalités ont progressivement été intégrées à KiCad.

Points forts de KiCad :

• Capture de schéma et agencement de PCB dans une seule application
• Plus d'outils de placement et de routage que EasyEDA
• Les utilisateurs peuvent construire certaines fonctionnalités personnalisées avec des scripts
• Accès à une bibliothèque de composants pour aider à démarrer de nouveaux projets

Bien que KiCad ait beaucoup évolué au fil des ans, le plus grand inconvénient de l'utilisation de KiCad est qu'il n'est pas utilisé professionnellement pour des projets avancés et de grande valeur, ce qui limite les opportunités de carrière. Les positions professionnelles en conception de PCB et en ingénierie électrique listent de manière écrasante une plateforme de conception payante comme exigence pour un poste, Altium Designer étant la plus populaire.

Les fonctionnalités manquantes incluent le support rigide-flex, les outils de support de conception numérique haute vitesse automatisés, les conceptions à nombre élevé de couches, et les fonctionnalités soutenant et automatisant la création de libération de fabrication. C'est là que les ingénieurs commencent à se tourner vers une plateforme comme Altium Designer pour soutenir des projets plus avancés.

Altium Designer

Les étudiants travaillent souvent avec Altium Designer en obtenant un accès par licence via leur établissement d'enseignement ou dans le cadre d'un groupe de recherche. Altium Designer est une application logicielle de conception de PCB de niveau professionnel avec le plus grand nombre d'utilisateurs parmi les plateformes de logiciels de conception payants. Les utilisateurs peuvent concevoir littéralement tout type de PCB pouvant être fabriqué commercialement, y compris les conceptions rigides-flexibles, entièrement flexibles, les circuits imprimés, les dispositifs d'interconnexion moulés (MIDs) et les systèmes multi-PCB.

Points forts d'Altium Designer :

• Prend en charge par défaut les conceptions avec un grand nombre de feuilles, de layouts et de composants
• Fonctionnalités de conception numérique haute vitesse qui automatisent le routage et l'analyse
• Moteur de règles entièrement configurable
• Support intégré pour les systèmes rigides-flexibles, flexibles, multi-PCB et les PCB HDI

Cette liste de fonctionnalités n'effleure que la surface et n'inclut pas les fonctionnalités de niveau entreprise disponibles dans le programme avec une option de licence standard. Ces fonctionnalités de base alignent Altium Designer sur les besoins des bureaux d'ingénierie et des OEM qui construisent des produits avancés. Cela signifie que les étudiants peuvent obtenir un avantage de carrière majeur lorsqu'ils apprennent à utiliser Altium Designer pendant leurs études.

Bien qu'Altium Designer ait été conçu pour les concepteurs professionnels, de nombreux étudiants l'utilisent pour améliorer leurs compétences et se préparer à des carrières dans l'industrie électronique. C'est également un énorme accélérateur de productivité par rapport à KiCad ; de nombreuses fonctionnalités intégrées dans Altium Designer fonctionnent immédiatement dès que vous commencez à concevoir, tandis que KiCad nécessite que les utilisateurs écrivent un script personnalisé pour obtenir la même capacité.

CircuitMaker

CircuitMaker est une application gratuite de conception de PCB qui implémente de nombreuses fonctionnalités similaires à celles trouvées dans Altium Designer. Elle supprime de nombreuses fonctionnalités de haut niveau, destinées aux grandes organisations, et se concentre plutôt sur l'offre aux utilisateurs d'une expérience de conception rationalisée avec des outils de routage puissants. Elle se concentre sur les PCB rigides avec un nombre de couches modéré, qui seraient typiquement conçus par des étudiants, des amateurs et de nouveaux concepteurs.

Points forts de CircuitMaker :

• Ensemble d'outils professionnels similaires à ceux trouvés dans Altium Designer
• Placement rapide, routage et création de composants
• Conception de schémas multi-feuilles et prise en charge de PCB à nombre élevé de couches
• Co-conception avec Fusion 360 pour la conception mécanique

Le tableau ci-dessous présente une comparaison complète des fonctionnalités entre CircuitMaker et Altium Designer. Les fonctionnalités communes sont essentiellement les mêmes en termes d'accès aux menus/panneaux, d'efficacité et de raccourcis clavier. Les outils mettent également en œuvre le même flux de travail et ont un format de données similaire.

 

En raison de la similarité et du chevauchement entre certaines fonctionnalités, CircuitMaker offre d'excellentes perspectives de carrière pour les étudiants souhaitant travailler professionnellement en tant que concepteurs de PCB ou ingénieurs électriques. Les fonctions de l'outil et le flux de travail dans CircuitMaker correspondent étroitement aux capacités dans Altium Designer, rendant la transition vers les fonctionnalités professionnelles d'Altium Designer rapide et sans heurt.

Commencez à apprendre avec CircuitMaker

CircuitMaker a été initialement produit par Altium comme un outil de conception de PCB pour la communauté des makers. Cependant, c'est également une excellente application de conception pour les étudiants qui veulent apprendre la conception de PCB. Ce qui rend CircuitMaker vraiment génial, c'est qu'il est essentiellement une application "Altium Designer Lite" avec beaucoup des mêmes fonctionnalités. Certaines des fonctionnalités avancées ont été supprimées, mais les fonctionnalités de base telles que les schémas, le placement, le routage et les bibliothèques sont toutes incluses.

Une fois que vous êtes prêt à commencer à travailler dans Altium Designer, il est incroyablement facile de transférer vos conceptions CircuitMaker dans Altium Designer. Altium Designer peut ouvrir et modifier directement les fichiers CircuitMaker. Contrairement aux conversions entre outils CAO de différents fournisseurs, vos conceptions converties ne nécessitent jamais de corrections ou de mises à jour. Vous pouvez immédiatement commencer à travailler sur la conception importée dans Altium Designer.

Construisez votre carrière avec une licence étudiante Altium Designer

Les étudiants apprécient naturellement les logiciels de conception de PCB gratuits, mais toutes les positions professionnelles à salaire élevé exigent les capacités de conception uniquement trouvées dans les logiciels payants. Avec Altium Designer étant la plateforme de conception de PCB la plus demandée à travers l'industrie électronique, il est avantageux d'apprendre ce logiciel puissant.

Heureusement, les étudiants possédant un email valide d'une institution éducative peuvent obtenir une licence étudiante gratuite sur Altium Education et accéder immédiatement au logiciel pour un usage non commercial. Altium Designer donne aux étudiants accès au niveau suivant de logiciel de conception de PCB qui est demandé par les petites entreprises d'ingénierie, les grandes entreprises et les entrepreneurs à succès.

• Simulation SPICE intégrée dans l'éditeur de schémas
• Prise en charge de l'importation pour les projets LTspice et PSpice
• Fonctionnalités automatisées d'intégrité de signal pour les interfaces informatiques standard (DDR, MIPI, Ethernet, etc.)
• Fonctionnalités de routage avancées semi-automatisées et entièrement automatisées
• Vue directe de l'inventaire des composants et du cycle de vie dans plusieurs emplacements
• Automatisez votre processus d'exportation de fichiers de fabrication
• Création de dessins automatisée dans Altium Draftsman
• Création d'empreintes conformes à l'IPC automatisée

Les lecteurs remarqueront le mot « automatisé » à plusieurs reprises dans la liste ci-dessus ; cela est dû au fait que de nombreuses tâches plus simples peuvent être semi-automatisées ou entièrement automatisées, mais sans retirer un humain de la boucle de vérification.

Ces fonctionnalités permettent également des tâches plus avancées qui sont très difficiles ou tout simplement pas possibles dans KiCad ou EasyEDA. La section suivante montre un exemple courant dans les projets commerciaux.

Exemple de tâche de conception avancée : Routage DDR

Pour voir comment Altium Designer offre une amélioration majeure par rapport à EasyEDA et KiCad, considérons une tâche qui serait nécessaire dans une conception plus avancée : le routage DDR. Dans l'électronique d'aujourd'hui, le routage DDR n'est pas nécessairement « avancé », mais plutôt une nécessité dans de nombreux systèmes numériques et produits commerciaux. C'est là qu'Altium Designer se démarque de CircuitMaker, EasyEDA et KiCad : il aide à automatiser la création de règles, le routage et le timing.

Pour les bus DDR3 et plus rapides, le concepteur doit effectuer trois tâches principales lors du routage :

• Définir les contraintes de timing du bus
• Appliquer automatiquement l'impédance des traces pendant le routage
• Égaliser les délais des réseaux, idéalement sans ajustement manuel de la longueur

Avec l'outil xSignals et les fonctionnalités de routage intégrées, un concepteur peut rapidement exécuter ces tâches et obtenir une interface DDR, routée, avec un timing ajusté et vérifiée contre les règles de conception. Ces tâches pourraient prendre des heures de routage manuel dans KiCad, et le même niveau de réglage et de vérification est impossible dans EasyEDA.

 

Commencez Avec une Licence Éducative

Les étudiants qui obtiennent un accès à la licence éducative et apprennent à utiliser ces outils auront un avantage majeur sur les autres étudiants qui utilisent uniquement des logiciels gratuits. L'ensemble complet de fonctionnalités dans Altium Designer est exigé par les entreprises travaillant sur l'électronique avancée d'aujourd'hui. Donc, si vous êtes étudiant et que vous recherchez un logiciel de conception de PCB, ne vous laissez pas séduire par les logiciels gratuits. Au lieu de cela, concentrez-vous sur l'utilisation d'une plateforme de conception qui améliorera vos compétences et vos perspectives d'emploi.

Si vous souhaitez faire avancer votre carrière en tant que concepteur, alors vous devriez commencer à apprendre et à utiliser Altium Designer. Que vous ayez besoin de construire des électroniques de puissance fiables ou des systèmes numériques avancés, contactez Altium Education ou parlez avec un expert chez Altium pour commencer !

Questions Fréquemment Posées

Je suis étudiant ou amateur. Quel est le meilleur outil de conception de PCB pour les étudiants ?

Si vous ne pouvez pas justifier le coût d'une licence Altium Designer, la meilleure option est CircuitMaker. C'est un outil gratuit de schématique + agencement de PCB basé sur la technologie centrale d'Altium Designer, avec collaboration en ligne et stockage de projets via un Espace Personnel Altium 365. CircuitMaker offre plus de fonctionnalités que KiCad grâce à ses outils de bibliothèque, l'accès à des millions de composants vérifiés par les fabricants, et la visibilité instantanée des inventaires des distributeurs à l'intérieur de CircuitMaker.

Les étudiants peuvent-ils accéder à une licence éducative des produits Altium ?

Oui, les étudiants peuvent utiliser leur adresse email institutionnelle pour obtenir l'accès à une licence étudiante d'Altium Designer ; visitez education.altium.com pour plus d'informations.

Pourquoi devrais-je utiliser CircuitMaker pour des travaux de loisir/étudiants au lieu de KiCad ?

L'avantage d'utiliser CircuitMaker est que le flux de travail est très similaire à celui d'Altium Designer, ce qui prépare les utilisateurs à une transition vers les outils commerciaux de niveau supérieur d'Altium.

Je veux m'assurer que je progresse dans ma carrière. Quelles sont mes perspectives d'emploi si j'apprends à utiliser les produits Altium ?

Un grand avantage de CircuitMaker est qu'il utilise le même flux de travail et les mêmes outils que ceux trouvés dans Altium Designer, ce qui vous prépare à utiliser Altium Designer dans le cadre d'un emploi régulier. En contraste, KiCad est rarement mentionné comme compétence requise pour des emplois bien rémunérés.

Où puis-je accéder à des projets de PCB open-source qui m'aideront à apprendre la conception de PCB ?

Une excellente ressource pour accéder à des conceptions open-source est GitHub. De nombreux utilisateurs rendent leurs projets de conception de PCB disponibles gratuitement au téléchargement sous une licence open-source standard. Il existe également de nombreuses bibliothèques de composants disponibles sur GitHub.

Puis-je accéder à des projets exemples dans CircuitMaker qui m'aideront à apprendre la conception de PCB ?

Oui, CircuitMaker donne aux utilisateurs l'accès à des projets exemples via le site web de CircuitMaker. Les utilisateurs peuvent partager leurs projets publiquement et les rendre disponibles gratuitement au téléchargement.