Qual è il miglior strumento di progettazione PCB per gli studenti?

Gli studenti di ingegneria di oggi continuano a riconoscere l'importanza della progettazione e della produzione di PCB come parte di un curriculum di ingegneria moderno. Ciò significa che gli studenti interessati avranno bisogno di un software per affinare le loro competenze di progettazione. Esistono diverse opzioni per il software di progettazione PCB, che funzionano nativamente su un desktop/laptop o nel cloud. Esamineremo alcune di queste opzioni in questo articolo.

Cosa cercano gli studenti in un software di progettazione PCB

Gli studenti hanno bisogno di una piattaforma CAD che li aiuti a iniziare a progettare dal primo giorno, senza le funzionalità di gestione dei dati superflue o le integrazioni che spesso sono considerate di "livello aziendale". Desiderano strumenti che consentano loro di iniziare a progettare circuiti, eseguire simulazioni e realizzare layout di PCB con le funzionalità standard del CAD.

Spesso, gli studenti selezioneranno software di progettazione PCB con queste caratteristiche:

Basso costo, o preferibilmente software gratuito - Ogni studente vive con un budget, quindi non sorprende che gli studenti scelgano software che non comporta un costo di licenza.

Facilità d'uso - La maggior parte degli studenti non ha una formazione formale o esperienza in aula nella progettazione di PCB, quindi desiderano una piattaforma con funzionalità di base intuitive e funzionalità avanzate facili da imparare.

Supporto del fornitore o della comunità - Il fornitore dello strumento o la comunità open-source dovrebbero fornire supporto agli utenti attraverso progetti di esempio, librerie di componenti e tutorial di progettazione.

Accesso ai modelli CAD - Prima che gli utenti possano fare qualsiasi cosa in un layout PCB, avranno bisogno di accedere ai modelli CAD per i loro simboli schematici, impronte PCB e pacchetti di componenti 3D.

Opportunità di crescita professionale - Imparare ad usare un'applicazione di progettazione PCB si tradurrà in una posizione altamente retribuita in un'azienda? Gli utenti possono costruire hardware avanzato con questi strumenti?

Vediamo quattro popolari opzioni di software di progettazione PCB per studenti: EasyEDA, KiCad, Altium Designer e CircuitMaker.

EasyEDA

La piattaforma EasyEDA è basata sul cloud ed è popolare tra gli hobbisti che cercano un software di progettazione PCB gratuito. Include tutte le funzionalità di base di cattura schematica, posizionamento PCB, routing semplice e creazione di file di produzione che ci si aspetterebbe in un software di progettazione PCB.

Principali punti di forza di EasyEDA:

• Accesso all'inventario di componenti di LCSC
• Creazione di schede con un numero limitato di strati
• Supporto solo per schede rigide
• Scarica i file di produzione e portali ovunque

Credito fotografico: Shawn Hymel

Sebbene sia un'applicazione di progettazione PCB comoda per i nuovi utenti, presenta importanti svantaggi che ne impediscono l'uso in contesti professionali. La mancanza di funzionalità avanzate di routing che sono standard in altri strumenti, nessun accesso alle informazioni sulla catena di fornitura e sui componenti a livello industriale e un'interfaccia utente lenta sono solo alcune delle ragioni per cui EasyEDA non viene utilizzato professionalmente. Questi fattori eliminano qualsiasi reale opportunità di carriera per gli studenti che imparano ad usare solo EasyEDA; non troverete descrizioni di lavoro che richiedono EasyEDA!

Semplicemente, EasyEDA non è sufficiente per l'hardware di livello professionale, è puramente uno strumento di apprendimento per hobbisti e studenti. Le restrizioni elencate sopra e la mancanza di molte funzionalità di base non sono in linea con le reali pratiche di progettazione delle aziende che progettano e producono prodotti reali.

KiCad EDA

KiCad è uno dei programmi software PCB gratuiti più popolari grazie al vasto supporto della comunità open-source e al dedicato gruppo di sviluppatori. Molti utenti di KiCad utilizzano anche piattaforme di progettazione a pagamento, ottenendo così l'esposizione a funzionalità più avanzate, e queste caratteristiche hanno lentamente trovato spazio in KiCad.

Principali punti di forza di KiCad:

• Cattura schematica e layout PCB in un'unica applicazione
• Più strumenti di posizionamento e routing rispetto a EasyEDA
• Gli utenti possono costruire alcune funzionalità personalizzate con script
• Accesso a una libreria di componenti per aiutare a iniziare nuovi progetti

Sebbene KiCad abbia fatto grandi progressi negli anni, il maggior svantaggio nell'uso di KiCad è che non viene utilizzato professionalmente per progetti avanzati di alto valore, il che limita le opportunità di carriera. Le posizioni professionali di progettazione PCB e di ingegneria elettrica elencano schiacciante una piattaforma di progettazione a pagamento come requisito per una posizione, con Altium Designer che è la più popolare.

Le funzionalità mancanti includono il supporto rigido-flex, strumenti di supporto alla progettazione digitale ad alta velocità automatizzati, progetti con un alto numero di strati e funzionalità che supportano e automatizzano la creazione del rilascio per la produzione. È qui che gli ingegneri iniziano a guardare a una piattaforma come Altium Designer per supportare progetti più avanzati.

Altium Designer

Gli studenti spesso lavorano con Altium Designer ottenendo l'accesso alla licenza tramite la loro istituzione educativa o come parte di un gruppo di ricerca. Altium Designer è un'applicazione software professionale per la progettazione di PCB che conta il maggior numero di utenti tra le piattaforme di software di progettazione a pagamento. Gli utenti possono progettare letteralmente qualsiasi tipo di PCB che può essere prodotto commercialmente, inclusi design rigido-flessibili, design completamente flessibili, circuiti stampati, dispositivi di interconnessione stampati (MIDs) e sistemi multi-PCB.

Punti di forza chiave di Altium Designer:

• Supporta progetti con un alto numero di fogli, layout e componenti per impostazione predefinita
• Funzionalità di progettazione digitale ad alta velocità che automatizzano il routing e l'analisi
• Motore di regole completamente configurabile
• Supporto integrato per sistemi rigido-flessibili, flessibili, multi-PCB e PCB HDI

Questa lista di funzionalità è solo un assaggio e non include le funzionalità a livello aziendale disponibili nel programma con un'opzione di licenza standard. Queste caratteristiche di base allineano Altium Designer alle esigenze delle società di ingegneria e degli OEM che costruiscono prodotti avanzati. Ciò significa che gli studenti possono ottenere un importante vantaggio nella carriera quando imparano ad utilizzare Altium Designer mentre sono a scuola.

Sebbene Altium Designer sia stato sviluppato per i progettisti professionisti, è utilizzato da molti studenti che desiderano migliorare le loro competenze e prepararsi per carriere nell'industria elettronica. È anche un enorme incremento di produttività rispetto a KiCad; molte delle funzionalità integrate in Altium Designer funzionano immediatamente quando si inizia a progettare, mentre KiCad richiede agli utenti di scrivere uno script personalizzato per ottenere la stessa capacità.

CircuitMaker

CircuitMaker è un'applicazione gratuita per la progettazione di PCB che implementa molte delle stesse funzionalità trovate in Altium Designer. Rimuove molte delle funzionalità di livello enterprise più avanzate, necessarie per le grandi organizzazioni, e invece si concentra nel fornire agli utenti un'esperienza di progettazione semplificata con potenti strumenti di routing. Si concentra su PCB rigidi con un numero moderato di strati, che tipicamente sarebbero progettati da studenti, hobbisti e nuovi progettisti.

Punti salienti di CircuitMaker:

• Set di strumenti professionali simile a quello trovato in Altium Designer
• Posizionamento rapido, routing e creazione di componenti
• Progettazione schematica multi-foglio e supporto per PCB ad alto numero di strati
• Co-Design in Fusion 360 per il design meccanico

La tabella sottostante fornisce un confronto completo delle funzionalità tra CircuitMaker e Altium Designer. Le funzionalità in comune sono sostanzialmente le stesse in termini di accesso ai menu/pannelli, efficacia e scorciatoie da tastiera. Gli strumenti implementano anche lo stesso flusso di lavoro e hanno un formato di dati simile.

 

A causa della somiglianza e della sovrapposizione tra alcune caratteristiche, CircuitMaker offre ottime prospettive di carriera per gli studenti che vogliono lavorare professionalmente come progettisti di PCB o ingegneri elettrici. Le funzioni dello strumento e il flusso di lavoro in CircuitMaker corrispondono strettamente alle capacità di Altium Designer, rendendo il passaggio alle funzionalità professionali di Altium Designer rapido e senza interruzioni.

Inizia a imparare con CircuitMaker

CircuitMaker è stato originariamente prodotto da Altium come strumento di progettazione PCB per la comunità dei maker. Tuttavia, è anche un'eccellente applicazione di progettazione per gli studenti che vogliono imparare la progettazione di PCB. La cosa che rende CircuitMaker davvero grande è che è essenzialmente un'applicazione "Altium Designer Lite" con molte delle stesse caratteristiche. Alcune delle funzionalità avanzate sono state rimosse, ma le caratteristiche fondamentali di schemi, posizionamento, routing e librerie sono tutte incluse.

Una volta che sei pronto per iniziare a lavorare in Altium Designer, è incredibilmente facile trasferire i tuoi progetti di CircuitMaker in Altium Designer. Altium Designer può aprire e modificare direttamente i file di CircuitMaker. A differenza delle conversioni tra strumenti CAD di diversi fornitori, i tuoi progetti convertiti non richiedono mai correzioni o aggiornamenti. Puoi iniziare immediatamente a lavorare sul progetto importato in Altium Designer.

Costruisci la tua carriera con una licenza studenti di Altium Designer

Gli studenti amano comprensibilmente il software gratuito per la progettazione di PCB, ma tutte le posizioni professionali ad alto salario richiedono le capacità di progettazione disponibili solo nel software a pagamento. Con Altium Designer che è la piattaforma di progettazione PCB più richiesta nell'industria elettronica, conviene imparare questo potente software.

Fortunatamente, gli studenti con un'email valida di un'istituzione educativa possono ottenere una licenza studenti gratuita su Altium Education e ottenere immediatamente l'accesso al software per uso non commerciale. Altium Designer offre agli studenti l'accesso al livello successivo del software di progettazione PCB richiesto da piccole imprese di ingegneria, grandi aziende e imprenditori di successo.

• Simulazione SPICE integrata nell'editor schematico
• Supporto all'importazione per progetti LTspice e PSpice
• Funzionalità automatizzate di integrità del segnale per interfacce di calcolo standard (DDR, MIPI, Ethernet, ecc.)
• Funzionalità avanzate di routing semi-automatico e completamente automatico
• Vista diretta dell'inventario dei componenti e del ciclo di vita in più sedi
• Automatizza il processo di esportazione dei file di produzione
• Creazione automatica di disegni in Altium Draftsman
• Creazione automatica di footprint conformi IPC

I lettori noteranno la parola "automatizzato" molte volte nell'elenco sopra; ciò perché molte delle attività più semplici possono essere semi-automatizzate o completamente automatizzate, ma senza rimuovere un umano dal ciclo di verifica.

Queste funzionalità consentono anche di eseguire attività più avanzate che sono molto difficili o semplicemente non possibili in KiCad o EasyEDA. La sezione successiva mostra un esempio comune nei progetti commerciali.

Esempio di un'Attività di Progettazione Avanzata: Routing DDR

Per vedere come Altium Designer offra un miglioramento sostanziale rispetto a EasyEDA e KiCad, consideriamo un compito che sarebbe necessario in un progetto più avanzato: il routing DDR. Nell'elettronica di oggi, il routing DDR non è necessariamente "avanzato", ma piuttosto una necessità in molti sistemi digitali e prodotti commerciali. È qui che Altium Designer si distingue da CircuitMaker, EasyEDA e KiCad: aiuta ad automatizzare la creazione di regole, il routing e il timing.

Per i bus DDR3 e più veloci, il progettista deve eseguire tre compiti principali durante il routing:

• Definire i vincoli di timing del bus
• Far rispettare automaticamente l'impedenza delle tracce durante il routing
• Abbinare il ritardo delle reti, idealmente senza regolazione manuale della lunghezza

Con lo strumento xSignals e le funzionalità di routing integrate, un progettista può eseguire rapidamente questi compiti e ottenere un'interfaccia DDR, routata, con timing abbinato e verificata rispetto alle regole di progettazione. Questi compiti potrebbero richiedere ore di routing manuale in KiCad, e lo stesso livello di regolazione e verifica è impossibile in EasyEDA.

 

Ottieni una Licenza Educativa

Gli studenti che ottengono l'accesso alla licenza educativa e imparano ad utilizzare questi strumenti avranno un grande vantaggio rispetto ad altri studenti che utilizzano solo software gratuiti. Il set completo di funzionalità in Altium Designer è richiesto dalle aziende che lavorano sull'elettronica avanzata di oggi. Quindi, se sei uno studente e stai cercando un pacchetto software per la progettazione di PCB, non lasciarti sedurre dal software gratuito. Invece, concentra la tua attenzione sull'uso di una piattaforma di progettazione che migliorerà le tue competenze e le tue prospettive di lavoro.

Se vuoi avanzare nella tua carriera come progettista, allora dovresti iniziare ad imparare e utilizzare Altium Designer. Che tu debba costruire elettronica di potenza affidabile o sistemi digitali avanzati, contatta Altium Education o parla con un esperto di Altium per iniziare!

Domande Frequenti

Sono uno studente o un hobbista. Qual è il miglior strumento di progettazione PCB per gli studenti?

Se non puoi giustificare il costo di una licenza di Altium Designer, l'opzione migliore è CircuitMaker. È uno strumento gratuito per schemi e layout PCB basato sulla tecnologia di base di Altium Designer, con collaborazione online e archiviazione di progetti tramite uno spazio personale Altium 365. CircuitMaker offre più funzionalità rispetto a KiCad grazie ai suoi strumenti di libreria, accesso a milioni di componenti verificati dai produttori e visibilità istantanea delle scorte dei distributori all'interno di CircuitMaker.

Gli studenti possono accedere a una licenza educativa dei prodotti Altium?

Sì, gli studenti possono utilizzare il loro indirizzo email istituzionale per ottenere l'accesso a una licenza studente di Altium Designer; visita education.altium.com per maggiori informazioni.

Perché dovrei usare CircuitMaker per lavori da hobbista/studente invece di KiCad?

La grande particolarità dell'uso di CircuitMaker è che il flusso di lavoro è molto simile ad Altium Designer, quindi prepara gli utenti per una transizione agli strumenti commerciali di livello superiore di Altium.

Voglio assicurarmi di progredire nella mia carriera. Quali sono le mie prospettive di lavoro se imparo ad usare i prodotti Altium?

Un grande vantaggio di CircuitMaker è che utilizza lo stesso flusso di lavoro e gli stessi strumenti presenti in Altium Designer, quindi ti prepara ad usare Altium Designer come parte di un lavoro regolare. Al contrario, KiCad è raramente elencato come competenza richiesta per lavori ben retribuiti.

Dove posso accedere a progetti PCB open-source che mi aiuteranno ad imparare la progettazione PCB?

Una grande risorsa per accedere a progetti open-source è GitHub. Molti utenti rendono disponibili gratuitamente i loro progetti di progettazione PCB per il download sotto una licenza open-source standard. Su GitHub sono disponibili anche molte librerie di componenti.

Posso accedere a progetti di esempio in CircuitMaker che mi aiuteranno ad imparare la progettazione PCB?

Sì, CircuitMaker offre agli utenti l'accesso a progetti di esempio tramite il sito web di CircuitMaker. Gli utenti possono condividere pubblicamente i loro progetti e renderli disponibili per il download gratuito.