Qual é a Melhor Ferramenta de Design de PCB Para Estudantes?

Os estudantes de engenharia de hoje continuam reconhecendo a importância do design e da fabricação de PCBs como parte de um currículo moderno de engenharia. Isso significa que os estudantes interessados precisarão de algum software para ajudar a aprimorar suas habilidades de design. Existem várias opções de software de design de PCB, que funcionam nativamente em um desktop/laptop ou na nuvem. Vamos olhar algumas dessas opções neste artigo.

O que os Estudantes Procuram em Software de Design de PCB

Os estudantes precisam de uma plataforma CAD que os ajude a começar a projetar desde o primeiro dia, sem os recursos de gerenciamento de dados extraneous ou integrações que muitas vezes são vistos como de “nível empresarial”. Eles querem ferramentas que permitam começar a projetar circuitos, executar simulações e fazer layouts de PCB com os recursos padrão do CAD.

Mais frequentemente, os estudantes selecionarão software de design de PCB com estas características:

Baixo custo, ou preferencialmente software gratuito - Todo estudante vive com um orçamento limitado, então não é surpresa que os estudantes escolham software que não tenha um custo de licença.

Facilidade de uso - A maioria dos estudantes não tem treinamento formal ou experiência em sala de aula projetando PCBs, então eles querem uma plataforma com recursos básicos intuitivos e recursos avançados fáceis de aprender.

Suporte do fornecedor ou da comunidade - O fornecedor da ferramenta ou a comunidade de código aberto deve fornecer suporte aos usuários por meio de projetos de exemplo, bibliotecas de componentes e tutoriais de design.

Acesso a modelos CAD - Antes de os usuários poderem fazer qualquer coisa em um layout de PCB, eles precisarão de acesso a modelos CAD para seus símbolos esquemáticos, footprints de PCB e pacotes de componentes 3D.

Oportunidades de crescimento na carreira - Aprender uma aplicação de design de PCB pode se traduzir em uma posição bem remunerada em uma empresa? Os usuários podem construir hardware avançado nessas ferramentas?

Vamos olhar para quatro opções populares de software de design de PCB para estudantes: EasyEDA, KiCad, Altium Designer e CircuitMaker.

EasyEDA

A plataforma EasyEDA é baseada na nuvem e é popular entre os hobbistas que procuram software de design de PCB gratuito. Inclui todas as características básicas de captura esquemática, colocação de PCB, roteamento simples e criação de arquivos de fabricação que se esperaria em um software de design de PCB.

Principais destaques do EasyEDA:

• Acesso ao inventário de componentes da LCSC
• Criar placas de poucas camadas
• Suporte apenas para placas rígidas
• Baixar os arquivos de fabricação e levá-los para qualquer lugar

Crédito da imagem: Shawn Hymel

Embora seja um aplicativo conveniente de design de PCB para novos usuários, possui grandes desvantagens que impedem seu uso em ambientes profissionais. A falta de recursos avançados de roteamento que são padrão em outras ferramentas, a falta de acesso a informações da cadeia de suprimentos e componentes em nível industrial, e uma interface de usuário lenta são apenas algumas das razões pelas quais o EasyEDA não é usado profissionalmente. Esses fatores eliminam quaisquer oportunidades de carreira reais para estudantes que aprendem a usar apenas o EasyEDA; você não encontrará descrições de emprego que exijam EasyEDA!

Simplificando, o EasyEDA não é suficiente para hardware de nível profissional, é puramente uma ferramenta de aprendizado para hobbistas e estudantes. As restrições listadas acima e a falta de muitos recursos básicos não estão alinhadas com as práticas reais de design de empresas que projetam e fabricam produtos reais.

KiCad EDA

KiCad é um dos programas de software PCB gratuitos mais populares devido ao seu amplo suporte da comunidade de código aberto e grupo dedicado de desenvolvedores. Muitos usuários do KiCad também usam plataformas de design pagas, dando-lhes exposição a recursos mais avançados, e esses recursos têm se integrado lentamente ao KiCad.

Principais Destaques do KiCad:

• Captura esquemática e layout de PCB em uma única aplicação
• Mais ferramentas de colocação e roteamento do que o EasyEDA
• Os usuários podem construir algumas funcionalidades personalizadas com scripts
• Acesso a uma biblioteca de componentes para ajudar a iniciar novos projetos

Embora o KiCad tenha evoluído bastante ao longo dos anos, a maior desvantagem de usar o KiCad é que ele não é utilizado profissionalmente para projetos avançados de alto valor, o que limita as oportunidades de carreira. Posições profissionais de design de PCB e engenharia elétrica listam predominantemente uma plataforma de design paga como requisito para a posição, sendo o Altium Designer o mais popular.

As funcionalidades ausentes incluem suporte a designs rígido-flexíveis, ferramentas de suporte a design digital de alta velocidade automatizadas, designs de alta contagem de camadas e funcionalidades que suportam e automatizam a criação de lançamento para fabricação. É aqui que os engenheiros começam a procurar uma plataforma como o Altium Designer para suportar projetos mais avançados.

Altium Designer

Os estudantes frequentemente trabalham com Altium Designer ao obter acesso à licença por meio de sua instituição de ensino ou como parte de um grupo de pesquisa. O Altium Designer é um aplicativo de software de design de PCB de nível profissional com o maior número de usuários entre as plataformas de software de design pagas. Os usuários podem projetar literalmente qualquer tipo de PCB que possa ser fabricado comercialmente, incluindo designs rígido-flexíveis, totalmente flexíveis, circuitos impressos, dispositivos de interconexão moldados (MIDs) e sistemas multi-PCB.

Principais Destaques do Altium Designer:

• Oferece suporte a designs com alto número de folhas, alto número de layouts, alto número de componentes por padrão
• Recursos de design digital de alta velocidade que automatizam o roteamento e a análise
• Motor de regras totalmente configurável
• Suporte integrado para sistemas rígido-flexíveis, flexíveis, multi-PCB e PCBs HDI

Esta lista de recursos apenas arranha a superfície e não inclui os recursos de nível empresarial disponíveis no programa na opção de licença padrão. Esses recursos básicos alinham o Altium Designer com as necessidades de empresas de engenharia e OEMs que constroem produtos avançados. Isso significa que os estudantes podem obter um grande impulso na carreira quando aprendem a usar o Altium Designer enquanto estão na escola.

Embora o Altium Designer tenha sido desenvolvido para designers profissionais, ele é utilizado por muitos estudantes que desejam aprimorar suas habilidades e se preparar para carreiras na indústria eletrônica. Ele também é um enorme impulsionador de produtividade em comparação com o KiCad; muitos dos recursos integrados no Altium Designer funcionam imediatamente quando você começa a projetar, enquanto o KiCad exige que os usuários escrevam um script personalizado para obter a mesma capacidade.

CircuitMaker

CircuitMaker é uma aplicação gratuita de design de PCB que implementa muitos dos mesmos recursos encontrados no Altium Designer. Ele remove muitos dos recursos de nível empresarial de alta gama que são necessários por organizações maiores e, em vez disso, foca em oferecer aos usuários uma experiência de design simplificada com ferramentas de roteamento poderosas. Ele foca em PCBs rígidos com contagens de camadas moderadas, que normalmente seriam projetados por estudantes, hobbistas e novos designers.

Principais Destaques do CircuitMaker:

• Ferramentas profissionais similares às encontradas no Altium Designer
• Colocação rápida, roteamento e criação de componentes
• Design esquemático de múltiplas folhas e suporte a PCBs de alta contagem de camadas
• Co-Design com Fusion 360 para design mecânico

A tabela abaixo oferece uma comparação completa de recursos entre o CircuitMaker e o Altium Designer. Os recursos que se sobrepõem são essencialmente os mesmos em termos de acesso a menus/paneis, eficácia e atalhos de teclado. As ferramentas também implementam exatamente o mesmo fluxo de trabalho e têm um formato de dados similar.

 

Devido à semelhança e sobreposição entre algumas funcionalidades, o CircuitMaker oferece excelentes perspectivas de carreira para estudantes que desejam trabalhar profissionalmente como designers de PCB ou engenheiros elétricos. As funções da ferramenta e o fluxo de trabalho no CircuitMaker correspondem de perto às capacidades no Altium Designer, tornando a transição para as funcionalidades profissionais do Altium Designer rápida e sem problemas.

Comece a Aprender com o CircuitMaker

O CircuitMaker foi originalmente produzido pela Altium como uma ferramenta de design de PCB para a comunidade maker. No entanto, também é uma excelente aplicação de design para estudantes que desejam aprender sobre design de PCB. O que realmente torna o CircuitMaker ótimo é que ele é essencialmente uma aplicação "Altium Designer Lite" com muitas das mesmas funcionalidades. Algumas das funcionalidades avançadas foram removidas, mas as funcionalidades essenciais de esquemáticos, colocação, roteamento e bibliotecas estão todas incluídas.

Uma vez que esteja pronto para começar a trabalhar no Altium Designer, é incrivelmente fácil transferir seus projetos do CircuitMaker para o Altium Designer. O Altium Designer pode abrir e modificar arquivos do CircuitMaker diretamente. Ao contrário das conversões entre ferramentas CAD de diferentes fornecedores, seus projetos convertidos nunca requerem correções ou atualizações. Você pode começar a trabalhar imediatamente no design importado no Altium Designer.

Construa Sua Carreira com uma Licença de Estudante do Altium Designer

Os estudantes, compreensivelmente, adoram softwares de design de PCB gratuitos, mas todas as posições profissionais de alto salário exigem as capacidades de design encontradas apenas em softwares pagos. Com o Altium Designer sendo a plataforma de design de PCB mais requisitada em toda a indústria eletrônica, vale a pena aprender este poderoso software.

Felizmente, estudantes com um e-mail válido de instituição educacional podem obter uma licença de estudante gratuita em Altium Education e ter acesso imediato ao software para uso não comercial. O Altium Designer dá aos estudantes acesso ao próximo nível de software de design de PCB que é exigido por pequenas firmas de engenharia, grandes empresas e empreendedores de sucesso.

• Simulação SPICE integrada no editor de esquemáticos
• Suporte de importação para projetos LTspice e PSpice
• Recursos automatizados de integridade de sinal para interfaces de computação padrão (DDR, MIPI, Ethernet, etc.)
• Recursos avançados de roteamento semi-automatizado e totalmente automatizado
• Visualização direta do inventário de componentes e ciclo de vida em múltiplas localizações
• Automatize o processo de exportação de seus arquivos de fabricação
• Criação de desenhos automatizada no Altium Draftsman
• Criação de footprint compatível com IPC automatizada

Os leitores notarão a palavra “automatizado” várias vezes na lista acima; isso ocorre porque muitas das tarefas mais simples podem ser semi-automatizadas ou totalmente automatizadas, mas sem remover um humano do ciclo de verificação.

Essas funcionalidades também permitem tarefas mais avançadas que são muito difíceis ou simplesmente não possíveis no KiCad ou EasyEDA. A próxima seção mostra um exemplo que é comum em projetos comerciais.

Exemplo de uma Tarefa de Design Avançado: Roteamento DDR

Para ver como o Altium Designer oferece uma melhoria significativa em relação ao EasyEDA e KiCad, considere uma tarefa que seria necessária em um design mais avançado: roteamento DDR. Nos eletrônicos de hoje, o roteamento DDR não é necessariamente "avançado", mas sim uma necessidade em muitos sistemas digitais e produtos comerciais. É aqui que o Altium Designer se destaca em relação ao CircuitMaker, EasyEDA e KiCad: ele ajuda a automatizar a criação de regras, o roteamento e o timing.

Para barramentos DDR3 e mais rápidos, o designer precisa realizar três tarefas principais durante o roteamento:

• Definir as restrições de tempo do barramento
• Aplicar automaticamente a impedância do traço durante o roteamento
• Combinar o atraso das redes, idealmente sem ajuste manual de comprimento

Com a ferramenta xSignals e os recursos de roteamento integrados, um designer pode executar rapidamente essas tarefas e obter uma interface DDR, roteada, com timing combinado e verificada contra as regras de design. Essas tarefas poderiam levar horas de roteamento manual no KiCad, e o mesmo nível de ajuste e verificação é impossível no EasyEDA.

 

Comece Com uma Licença Educacional

Estudantes que obtêm acesso a licenças educacionais e aprendem a usar essas ferramentas terão uma grande vantagem sobre outros estudantes que apenas usam software gratuito. O conjunto completo de recursos no Altium Designer é exigido por empresas que trabalham com a eletrônica avançada de hoje. Então, se você é um estudante e está procurando por um pacote de software de design de PCB, não se deixe seduzir por software gratuito. Em vez disso, concentre-se em usar uma plataforma de design que irá melhorar suas habilidades e suas perspectivas de emprego.

Se você quer avançar na sua carreira como designer, então você deve começar a aprender e usar o Altium Designer. Seja para construir eletrônicos de potência confiáveis ou sistemas digitais avançados, entre em contato com Altium Education ou fale com um especialista na Altium para começar!

Perguntas Frequentes

Sou um estudante ou hobbista. Qual é a melhor ferramenta de design de PCB para estudantes?

Se você não pode justificar o custo de uma licença do Altium Designer, a melhor opção é o CircuitMaker. É uma ferramenta gratuita de esquemático + layout de PCB construída sobre a tecnologia central do Altium Designer, com colaboração online e armazenamento de projetos através de um Espaço Pessoal no Altium 365. O CircuitMaker oferece mais recursos do que o KiCad graças às suas ferramentas de biblioteca, acesso a milhões de componentes verificados por fabricantes e visibilidade instantânea dos inventários dos distribuidores dentro do CircuitMaker.

Os estudantes podem acessar uma licença educacional dos produtos Altium?

Sim, os estudantes podem usar seu endereço de email institucional para obter acesso a uma licença estudantil do Altium Designer; visite education.altium.com para mais informações.

Por que devo usar o CircuitMaker para trabalhos de hobby/estudante em vez do KiCad?

A grande vantagem de usar o CircuitMaker é que o fluxo de trabalho é muito semelhante ao do Altium Designer, então prepara os usuários para uma transição para as ferramentas comerciais de nível superior da Altium.

Quero ter certeza de que estou avançando na minha carreira. Quais são minhas perspectivas de emprego se eu aprender a usar os produtos Altium?

Uma grande vantagem do CircuitMaker é que ele utiliza o mesmo fluxo de trabalho e ferramentas encontradas no Altium Designer, preparando-o assim para usar o Altium Designer como parte de um trabalho regular. Em contraste, o KiCad raramente é listado como uma habilidade necessária em empregos bem remunerados.

Onde posso acessar projetos de PCB de código aberto que me ajudarão a aprender sobre design de PCB?

Um ótimo recurso para acessar designs de código aberto é o GitHub. Muitos usuários disponibilizam seus projetos de design de PCB para download gratuito sob uma licença padrão de código aberto. Há também muitas bibliotecas de componentes disponíveis no GitHub.

Posso acessar projetos de exemplo no CircuitMaker que me ajudarão a aprender sobre design de PCB?

Sim, o CircuitMaker dá aos usuários acesso a projetos de exemplo por meio do site do CircuitMaker. Os usuários podem compartilhar seus projetos publicamente e disponibilizá-los para download gratuito.