Программ для разводки печатных плат. Лучшие бесплатные программы для проектирования печатных плат

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).

Подготовить рисунок печатной платы поможет бесплатная программа Sprint Layout . Программа проста в использовании, полностью переведена на русский язык включая файл справки и пригодится при изготовлении двухсторонних и многослойных печатных плат. Sprint Layout богата своими возможностями, можно наносить на плату контакты, проводники, фигуры и текст. Из дополнительных возможностей программы можно перечислить SMD маска, маска по олову, металлизация, контроль и интегрированный автотрассировщик. Функция "Фотовид" позволяет увидеть печатную плату в реалистичном виде.

Программа для печатных плат

Существует множество программ для создания печатных плат , большинство из них коммерческие. Sprint Layout отличная бесплатная альтернатива платным собратьям, поддерживающая экспорт в формат Gerber (.GBL, .GTL, .GBS, .GTS, .GBO, .GTO, .GBP, .GTP, .GKO, .GM1, .GM2, .GPT, .GPB), Excellon (Сверловка.DRL) и HPGL (фрезеровка) файлов. Так что если у Вас под рукой есть фрезерный или сверлильный станок с программным управлением, то можно печатную плату обработать более точно, задействовав автоматические системы. Её профессиональные возможности не уступают дорогостоящим программам подобного рода. В архиве для загрузки вместе с программой дополнительно включена папка с набором макросов включающими в себя обширную базу элементов отечественного и зарубежного производства. Чтобы задействовать дополнительные элементы набора просто скопируйте содержимое папки "Дополнительные макросы" в папку "MAKROS".

Официальный сайт: http://www.abacom-online.de
Операционные системы: Windows All
Поддерживаемые языки: русский
Версия: 5.0
Лицензия: freeware (бесплатно )

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.

Предлагаю вам обратить внимание на программу для разработки принципиальных схем и печатных плат DipTrace. Это разработка - Украинской фирмы .

Собственно, это не одна программа, а целый пакет для сквозного проектирования (от идеи до файлов для производства) включающий редактор схем, редактор плат, редактор компонентов и редактор их корпусов, а также 3D редактор корпусов. Ну и всякие полезности вроде конвертирования из различных форматов, многообразные библиотеки, автотрассировщик и многое другое. Есть и 64 битная версия.

Из особых достоинств следует отметить простой и понятный интерфейс, помощь на русском языке, и самое главное — специальную , которая позволяет на законных основаниях создавать серьёзные схемы.

Мне в этой программе понравилась возможность нарисовать принципиальную схемы, а затем с помощью авторассировщика создать печатную плату. Есть 3-D визуализация печатной платы. Программа осваивается очень легко и быстро, бесплатная лицензия позволяет делать 2-х слойные платы имеющие до 500 отверстий!

У любимого всеми самодельщиками комплекта sPlan 7.0 и Sprint Layout 5.0 нет связки между программой проектирования принципиальной схемы и печатной платы. А подавляющее большинство доступных инсталяшек Proteus заражено вирусами.

Программный пакет DipTrace представляет собой полнофункциональную систему для разработки принципиальных схем и печатных плат. Включает в себя четыре программы:

1. PCB Layout — проектирование плат с помощью мощного автотрассировщика, удобной ручной трассировки и системы позиционирования компонентов.

2. Schematic — проектирование схем с поддержкой иерархии и неограниченного количества листов. Экспорт в редактор плат, список сетей (netlist) или симулятор.

3. Pattern Editor — редактор корпусов для печатной платы. Позволяет создавать свои библиотеки.

4. Component Editor — редактор компонентов. Рисование символов схемотехники и связка их с корпусами. Позволяет создавать свои библиотеки.

Стандартные библиотеки — содержат более 100 000 компонентов.
3D предпросмотр — позволяет просматривать трехмерную модель платы. С программой поставляются более 2.5 тыс. 3D-моделей корпусов.
Импорт/Экспорт — система может импортировать схемы, платы и библиотеки из P-CAD, PADS и других популярных программ. Экспорт в P-CAD, Gerber и другие форматы позволит подготовить платы для любого производства.
Русский интерфейс, справка, учебник и форматки — позволят быстро изучить и эффективно пользоваться программой.

Вы ищите недорогую, профессиональную, лицензионную и легкую в использовании систему проектирования принципиальных схем и печатных плат, которая позволит импортировать Ваши наработки из P-CAD и других программ? Попробуйте DipTrace!

Возможности и функции DipTrace

Интуитивно-понятный пользовательский интерфейс

Многоуровневая иерархия и поддержка многолистовых схем позволяет быстро и эффективно разрабатывать сложные принципиальные схемы. Преобразование схемы в плату, обновление проекта из измененной схемы и обратная аннотация производятся одним кликом. Все объекты подсвечиваются при работе. Учебник содержит пошаговые рекомендации и проведет Вас через все этапы создания платы.

Удобное ручное и автоматическое позиционирование

Функции «Упорядочивание», «Позиционирование по списку» и «Автоматическая расстановка компонентов» помогут Вам легко и быстро оптимизировать расположение компонентов и размеры платы.

Эффективные возможности трассировки

Cовременный бессеточный автотрассировщик способен качественно и быстро разводить как сложные многослойные платы с разными типами компонентов, так и простые двухслойные проекты. Сеточный трассировщик может использоваться на простых однослойных платах c перемычками. Поддержка Specctra DSN/SES позволяет использовать внешние трассировщики. Развитые средства ручной трассировки дают возможность быстро и эффективно проектировать нестандартные платы. Размеры плат неограничены.

Всесторонняя проверка проекта

Широкие возможности проверки проекта на различных этапах создания позволяют выявить ошибки до отправки файлов производителю. Проверка включает следующие этапы: автоматизированная проверка новых компонентов в библиотеках, выявляющая возможные признаки ошибок и минимизирующая «человеческий фактор»; проверка допустимости соединений в схеме (ERC); проверка зазоров, размерностей и различных признаков ошибок на плате (DRC); проверка целостности соединений на плате; сравнение со схемой. Ошибки выводятся в виде списка и отображаются в проекте, возможно их исправление «на лету» с перезапуском проверки.

3D предпросмотр платы

Функция трехмерного предпросмотра моделирует внешний вид конечного изделия, дает возможность выявить недостатки компоновки до передачи в производство. Благодаря аппаратному ускорению графики возможно поворачивать и масштабировать модель устройства в реальном времени. С программой поставляются более 2.5 тыс 3D-моделей корпусов.

Моделирование схемы

Экспорт принципиальной схемы в формате Spice-нетлист (.cir) даст возможность промоделировать Ваше устройство в программе LT Spice или любом другом внешнем симуляторе.

Импорт / Экспорт

Функции импорта и экспорта позволяют Вам работать с принципиальными схемами, платами и библиотеками в форматах других EDA и CAD-приложений: DXF, P-CAD, PADS, OrCAD и Eagle, а также работать с нетлистами: Accel, Allegro, Mentor, PADS, P-CAD, OrCAD, Protel 2.0 и Tango.

Создание файлов для производства

В DipTrace Вы можете получить все необходимые для производства файлы (Gerber RS-274X, Excellon N/C Drill, DXF). Векторизация позволяет экспортировать в Gerber-формат TrueType шрифты и растровые изображения.

Создание собственных библиотек

Удобные средства разработки компонентов и корпусов с автоматическим расположением и нумерацией выводов по заданным правилам позволяют за считанные минуты создавать компоненты любых размеров и сложности.

На этой официальной странице находятся файлы для загрузки DipTrace:

Если не боитесь возможных проблем, то можете установить DipTrace 2.2.9 beta — (последняя бета-версия с DRC в реальном времени и 3D экспортом) — 61,5 МБ.

Руководство пользователя на русском языке (при установке программы устанавливается руководство на английском): — 9,4 МБ.

Альтернативный учебник по DipTrace: http://diptracer.ru (собственно то же руководство пользователя, только сокращённое, с массой опечаток и картинками расставленными не там где надо:(). Не смотря на недостатки хорошо подходит для быстрого изучения программы.

Статьи по использованию DipTrace на .

Лицензионная политика для русскоязычных пользователей

Freeware версия имеет ограничение - 300 выводов и 2 слоя, для любительских целей этого вполне достаточно.

Мало? Тогда внимательно читайте «Руководство пользователя» — там описано как официально получить бесплатную лицензия для некоммерческого использования версии DipTrace Lite (2 слоя 500 выводов). Коммерческая версия этой программы стоит 1200 рублей.

Опять мало? — читайте комментарий к этой статье.

DipTrace это система автоматизированного проектирования и разработки принципиальных схем и печатных плат . В нее входят четыре программы: PCB Layout - проектирование печатных плат с интерактивной автоматической трассировкой, Schematic - создание принципиальных схем, которые впоследствии можно перевести в платы, ComEdit - позволяющая редактировать корпуса для печатных плат и SchemEdit - редактор компонентов, рисование символов схемотехники в связке с корпусами. САПР DipTrace весьма удобна, работа в ней сопровождается подсветкой объектов для улучшения наглядного восприятия редактируемого материала (принципиальная схема или плата). Интерфейс программы поддерживает русский язык, DipTrace для домашнего пользователя бесплатная с ограничением до 300 выводов на схеме.