آموزش طراحی مدارهای چاپی به کمک رایانه (Altium Designer)-بخش اول

امروزه کار با رایانه جزء جدای ناپذیری در زندگی انسان‌ها به خصوص مهندسین است. در این مقاله و مقالات مرتبط بعدی قصد داریم با یکی از نرم افزارهای طراحی برد مدار چاپی به نام Altium Designer آشنا شویم. با ما همراه باشید.

برد مدار چاپی چیست؟

برد مدار چاپی یا PCB که مخفف Printed Circuit Board است و به نقشه پیاده شده مدار برای طراحی نهایی گفته می‌شود.

روش های مختلفی از قبیل استفاده از بردبورد و برد هزار سوراخ برای پیاده سازی مدار وجود دارد که هر کدام از معایب خاصی از جمله افزایش مساحت برد، افزایش سیم، قطعی سیم ها و … رنج می برند.

برد مدار چاپی نه تنها دارای معایب فوق نبوده بلکه با کوچکتر کردن مساحت برد استفاده از آن را در مکان های خاص امکانپذیر می کند.

چرا Altium Designer ؟

طراحی برد مدار چاپی در ایران بر پایه این نرم افزار استوار است و بیش از 99 درصد شرکت ها و کارخانجات و کارگاه ها از این نرم افزار استفاده می کنند.

پس می توان به صراحت گفت یادگیری این نرم افزار و طراحی به کمک آن برای کسی که در زمینه الکترونیک فعالیت می کند لازم و ضروری است.

ویژگی های Altium Designer ؟

برخی از ویژگی های Altium Designer به شرح زیر است:

طراحی انواع مدارات چاپی به صورت 100% حرفه ای
قابلیت شبیه سازی مدارات الکترونیک آنالوگ و انجام تحلیل Spice برای آنها
قابلیت گرفتن خروجی سه بعدی pdf، cad، pcb و … از مدارات
پشتیبانی تمامی کمپانی‌های سازنده‌ی فیبر مدار چاپی از خروجی نرم افزار
قابلیت برنامه نویسی به زبان های C، vhdl، تراشه های fpga و…
ایجاد شماتیک‌های چند صفحه ای، طراحی pcb با شکل و اندازه های مختلف
کتابخانه‌های قدرتمند و کامل و قابلیت ساختن قطعه‌ی جدید در سه مرحله

مراحل طراحی یک مدار چاپی (PCB)

مراحل طراحی یک مدار چاپی به کمک Altium Designer به شرح زیر است:

ایجاد فضای کار و فایل های مورد نظر در Altium Designer
جستجو و انتخاب قطعات مدار مورد نظر از کتابخانه نرم افزار
چیدن قطعات مدرا در داخل فضای طراحی
وصل کردن قطعات به یکدیگر با توجه به نقشه
ایجاد نت لیست از مدار مورد نظر (اتصال اولیه و موقت بین قطعات)
انتخاب و تعیین تعداد لایه های مورد نیاز در مدار
مشخص نمودن محدوده و اندازه و چیدن Footprint قطعات در جاهای مناسب Board
وصل کردن قطعات به یکدیگر با استفاده از track به صورت دستی یا اتوماتیک
بازرسی نهایی مدار به منظور جلوگیری از بروز خطا و اشتباه

فیبرهای چاپی

فیبر مدار چاپی از ورقی فیبرین از جنس الیاف یا فایبرگلاس و سطح بسیار نازکی از مس در یک یا دو طرف فیبر یا به صورت چندین لایه تشکیل شده است.

مرغوبیت و تکنولوژی ساخت این فیبرها برای اهداف مختلف، متفاوت می باشد.

فیبرها با کاربردهای مختلفی از جمله کارهای آزمایشگاهی، نظامی، مخابراتی، نظامی و… تولید می‌شوند و هر کدام هزینه متفاوتی دارند.

انواع فیبرهای مدار چاپی

فیبرهای مدار چاپی یک رو
فیبرهای مدار چاپی دو رو
فیبرهای مدار چاپی چند لایه

انواع فیبرهای مدار چاپی یک رو

این فیبرها از یک لایه ورق فیبر با ضخامت های مختلف تشکیل شده که یک لایه نازک مس در یک طرف فیبر تشکیل می شود.
فیبرهای یک رو در اکثر مواقع برای طرح های با تراکم ارتباط کمتر و ابعاد کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.
ارتباط المان ها فقط در یک طرف فیبر قرار دارد و در طرف دیگر المان‌ها یا همان قطعات قرار دارند.
فیبرهای یک رو بیشتر برای قطعات پایه دار یا THD که به صورت مرسوم DIP گفته می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع فیبرهای مدار چاپی دو رو

فیبرهای مدار چاپی دو رو، مانند فیبرهای یک رو از یک لایه فیبر با ضخامت های مختلف تشکیل شده اند که در دو طرف آن یک لایه نازک مس قرار دارد.
این نوع فیبرها در طرح های با تراکم بالا و قطعات نصب سطحی یا SMD مورد استفاده قرار می گیرند.
قطعات SMD المان‌های بدون پایه هستند و قابلیت نصب روی سطح را دارند که این مزیت سبب کاهش سایز برد خواهد شد.

انواع فیبرهای مدار چاپی چند لایه

گاهی اوقات به دلیل تراکم ارتباط بسیار بالا بین قطعات، حتی فیبرهای مدار چاپی دو رو نیز روش مناسبی برای طرح مورد نظر نمی باشد به همین دلیل از فیبرهای مدار چاپی چند لایه استفاده می شود.
فیبرهای مدار چاپی چند لایه نه تنها دارای لایه ی مس در دو طرف فیبر هستند بلکه در لایه های میانی فیبر نیز لایه های مس وجود دارد. طراحی و ساخت این نوع فیبرهای مدار چاپی بسیار هزینه بر و زمان بر است.