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Posted by on Abr 15, 2014 in Otros PCB, PCB | 2 comments

Comparativa de Software para diseño de PCBs

Comparativa de Software para diseño de PCBs

Software para el diseño y fabricación de circuitos impresos PCB

Autor: Eduardo Rafael Ramírez Camarillo [ERRC]

Los programas EDA (Electronic Design Automation) son un conjunto de herramientas  de software dedicadas al diseño de sistemas electrónicos como circuitos impresos (PCB, por sus siglas en inglés) y circuitos integrados (CI). Las herramientas orientadas a la creación de PCBs facilitan el diseño de diagramas eléctricos, la distribución e interconexión de sus componentes, la simulación, la detección de errores, la implementación y la posterior fabricación.

Para mayor referencia a que es el PCB. click aquì.

La metodología a seguir en la fabricación de PCBs es:

  1. Captura del diseño esquemático
  2. Simulación (pocos programas EDA incluyen esta etapa )
  3. Diseño del circuito impreso (conforme al diseño esquemático)
  4. Fabricación

La captura del diagrama esquemático es el primer paso en el ciclo de la automatización del diseño electrónico (EDA). Éste representa los componentes del circuito por medio de símbolos interconectados entre sí, lo que facilita la interpretación y comprensión de la función o funciones que realizará el circuito. Además, es recomendable que en este proceso se agregue la información detallada sobre los componentes y conexiones, es decir,  el tipo de empaquetado, el valor, el nombre y características intrínsecas del elemento; subdividir, cuando sea posible, el diagrama en bloques dedicados a la realización de una función específica, lo ayudará a comprender mejor todo el sistema.

La etapa de simulación consiste en colocar valores de entrada al circuito, como pueden ser: fuentes de tensión, fuentes de corriente, señales lógicas, analógicas, etc., y verificar que proporcione las mediciones esperadas.

Una vez comprobada y aceptada la respuesta del circuito, se procede a generar el diagrama del circuito impreso; éste proporciona información sobre cómo quedarán distribuidos todos los componentes físicamente de acuerdo al diagrama esquemático. Esta etapa es sumamente importante ya que aquí se definen dimensiones máximas del impreso, la geometría y el ancho de las pistas, en resumen, cómo se verá físicamente el PCB.

El proceso de fabricación de la PCB posee una gran cantidad de variantes, puede llevarse a cabo con técnicas caseras hasta procesos profesionales, pero por ahora sólo pretendemos describir la parte del diseño.

 

PCB

 

Probablemente se preguntarán,  porqué si todas las aplicaciones contienen todas las herramientas, ¿qué hace mejor una de las demás?, pues en la siguiente tabla de Ventajas y Desventajas comprenderán el porqué.

PCB

 

Ahora nos enfocaremos en las herramientas de versión libre y que además ofrecen buena calidad de diseño, como son: Eagle y Diptrace.

Para hacerlo nos planteamos diseñar una fuente de 5V en ambos programas y evaluarlos en iguales condiciones. Pero antes es necesario informar sobre las limitaciones de estas versiones:

Eagle Light Edition:

  • Área de trabajo limitada a 100 x80 mm.
  • Sólo dos capas (TOP y BUTTON)
  • Sólo se puede crear una página en el editor de esquemáticos
  • El soporte sólo está disponible a través de e-mail o en el foro de discusión de la página, no hay soporte por teléfono o fax
  • Su uso está orientado a aplicaciones sin fines de lucro o propósitos de evaluación.

DipTrace Non-Profit Lite License:

  • Limitado a diseños de 500 pines
  • Sólo dos capas (TOP y BUTTON)

Comenzamos…

1. Gestor de proyectos

PCB

COMPARATIVA

 

 

2. Interfaz de la aplicación para la captura del diagrama esquemático

 

3. Bibliotecas

 

4. Diagrama esquemático

 

5. PCB Layout

 

Yo recomiendo usar la opción Auto-Ruteado al principio, y una vez que termine tomar decisiones de cómo podrían quedar mejor distribuidos los componentes, des-rutear, hacer los cambios de posición pertinentes y rutear manualmente, siempre comenzando por las conexiones más cortas hasta las más largas. En caso de que nuestro diseño sea muy complejo, el uso de doble capa es lo más recomendable para evitar colocar puentes cuando se hace en una sola (generalmente en la BOTTOM).

Establecer el ancho de las pistas (no el grosor, el grosor es el mismo para todas las pistas pues es el grosor de la capa de cobre) es un paso MUY IMPORTANTE. Para calcular el ancho de una determinada pista necesitamos conocer tres datos:

  • La corriente máxima que puede circular por la pista
  • El incremento máximo permitido de temperatura que puede soportar esa pista
  • El grosor de la pista.

Pero por ahora no trataré más de esa teoría ya que en la web se puede encontrar bastante información.

Evitar colocar pistas a 90° o menos, ya que los ángulos menores provocan el fenómeno llamado “Efecto de puntas” que provocan arcos de voltaje entre las pistas y un funcionamiento anormal del circuito.

 

6. Polígonos

 Una vez terminados los pasos anteriores, una opción recomendable es agregar polígonos a nuestro diseño, ya sea que formen parte de una señal –generalmente GND-, o que sencillamente cubran las áreas no utilizadas del circuito. Esto ayudará a reducir el tiempo de fabricación ya sea por métodos caseros o profesionales, sea cual sea el caso.

 

Cabe señalar que ambos poseen opciones para mostrar/ocultar las capas que uno desee, esto para facilitar las vistas, pero más que nada para la hora de imprimir, ya que en este proceso se debe hacer por separado; bueno era algo obvio pero merecía ser mencionado.

7. PCB con visualización 3D

Quizá una de las etapas más esperadas, PERO, (siempre debe haber un pero) nos han quedado mla ambos programas en este proceso…

 

Conclusiones

Después de un largo y meticuloso análisis de las herramientas mencionadas, puedo concluir que en base a mis necesidades y mis alcances actuales, EAGLE Light Edition seguirá siendo mi herramienta favorita para la creación de circuitos impresos (PCB), pero eso podría cambiar totalmente con la versión final de PROTEUS 8 ya que como vimos en  su versión DEMO, integra todas las etapas con una calidad aceptable ajustándose a las necesidades del diseñador, pero, ¿por qué elegí EAGLE frente a DipTrace?, porque sencillamente posee una cantidad mayor de librerías, es más utilizado en el mundo, por lo que las actualizaciones, tanto del fabricante como de los usuarios son constantes, razón suficiente para evitarme el proceso de edición de componentes o librerías extras. Ninguno cuenta con una etapa de simulación aceptable así que queda descartado en ambos, ese proceso prefiero seguir haciéndolo en PROTEUS o Multisim, que no lo mencioné en este artículo pero cuenta con una gran herramienta de simulación. La única ventaja que va muy por encima de EAGLE por parte de DipTrace es la visualización 3D, pero siendo sinceros es sólo cuestión de estética aunque hacer ver más profesionales los proyectos, pero prefiero la calidad del PCB que brinda EAGLE y su facilidad de uso.

 En cuanto a las herramientas de mayor potencia como OrCAD o Altium puedo decir que son herramientas altamente profesionales y si tienen la posibilidad de utilizarlos, aprovéchenlo, porque puede abrirles mejores oportunidades en la industria, la desventaja para uno como estudiante o hobbista es el precio.

Por el momento es todo de mi parte, saludos.

Autor: Eduardo Rafael Ramírez Camarillo [ERRC]

Este tutorial tambien se encuentra publicado en la pagina de Tecno Reviews TR en el siguiente link

2 Comments

  1. Para un mejor diseño de circuitos, elegir el mejor simulador de circuitos es muy importante. EasyEDA es una herramienta gratuita EDA basado en la web y proporciona captura shematic, diseño de PCB, la simulación de especias y funciones de orden PCB en línea que le dará un fácil viaje de diseño EDA y experiencia y hacer que su circuito de trabajo de diseño con mayor facilidad y de manera más productiva. Usted podría ejecutarlo en Windows, Mac, Linux o plataforma Android, siempre que hay un navegador en el sistema operativo y la conexión a la red. Usted encontrará lo que necesita en https://easyeda.com/editor

  2. ¡Muchas gracias por la información!
    Hace tiempo que hice esta comparativa y no conocía esa herramienta.

    Saludos.

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