در باب اهمیت آموزش آلتیوم دیزاینر ( Altium Designer )
به جرات می‌توان گفت آموزش آلتیوم دیزاینر ( altium designer ) یکی از نیازهای اولیه برای حرفه‌ای شدن در دنیای برق و الکترونیک است، اگر در ایران زندگی و کار می‌کنید (در رشته الکترونیک) خیلی بعید است که اسم نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر را نشنیده باشد! متاسفانه اغلب شرکتهای چاپ مدارچاپی که لیست برخی از آنها را در پست شرکتهای تولید کننده مدار چاپی PCB – ویدئو آموزشی می‌توانید مشاهده کنید برای چاپ برد از شما فایل نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر درخواست می‌کنند. وجود این چنین جبری لزوم یادگیری و آموزش این نرم‌افزار را دو چندان می کند.
ما سعی کرده و می‌کنیم که آموزش‌های تهیه شده به شکل کاربردی باشند، در تهیه این آموزش نیز سعی شده که این نوع نگاه حفظ شود و با تکیه بر تجربیات عملی چند ساله آموزش‌ها را تهیه و تدوین کرده ایم. امیدوارم که آموزش آلتیوم دیزاینرمورد پسند شما همراهان همیشگی قرار بگیرد.
معرفی نرم افزار آلتیوم دیزاینر
بسته به این که چند سال است در حوزه الکترونیک فعالیت می‌کنید ممکن است اسم‌های مختلفی برای صدا زدن نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر استفاده کرده باشید به شخصه از Protel 99Se با این نرم‌افزار آشنا شدم و تا امروز مداما با این نرم‌افزار سر و کله زده ام باید اعتراف کنم این نرم‌افزار یکی از بهترین نرم‌افزارهای موجود برای طراحی و آنالیز بردهای الکترونیکی است.
ممکن است مثل خیلی‌ها فکر کنید نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر محدود به طراحی PCB است، ولی واقعا اینطور نیست، شما به کمک این نرم‌افزار قادر خواهید بود علاوه بر طراحی PCB انواع آنالیزهای الکتریکی و مکانیکی را با استفاده از ان انجام دهید. همچنین قادر خواهید بود برای برد های مبتنی بر FPGA منطق طراحی کنید یا برای بردهای مبتنی بر میکروکنترلر برنامه بنویسید، دیباگ کنید و توسعه دهید.
البته ما در آموزش آلتیوم دیزاینر تنها به جنبه طراحی PCB و ساخت انواع کتابخانه‌ی قطعه بسنده خواهیم کرد شاید در آینده به دیگر جنبه‌های این نرم‌افزار بپردازیم به هر حال هر چیزی ممکنه ?
درباره دوره آموزش آلتیوم دیزاینر به نقل از نویسنده آن
Electronic Girl :
مهم‌ترین و پرچالش‌ترین سؤال برای یک مهندس الکترونیک این است که « چطور باید طراحی مدار را انجام بدهد؟»
واقعاً دانشجویی که توی این نظام آموزشی مهارت‌های عملی را به خوبی بهش یاد ندادن چیکار باید بکنه؟ همین موضوع باعث شده که خیلی از فارغ التحصیلان بیکار باشن. به جز اون دسته افردی که خودشون تلاش می‌کنن تا مهارت‌های لازم را یاد بگیرن که البته موفقیت آنها هم ناشی از تلاش خودشون هست نه آموخته‌های دانشگاهی.
من هم سعی کردم تا جزء این دسته افراد باشم و فارغ از درس و دانشگاه خودم مهارت‌های لازم را کسب کنم و حالا تصمیم دارم تجربیاتم را توی سری آموزش آلتیوم دیزاینر در اختیار دوست داران الکترونیک قرار بدم تا کمی مسیر را برای آنها هموارتر کرده باشم.
مثل همیشه رایگان
به شخصه معتقدم آموزش باید رایگان باشد، برابر باشد برای همه! شالوده و فلسفه اصلی سایت نیز همین تفکر است، از ابتدای راه اندازی وب سایت سعی کرده‌ایم که تمام آموزش ها به شکل رایگان در اختیار تمام همراهان عزیز باشد و تا جایی که مقدور باشد این راه را ادامه خواهیم داد. دوره آموزش آلتیوم دیزاینر نیز به شکل کاملا رایگان و بدون محدودیت در دسترس تمام عزیزان دوست دار الکترونیک خواهد بود.
در ادامه خلاصه‌ای از آنچه قرار است در این مجموعه آموزشی فرا بگیریم، ذکر خواهد شد
در این قسمت از ابتدا در مورد تجربه خودم در رابطه با طراحی PCB و اینکه چگونه شروع کردم کمی صحبت می‌کنم. همچنین در رابطه با چالش‌هایی که در ابتدای استخدامم در یک شرکت برایم پیش آمد برای شما خواهم گفت و چه مسیری را در راستای آموزش آلتیوم طی کردم تا توانستم چالش‌ها را با موفیت پشت سر بگذارم.
پس از مقدمات بالا در رابطه با مفاهیمی که در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر و همچنین طراحی PCB روبه‌رو می‌شوید صحبت می‌کنم و تعاریفی از این مفاهیم را به شما ارائه خواهد داد.
شما در این قسمت با تعریف pad ،via ،PCB، بردهای یک لایه و چند لایه، متالیزه، چاپ سبز، قطعات Dip و SMD آشنا می‌شوید. و درنهایت به این سوال که چرا برد مدار چاپی و چرا نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر، پاسخ خواهیم داد و کمی از تاریخچه نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر نیز خواهیم گفت.
در این قسمت کار با نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر را شروع می‌کنیم و رسما آموزش آلتیوم در این قسمت کلید می‌خورد. در ابتدا مختصر توضیحاتی در رابطه با نصب نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر خواهیم گفت و سپس با شروع یک پروژه در این نرم‌افزار کار را پیش می‌بریم و با محیط شماتیک، بخش‌های مختلف نرم‌افزار و همچنین ابزارها آشنا می‌شویم.
از آن‌جایی که در قسمت‌های بعدی نیاز هست که شما برای یک طراحی مناسب با قطعات آشنا باشید، ما انواع قطعات Dip و SMD و همچنین پکیج‌هاب مختلف این قطعات را به شما معرفی خواهیم کرد.
در قسمت دوم از آموزش آلتیوم فقط به ابزارها اشاره‌ی کوتاهی داشتیم و با همه‌ی آنها آشنا نشدیم. در این قسمت ابزارهای مختلف را معرفی می‌کنیم و همچنین محل آنها در نرم‌افزار را به شما نشان خواهیم داد و از کاربردهایشان برای شما خواهیم گفت.
با ابزارهای زیر در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر آشنا خواهیم شد:
Place Wire
Place Bus
Place Net Label
Place Signal Harness
GND Power Port
VCC Power Port
Place Part
Place Non-Specific No ERC
Utility Tools
Power Sources
Cross Probe to Open Documents
همانطور که می‌دانید نسخه‌های متفاوتی از نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر وجود دارد. و هر کدام از این نسخه‌ها ممکن است تفاوت‌ها یا قابلیت‌هایی نسبت به همدیگر داشته باشند. ما در این قسمت به تفاوت‌های نسخه‌های 16 و 18 محیط شماتیک این نرم‌افزار خواهیم پرداخت.
در این قسمت از آموزش آلتیوم می‌خواهیم نقشه‌ای که در محیط شماتیک داشتیم را به محیط PCB منتقل کنیم. برای این کار اقداماتی باید صورت بگیرد که با آنها آشنا خواهیم شد. و یک پروژه PCB ایجاد خواهیم کرد و سپس المان‌ها را شماره‌گذری می‌کنیم و به این محیط انتقال خواهیم داد.
در این قسمت از آموزش آلتیوم می‌خواهیم به طراحی در محیط PCB بپردازیم . طراحی را با قطعات SMD شروع خواهیم کرد به این دلیل که این قطعات جزئیات بیشتری از قطعات Dip خواهند داشت و شما در طراحی نکات بیشتری را یاد خواهید گرفت.
با استفاده از ابزارهایی که وجود دارد شکل برد را مشخص خواهیم کرد. برای اینکه بتوانیم طراحی را راحت‌تر انجام بدهیم و همچنین این طراحی به درستی صورت بگیرد با انواع لایه‌ها از جمله لایه‌های سیگنالی مختلف در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر آشنا می‌شویم.
در نرم افزار Ruleها یا قوانینی وجود دارد که ما با تنظیم کردن آنها می‌توانیم عرض (Width) ترک‌ها و نزدیک بودن آنها به همدیگر، مشخصات viaها و بقیه موراد را کنترل کنیم.
پس از اینکه قطعات را از محیط شماتیک به محیط PCB منتقل کردیم، وقت چینش قطعات است. چینش قطعات در محیط PCB خود اصولی دارد که باید رعایت گردد تا هم برد کوچکتری داشته باشیم هم هنگام ارتباط برد با جعبه یا سایر ادوات به مشکل برنخوریم. در این قسمت در رابطه با چینش قطعات یک سری اصول به شما گفته خواهد شد.
در بردهای تک لایه باید طراحی در لایه زیرین صورت بگیرد که دلیل آن به شما گفته می‌شود.
در رابطه با خطوط راهنما و نمایش به صورت 3D صحبت می‌کنیم.
از بردهای چند لایه خواهیم گفت و اینکه چگونه با استفاده از کلیدهای ترکیبی بین لایه‌ها جابه‌جت شویم و همچنین کدام کلید ترکیبی هنگام مسیر کشی یک via برای ما ایجاد خواهد کرد.
در این قسمت از آموزش آلتیوم با ابزارهای محیط PCB آشنا می‌شویم. در محیط PCB هرچقدر با این ابزارها بیشتر آشنا باشید، کار طراحی بسیار ساده‌تر و سریع‌تر است.
با ابزارهای زیر در محیط PCB آشنا می‌شوید:
Route Connection
Place Via
Place Polygon
Place Keepout Fill
Place String
Place Line
بسیار پیش می‌آید که شماتیک قطعه‌ای وجود نداشته باشد و خودتان مجبور به ساخت آن شوید. در این قسمت از آموزش آلتیوم ما با ساخت شماتیک برای المان‌ها آشنا می‌شویم و ابزارهایی که برای این کار وجود دارند را معرفی می‌کنیم.
در حین کار و ساخت کتاب‌خانه شماتیک تفاوت‌های نسخه‌ی 16 و 18 نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر مرتبط با ساخت کتاب‌خانه شماتیک را خواهیم گفت.
همانند بخش شماتیک، برای قطعاتی که از قبل برای آنها فوت پرینتی وجود ندارد، خودمان باید آنها را بسازیم. ساختن فوت پرینت برای المان‌ها بسیار مهم‌تر از ساخت شماتیک آنها می‌باشد، چرا که فوت پرینت مستقیما نمودی از واقعیت می‌باشد و باید دقیقا منطبق با شکل واقعی المان طراحی شود.
با ساخت فوت پرینت المان‌ها با استفاده از ابزارهای نرم‌افزار آلتیوم و همچنین کتاب‌خانه‌های 3D نیز آشنا می‌شویم.
در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر Ruleها یا قوانینی وجود دارد که با تنظیم آنها می‌توان طراحی PCB را راحت‌تر انجام داد و کاری کرد که به صورت ناخواسته خطایی پیش نیاید و اگر احیانا خطایی پیش آمد، نرم‌افزار این خطاها را به ما گزارش دهد.
اگر مجموعه قوانینی را تنظیم کنیم هنگام طراحی نیازی به تغییرات تکی در جاهای مختلف PCB را نداریم و همه‌ی آن قوانین به کل طراحی ما اعمال می‌شود که باعث سریع‌تر شدن روند طراحی می‌شود.
در این قسمت از آموزش آلتیوم با Ruleهای زیر آشنا می‌شویم:
Clearance
Width
Routing Via
Differential Pairs Routing
Polygon Connect
در این قسمت از آموزش آلتیوم با روند طراحی یک برد از آغاز تا پایان آشنا می‌شوید و در این حین نکاتی کاربردی برای یک طراحی اصولی و مهندسی به شما آموزش داده می‌شود.
الزاماتی در رابطه با زیبایی، ساخت و همچنین محدودیت فضای برد مدار چاپی گفته خواهد شد.
در رابطه با اینکه عرض ترک‌ها چگونه انتخاب شوند تا جریان کافی بتواند از آنها عبور کند نکاتی گفته خواهد شد.
شاید باورتان نشود ولی استفاده از کلیدهای میان‌بر یا همان ترکیبی هنگام طراحی، سرعت طراحی شما را به شدت بهبود می‌بخشد.
ما سعی کردیم در یک قسمت تمامی کلیدهای میان‌برِ کاربردی را جمع‌آوری کنیم و در اختیار شما قرار بدهیم.
این کلیدهای میان‌بر هم در بخش شماتیک و هم در بخش PCB وجود دارند و شما می‌توانید بهره کافی از آنها را ببرید.
شما در نرم‌افزار آلتیوم می‌توانید در محیط PCB انگلیسی تایپ کنید و آن نوشته‌ها را در لایه‌های سیگنالی یا راهنما قرار بدهید تا هنگام ساخت برد این نوشته‌ها چاپ شوند و بر روی برد شما وجود داشته باشند. اما به صورت مستقیم نمی‌توان در آلتیوم به صورت فارسی چیزی نوشت.
در این قسمت از آموزش آلتیوم ما با روش‌ها و تکنیک‌هایی آشنا می‌شویم که نه تنها می‌توانیم در محیط PCB فارسی بنویسیم، بلکه لوگو و اشکال مختلف را می‌توانیم در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر به محیط PCB اضافه کنیم.
اگر الکترونیکی هستید و در حال خواندن این مقاله هستید به احتمال زیاد با مفهوم سیگنال دیفرانسیلی یا همان زوج تفاضلی آشنا هستید.
در بردهای الکترونیکی قطعاتی وجود دارند که سیگنال‌های آنها به صورت زوج دیفرانسیلی هستند و در روی برد باید دو مسیر یا ترک به آنها وصل شود. اگرچه می‌توان هر کدام از این ترک‌ها را به صورت جداگانه رسم نمود، اما این راه اصولی نیست و ممکن است اصلا برد کار نکند.
ما در این قسمت از آموزش آلتیوم با روشی اصولی که در نرم‌افزار مشخصا برای این کار وجود دارد آشنا می‌شویم و سیگنال‌های دیفرانسیلی را با استفاده از این روش رسم می‌کنیم تا هر تغییری بر روی یکی از سیگنال‌ها رخ داد متعاقبا روی سیگنال همجوار نیز رخ بدهد.
وقتی ما در نرم‌افزار آلتیوم و در محیط PCB طراحی می‌کنیم همه چیز به صورت لایه‌ای انجام می‌شود و ما به هرکدام از این لایه‌ها دسترسی داریم و می‌توانیم این لایه‌ها را فیلتر کنیم.
در این قسمت از آموزش آلتیوم با موارد زیر آشنا می‌شویم:
لایه راهنماBottom Overlay/Top Overlay
لایه محافظ قلع کاری Solder Mask
تنظیمات Layer Stack Manager
Stack Up پیشنهادی برد چهار لایه
Stack Up پیشنهادی برد شش لایه
تنظیماتDrill Pair
در الکترونیک دیجیتال مخصوصا در فرکانس‌های بالا شما برای این که کانفلیکت دیتا رخ ندهد گاها نیاز دارید که طول مسیرهای دیتا بر روی برد یکسان باشد. یعنی اگر طول یکی از مسیرهای دیتا 5 سانتی متر بود طول بقیه مسیرهای دیتا نیز باید 5 سانتی متر باشد تا دیتا به نحو درستی رد و بدل شود.
چون ممکن است هر مسیر دیتا از قسمت مختلفی از برد رد شود، پس طول مسیرها یکسان نیست. ما در این قسمت از آموزش آلتیوم با ابزاری آشنا می‌شویم که طول مسیرهای دیتا را برای ما با تکنیک خاص و جالبی برابر می‌کند که اصطلاحا این عمل Length Tuning نام دارد.
منبع:سیسوگ
