دوره طراحی برد الکترونیکی کاملا تخصصی و حرفه‌ای

تجهیزات الکترونیکی و هوشمند، دنیای پیشرفته را کامل در برگرفته اند؛ چه دستگاه بی سر و صدا باشد و چه دستگاهی پر سروصدا و پر از اعلان‌ مانند موبایل‌های هوشمند؛ همگی از یک یا چند برد مدار چاپی استفاده کرده‌اند. طی سال‌های اخیر، برد الکترونیکی به شکلی جدیدتر و سریع‌تر به رشد خود ادامه داده است. چه زمانی بهتر از الان که شروع به دیدن آموزش دوره طراحی برد الکترونیکی کنید و از این بازار بزرگ سود ببرید. همراه باشید تا این موارد را بیشتر بررسی کنیم.

برد مدار چاپی چیست؟

به تکنولوژی ساخت بردهای الکترونیکی که از مجموعه‌ای از لایه‌های مسی و هسته‌های دی‌الکتریک یا نارسانا ساخته‌شده است، فیبر مدار چاپی می‌گویند. فیبر مدار چاپی (برد مدار چاپی – PCB) انواع مختلفی دارد اما همه آنها از دو بخش اصلی لایه مسی و هسته فیبر مدار چاپی تشکیل‌شده اند. لایه‌های مسی در ضخامت‌های مختلفی ساخته می‌شوند و بسته به نوع مدار ضخامت مس تعیین می‌شود. بیشترین تفاوت بین فیبر ها به خاطر هسته های استفاده شده در آنها است.

هسته برد مدار چاپی (فیبر مدار چاپی – PCB) از موادی به نام دی‌الکتریک با خواص رسانایی الکتریکی بسیار ضعیف ساخته‌شده است. بیشترین مواد دی‌الکتریک استاندارد مورداستفاده برای برد مدار چاپی، یک کامپوزیت مقاوم در برابر شعله است که از پارچه فایبرگلاس بافته ‌شده و رزین اپوکسی، ساخته شده است و به‌عنوان FR-4 شناخته می‌شود. بخش‌های فلزی برد مدارچاپی معمولاً از مس تشکیل‌شده‌اند.

انواع برد مدار چاپی

به‌طور کلی، فیبر مدار چاپی (برد مدار چاپی – PCB) را می‌توان به یکی از سه دسته ی زیر طبقه‌بندی کرد: ریجید (Rigid)، انعطاف‌پذیر (فلکس) و موارد دیگر که از هسته فلزی ساخته‌شده اند مانند برد مدار چاپی آلومینیوم.

1- برد مدار چاپی Rigid

اغلب بردهایی که دیده اید از نوع Rigid هستند. در این دسته از PCBها، برد مدار چاپی در یک بستر و شکل سفت و سخت ایجادشده، که در طی فرآیندی با حرارت و فشار بالا ساخته شده است. متریال متداول مورد استفاده برای این برد مدار چاپی، FR-4 است؛ اما بسته به نیازهای خاص طراحی، می‌توان آن را تغییر داد.

2- برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر یا فلکس

برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر از نوار پلی آمید تشکیل‌شده است که امکان انعطاف بیشتری را فراهم می‌کند. این ماده شما را به یاد رول‌های فیلم قدیمی می‌اندازد. ضخامت برد مدار چاپی فلکس معمولاً بسیار کمتر از برد مدار چاپی Rigid استاندارد است.

3- برد مدار چاپی هسته فلزی یا آلومینیوم

PCB های هسته فلزی چیزی شبیه به برد مدار چاپی Rigid هستند با این تفاوت که توانایی بیشتری برای پخش گرما در سراسر برد، برای محافظت از مدارهای حساس دارند. این جنس از برد مدار چاپی می‌تواند گزینه‌ی مناسبی برای بردهایی با توان بالا برای جلوگیری از خرابی برد الکترونیکی باشد.

آموزش طراحی برد الکترونیکی

قبل از اینکه یک برد مدار چاپی بسازید، باید برد الکترونیکی را طراحی کنید. طراحی برد مدار چاپی با استفاده از نرم افزارهای CAD مانند آلتیوم دیزاینر انجام می‌شود. طراحی PCB به دومرحله اصلی تقسیم می‌شود:

1. طراحی و ترسیم شماتیک مدار
2. طراحی PCB برای ساخت برد به‌صورت واقعی

1- کتابخانه نرم‌افزار را توسعه دهید.

اولین گام طراحی PCB، توسعه و تهیه کتابخانه موردنیاز برای طراحی است. این امر شامل نمادهای شماتیک (schematic symbols)، مدل‌های شبیه‌سازی (simulation models)، فوت پرینت ها (footprints) برای چیدمان PCB و شبیه‌سازی برد الکترونیکی به‌صورت سه‌بعدی می باشد.

2- چینش قطعات برای طراحی برد الکترونیکی

پس از ترسیم شماتیک، مدار طراحی شده به محیط PCB منتقل می شود و سپس چیدمان قطعات که اصلی ترین قسمت طراحی برد مدار چاپی است، شروع می شود. با گذراندن دوره طراحی برد الکترونیکی قادر خواهید شد که در این محیط چیدمان قطعات را بصورت حرفه ای انجام دهید.

هنگامی‌که چینش قطعات بر روی برد الکترونیکی کامل شد، نوبت به مسیر کشی (Routing) می‌رسد که در این مرحله اتصالات الکتریکی بین قطعات را برقرار می کنید. همان‌طور که در دوره آلتیوم دیزاینر توضیح داده می شود، باید برای برد الکترونیکی، قوانینی از جمله کلیرنس (Clearance) تعیین کنید که در زمان مسیرکشی دچار خطا نشوید. طراحی برد الکترونیکی یک فرآیند گام به گام است:

• طراحی و ترسیم شماتیک
• انتقال مدار ترسیم شده به محیط PCB
• چیدمان قطعات
• مسیرکشی PCB
• تست DRC
• خروجی های لازم مانند گربر و BOM و …
• ساخت برد

آموزش طراحی PCB با آلتیوم دیزاینر

فرآیند ساخت و مونتاژ برد مدار چاپی به‌دقت زیادی نیاز دارد. ابزار طراحی برد الکترونیکی(PCB) باید دارای ویژگی‌ها و عملکردهای موردنیاز برای ایجاد طرح‌هایی با پیچیدگی‌های زیاد باشد. آلتیوم دیزاینر یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارها برای طراحی برد الکترونیکی است. امروزه در مدارس و دانشگاه‌ها این نرم‌افزار برای خلق یک برد الکترونیکی تدریس می‌شود. اگر رشته تحصیلی شما الکترونیک است گذراندن دوره آلتیوم دیزاینر و تسلط بر آن یک امر بسیار مهم است که به آن نیاز خواهید داشت.

آموزش آلتیوم دیزاینر

آلتیوم دیزاینر یکی از نرم‌افزارهای بزرگ و قدرتمند حوزه طراحی PCB و بردهای الکترونیکی است. شرکت آلتیوم دیزاینر در سال 1985 در کشور استرالیا تأسیس شد. یکی از نرم‌افزارهای ارزان‌قیمت این شرکت در سال 1985، Protel بود که قطعاً نام آن را شنیده اید. در سال 2001 نرم‌افزار Protel به آلتیوم دیزاینر تغییر یافت و به یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین نرم‌افزارهای طراحی مدار چاپی تبدیل شد.

هوش مصنوعی این نرم‌افزار بسیار قدرتمند است، همچنین منابع رایگان و پولی آموزش آلتیوم دیزاینر بسیار فراوان است. در ابتدای معرفی نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر، منابع آموزشی بسیار محدودی برای این نرم‌افزار وجود داشت؛ اما به‌مرورزمان خیلی از مهندسین الکترونیک به سمت آلتیوم دیزاینر روی آوردند و منابع آموزشی به‌صورت صعودی افزایش پیدا کرد و به‌مرورزمان دوره آلتیوم دیزاینر در آموزشگاه‌ها دایر شد.

دانش‌آموزانی که رشته الکترونیک و هنرستان فنی را انتخاب می‌کنند، قطعاً در 3 سالی که مشغول به تحصیل هستند، باید واحدهای طراحی برد با آلتیوم دیزاینر را پاس کنند. در هنرستان همچنین پروژه‌هایی برای تمرین دروس عملی در نظر گرفته‌شده و برخی از نمرات به این دروس اختصاص داده‌شده است و باید پروژه نهایی را به استاد خود تحویل دهید. برای کسب نمرات بیشتر می توانید از دوره آلتیوم دیزاینر سایت پی سی بی لرن کمک بگیرید. زیرا یکی از پیش‌نیازهای مهم، داشتن مهارت طراحی برد الکترونیکی با آلتیوم دیزاینر است.

نرم‌افزار Altium Designer قدرتمندترین نرم‌افزاری است که دارای قابلیت‌های بسیار زیادی در زمینه‌های مختلف صنعت PCB است:

• طراحی و شبیه‌سازی نقشه‌ها
• ساخت المان‌های مختلف
• مسیریابی دستی و خودکار فیبر مدار چاپی
• شبیه سازی در محیط سه‌بعدی
• پشتیبانی از طرح‌های چند کاناله
• سازگار با نرم‌افزارهای مشابه مانند Proteus
• انتقال دوطرفه برای شماتیک و کتابخانه ORCAD و واردکردن فایل‌های PCB این نرم‌افزار
• و …

مهم‌ترین کاربرد نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر

در میان کاربردهای بسیار زیاد آلتیوم دیزاینر، مهم‌ترین ویژگی آن همان طراحی برد الکترونیکی PCB است. در نرم‌افزار آلتیوم دیزاینر امکان شبیه‌سازی و کد نویسی FPGA ها نیز وجود دارد. در موتور جستجوی گوگل و یوتیوب منابع بسیار زیادی برای آموزش دوره طراحی برد الکترونیکی و آلتیوم دیزاینر وجود دارد که می‌توان به‌راحتی شروع به آموزش دیدن کرد و به کار با نرم‌افزار مسلط شد.

کلام آخر

سایت پی سی بی لرن با مدیریت خانم نگار رودکی به عنوان اولین مرجع فارسی آموزش طراحی برد الکترونیکی با آلتیوم دیزاینر، کمک کرده است که این محتوای مفید را برای شما گرد آوری کنیم. اگر به این رشته علاقه مند هستید و می خواهید در این حوزه پیشرفت کنید، پیشنهاد می کنیم آموزش های رایگان آلتیوم دیزاینر را در آدرس (pcblearn.com/altium-designer) مشاهده کنید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.