Progettazione di PCB con EasyEDA: dallo schema ai file

EasyEDA è uno strumento di progettazione elettronica gratuito basato su browser che consente di acquisire uno schema, simulare un circuito e progettare un circuito stampato in un unico ambiente, per poi esportare i file necessari alla produzione. È collegato a un ecosistema EDA cloud e a una libreria di componenti, il che gli conferisce una libreria di componenti integrata insolitamente ampia, ma i circuiti stampati progettati sono standard e possono essere realizzati da qualsiasi produttore di PCB. Questa guida spiega cos'è EasyEDA, come funziona il flusso di progettazione dall'inizio alla fine e cosa consegnare esattamente a un produttore quando si progetta un circuito stampato. Circuito stampato EasyEDA è pronto.

Cos'è EasyEDA?

EasyEDA è una suite di automazione della progettazione elettronica (EDA) che copre le tre attività principali della progettazione di circuiti stampati: disegnare il circuito, simularlo e trasformarlo in un layout fisico. Poiché funziona direttamente nel browser, non è necessario installare nulla per iniziare e i progetti vengono archiviati nel cloud, consentendone l'accesso da qualsiasi dispositivo.

Il ruolo di EasyEDA nell'ecosistema

EasyEDA è collegato a LCSC, un importante distributore di componenti elettronici e fornitore di soluzioni EDA in cloud, nonché a un'azienda specializzata nella produzione e assemblaggio di schede ad alto volume. Questa collaborazione spiega la vasta libreria di componenti disponibile e la semplicità con cui è possibile ordinare le schede direttamente dal software. È importante sottolineare, tuttavia, che si tratta di una comodità, non di un vincolo: i file di progettazione generati da EasyEDA sono conformi agli standard di settore, quindi è possibile utilizzarli con qualsiasi produttore.

EasyEDA Standard vs Pro

EasyEDA è disponibile in due edizioni pensate per esigenze diverse. La tabella seguente riassume le differenze pratiche.

Per la prima scheda, la versione Standard è solitamente il punto di partenza ideale. Puoi passare alla versione Pro in seguito, se i tuoi progetti diventano più complessi. Entrambe le edizioni ti permettono di ottenere i file producibili, che sono fondamentali per la realizzazione delle schede.

Edizioni, account e biblioteca dei ricambi

Prepararsi

Crea un account gratuito, apri l'editor nel tuo browser e inizia un nuovo progetto. Un progetto tiene insieme lo schema elettrico e il PCB, mantenendoli sincronizzati durante il lavoro. Se preferisci lavorare offline o desideri prestazioni migliori su una scheda di grandi dimensioni, è disponibile anche un client desktop.

Integrazione tra la libreria LCSC e il fornitore di EDA cloud.

Il principale vantaggio di EasyEDA è la sua libreria di componenti. Molti componenti sono già corredati da simbolo, ingombro e modello 3D, e un'ampia selezione è collegata a dati di stock e prezzi in tempo reale forniti da LCSC. Per i componenti che il fornitore di EDA in cloud tiene caricati sulle proprie macchine di assemblaggio, è possibile verificarne direttamente la disponibilità, il che è utile se si prevede di far assemblare la scheda presso tale fornitore. Quando ci si rifornisce altrove, è consigliabile utilizzare questa libreria come un comodo punto di partenza e verificare la compatibilità del componente esatto confrontandolo con la relativa scheda tecnica.

Creazione di simboli e impronte personalizzate

Nessuna libreria copre tutto. Quando manca un componente, puoi disegnare il tuo simbolo e la tua impronta, e questa è un'abilità che vale la pena imparare presto perché un'impronta errata è una delle cause più comuni di fallimento della prima scheda. Quando crei un'impronta:

• Attenetevi allo schema di battitura raccomandato dal produttore nella scheda tecnica, non a delle supposizioni.
• Verificare le dimensioni dei pad, la loro spaziatura e la planimetria del cortile confrontandole con il disegno meccanico.
• Verificare la numerazione e l'orientamento dei pin in modo che lo schema e il layout corrispondano.
• Se possibile, aggiungi un modello 3D per individuare eventuali interferenze meccaniche prima di effettuare l'ordine.

Avere le impronte giuste è la base di un layout pulito e ripaga di nuovo in seguito quando si passa a Assemblaggio PCB, dove la non corrispondenza dei pattern dei pin causa difetti di posizionamento e saldatura.

Acquisizione dello schema

La progettazione inizia con lo schema, un diagramma dei componenti e del loro collegamento. Il layout viene generato a partire da questo, quindi la precisione in questa fase evita molti problemi in seguito.

Posizionamento dei componenti e cablaggio

Cerca nella libreria, trascina i componenti sul foglio e collegali con dei fili. Per i segnali che attraversano il foglio, le etichette di rete sono più chiare dei lunghi fili: due pin con lo stesso nome di rete sono collegati anche senza una linea visibile. Raggruppa i circuiti correlati e disponi lo schema in modo che sia logico, perché uno schema ordinato è molto più facile da debuggare.

Verifica dello schema con ERC

Prima di procedere, eseguire il controllo delle regole elettriche (ERC). Questo controllo segnala problemi come pin non collegati, uscite cablate tra loro e reti di alimentazione senza sorgente. Eliminare gli avvisi ERC ora è molto più economico che scoprire gli stessi errori sui cavi in ​​rame, quindi considerate il controllo come un passaggio obbligatorio e non facoltativo.

Simulazione del circuito prima del layout

EasyEDA include un simulatore SPICE integrato, che consente di verificare il comportamento analogico prima di implementarlo su una scheda. È possibile eseguire, ad esempio, un'analisi del punto di funzionamento in corrente continua per verificare le condizioni di polarizzazione, un'analisi transitoria per osservare le variazioni dei segnali nel tempo o una scansione in corrente alternata per esaminare la risposta in frequenza.

La simulazione è particolarmente utile per filtri, stadi di amplificazione, circuiti di potenza e qualsiasi componente per cui si desideri confermare i valori prima della saldatura. Tuttavia, non è in grado di prevedere tutto: parametri parassiti del layout, comportamento termico ed effetti elettromagnetici si manifestano solo sul circuito stampato fisico. È bene considerare la simulazione come un metodo per individuare tempestivamente gli errori di progettazione, non come una garanzia che il circuito stampato finito si comporti in modo identico. Se si desidera confrontare più ampiamente i simulatori basati su browser, questo è un argomento a sé stante.

Disposizione del PCB

Una volta verificato lo schema, lo si converte in un PCB e si inizia la progettazione fisica. È in questa fase che la scheda prende forma.

Conversione dello schema in un circuito stampato

EasyEDA importa la netlist dal tuo schema, riportando ogni componente come la sua impronta con sottili linee "a nido di topi" che mostrano le connessioni che devono ancora essere instradate. Qualsiasi errore di impronta commesso in precedenza viene evidenziato in questa fase, il che rappresenta un ulteriore motivo per controllare attentamente le impronte fin dall'inizio.

Schema, impilamento e posizionamento della scheda

Disegna il contorno del circuito stampato con le dimensioni e la forma desiderate, imposta il numero di strati e poi disponi i componenti. Un buon posizionamento è fondamentale per una buona progettazione: raggruppa le parti correlate, mantieni corti i segnali ad alta velocità e sensibili, posiziona i connettori e i fori di montaggio dove richiesto dal contenitore e lascia spazio sufficiente per un instradamento pulito dei cavi in ​​rame. Il tempo dedicato al posizionamento viene ampiamente ripagato durante la fase di instradamento.

Linee guida per la progettazione, la colata di rame e la progettazione del percorso.

Instrada le connessioni come tracce di rame, dimensionandole in base alla corrente che trasportano e all'impedenza necessaria. Aggiungi i canali di rame e i piani di massa o di alimentazione per gestire i percorsi di ritorno e ridurre il rumore, quindi aggiungi le etichette serigrafate che identificano le parti e l'orientamento. Prima di instradare una singola traccia, imposta le regole di progettazione, la larghezza minima della traccia, la distanza, la dimensione del via e l'anello anulare, in modo che corrispondano a ciò che il tuo produttore può effettivamente costruire, così l'editor ti guida verso un risultato producibile fin dall'inizio. Per le schede con impedenza controllata o geometria stretta, è utile allineare queste regole con un fabbricante esperto in produzione di PCB ad alta velocità.

Esecuzione del controllo delle regole di progettazione

Una volta completato il routing, esegui il controllo delle regole di progettazione (DRC). Questo confronta la tua scheda con le regole che hai impostato e segnala le violazioni: tracce troppo vicine, distanze troppo ridotte, connessioni non instradate, via che violano le regole e problemi simili. Risolvi ogni errore finché la scheda non supera il controllo senza problemi.

Un controllo DRC pulito non è una formalità. Fa la differenza tra file che una fabbrica può realizzare senza problemi e file che vengono restituiti con richieste di chiarimenti da parte dell'ingegneria o, peggio, che producono una scheda non funzionante. Considera ogni elemento del DRC come un'istruzione da correggere, non come un suggerimento da valutare. Quando il controllo è positivo e la scheda appare corretta sia in 2D che in 3D, sei pronto per l'esportazione.

Esportazione di file Gerber, BOM e Pick-and-Place

I file di produzione descrivono la scheda nei formati standard letti dalle apparecchiature di fabbrica. EasyEDA li genera tutti. La tabella seguente elenca la funzione di ciascun file.

I file EasyEDA sono compatibili con altri produttori?

Sì. Questa è una delle cose più importanti da capire riguardo allo strumento. Gerber, foratura, BOM e pick-and-place sono formati standard del settore, quindi una scheda progettata in EasyEDA può essere quotata e realizzata da qualsiasi fabbricante competente. Non sei mai vincolato a un singolo fornitore, il che significa che puoi scegliere un produttore in base a capacità, tempi di consegna e prezzo. Se desideri che sia la scheda nuda che l'assemblaggio vengano eseguiti insieme, un'officina che offre Produzione di PCB e l'assemblaggio sotto lo stesso tetto può portare questi stessi file direttamente alla produzione di schede finite.

Invio del progetto a un produttore

Dalla progettazione con EasyEDA alla produzione affidabile di circuiti stampati.

Una volta che il progetto EasyEDA ha superato la verifica dello schema, i controlli DRC e l'esportazione dei file di produzione, il passo successivo è scegliere un partner di produzione in grado di trasformare quei file di progettazione in hardware affidabile.

Sebbene EasyEDA renda accessibile la progettazione di PCB, la qualità del prodotto finale dipende in larga misura dalla capacità produttiva, dal controllo del processo, dalla selezione dei materiali, dalla precisione dell'assemblaggio e dal supporto ingegneristico. Anche un PCB ben progettato può incorrere in ritardi, problemi di qualità o costi imprevisti se i requisiti di produzione non vengono adeguatamente verificati prima della produzione.

Ecco perché molti ingegneri scelgono di collaborare fin dalle prime fasi del processo con un partner esperto nella fabbricazione e nell'assemblaggio di PCB. Una revisione professionale della produzione aiuta a identificare potenziali problemi relativi alla larghezza delle tracce, alle tolleranze di foratura, ai requisiti di impilamento, al controllo dell'impedenza, alla disponibilità dei componenti, agli spazi di assemblaggio e all'affidabilità della produzione a lungo termine, prima che si trasformino in problemi costosi.

Perché gli ingegneri scelgono Highleap Electronics

Noi di Highleap Electronics aiutiamo a trasformare i progetti EasyEDA in prodotti elettronici pronti per la produzione, grazie a servizi completi di produzione e assemblaggio di PCB. Che si tratti di sviluppare un prototipo di prova di concetto, validare un nuovo prodotto o prepararsi per la produzione su larga scala, i nostri team di ingegneri e produttori forniscono il supporto necessario per passare dai file di progettazione agli assemblaggi finiti con sicurezza.

• Servizi di fabbricazione di PCB: Circuiti stampati multistrato standard, circuiti stampati HDI, circuiti stampati rigido-flessibili, circuiti stampati RF, circuiti stampati con rame pesante, circuiti stampati con anima metallica e altre tecnologie avanzate.
• Servizi di assemblaggio PCB: Assemblaggio SMT, assemblaggio a foro passante, assemblaggio a tecnologia mista, assemblaggio BGA, integrazione di cavi, assemblaggio di contenitori, collaudo e produzione completa chiavi in ​​mano.
• Supporto ingegneristico: Analisi DFM gratuita, raccomandazioni sullo stackup, consulenza sull'impedenza, ottimizzazione dell'assemblaggio e suggerimenti per la riduzione dei costi.
• Volumi di produzione flessibili: Dai prototipi rapidi e dalla produzione a basso volume ai programmi di produzione ad alto volume.
• Supporto alla catena di fornitura globale: Ricerca dei componenti, gestione della distinta base, monitoraggio del ciclo di vita e assistenza agli acquisti per una maggiore stabilità della produzione.

A differenza delle piattaforme che si concentrano esclusivamente sulla fabbricazione di PCB, Highleap Electronics offre una soluzione di produzione integrata che combina la produzione di PCB, l'approvvigionamento dei componenti, l'assemblaggio dei PCB, il collaudo e il supporto logistico. Ciò consente ai clienti di semplificare la gestione dei fornitori, ridurre i tempi di consegna e mantenere una qualità costante durante l'intero ciclo di vita del prodotto.

Pronti a produrre il vostro PCB EasyEDA?

Se il tuo progetto EasyEDA è pronto per la produzione, inviaci semplicemente i file Gerber, la distinta base (BOM) e i dati di prelievo e posizionamento. Il nostro team di ingegneri esaminerà il tuo progetto e ti fornirà consigli pratici per la producibilità, l'efficienza di assemblaggio e l'ottimizzazione dei costi prima dell'inizio della produzione.

Che abbiate bisogno di un piccolo lotto di prototipi o di una soluzione di produzione completa "chiavi in ​​mano", Highleap Electronics è pronta ad aiutarvi a trasformare il vostro progetto, sviluppato con EasyEDA, in un prodotto finito affidabile.

Richiedi un preventivo oggi stesso e scopri come Highleap Electronics può supportare le tue esigenze di fabbricazione e assemblaggio di PCB con competenze ingegneristiche professionali, capacità produttive avanzate e un servizio clienti reattivo.

Domande frequenti

EasyEDA è davvero gratuito?

Lo strumento principale è gratuito e include la creazione di schemi elettrici, la simulazione SPICE e il layout di circuiti stampati per un'ampia gamma di progetti. I piani a pagamento aggiungono funzionalità e capacità per progetti più complessi o professionali, ma è possibile completare ed esportare un circuito stampato pronto per la produzione anche senza pagare.

Posso produrre una scheda EasyEDA presso un fornitore di EDA cloud diverso da quello che offre?

Sì. EasyEDA esporta file Gerber, di foratura, distinta base e di posizionamento dei componenti standard, in modo che qualsiasi produttore qualificato possa preventivare e realizzare la scheda. L'integrazione con il fornitore di EDA cloud e LCSC è una comodità, non un requisito.

Come si confronta EasyEDA con KiCad o Altium?

EasyEDA è più facile da usare all'inizio e non richiede installazione, inoltre dispone di un'ampia libreria integrata, il che lo rende popolare tra i principianti e per i progetti veloci. KiCad è gratuito, open-source e molto performante, ma richiede una configurazione più complessa. Altium è uno strumento professionale di fascia alta. Per la maggior parte dei primi circuiti stampati e per molti progetti di produzione, EasyEDA è più che sufficiente.

Devo simulare il mio circuito in EasyEDA prima di realizzarlo?

Non sempre, ma è consigliabile per circuiti analogici, di potenza o di filtraggio, dove i valori dei componenti sono importanti. La simulazione individua gli errori di progettazione prima che raggiungano il rame. Non sostituisce un prototipo fisico, poiché il layout, gli effetti termici e le interferenze elettromagnetiche si manifestano solo su un circuito stampato reale.

Cosa devo allegare al produttore insieme ai miei file Gerber?

Invia i file Gerber e NC per la foratura, oltre a una distinta base (BOM) e un file pick-and-place se desideri l'assemblaggio. Specifica inoltre lo spessore del circuito stampato, il peso del rame, i colori della maschera di saldatura e della serigrafia, la finitura superficiale e qualsiasi requisito di impedenza, poiché questi dati non sono completamente inclusi nei file standard.

Perché la mia scheda non supera il controllo delle regole di progettazione?

Le cause più comuni sono tracce o spazi più ristretti di quanto consentito dalle regole, connessioni non instradate e vie che violano i limiti dimensionali. Imposta innanzitutto le regole di progettazione in modo che corrispondano alle capacità del tuo produttore, quindi correggi ogni violazione segnalata finché il controllo non viene superato senza problemi.