Справочник
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Трёхмерные печатные платы в EAGLE и DipTraceРаспечатать: Трёхмерные печатные платы в EAGLE и DipTrace

Трёхмерные печатные платы в EAGLE и DipTrace


"Справочник" - информация по различным электронным компонентам: транзисторам, микросхемам, трансформаторам, конденсаторам, светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов.


В статье рассказано, как организованы трёхмерная визуализация и STEP-экспорт трёхмерной модели электронной печатной платы из двух очень популярных САПР среднего уровня. Этот материал носит обучающий и справочный характер, поэтому в статье отсутствуют какие-либо рекомендации по преимущественному использованию тех или иных методов.

Возможность увидеть разрабатываемую электронную плату в трёхмерном изображении ещё до её изготовления позволяет заблаговременно выявлять возможные недостатки конструкции готового устройства и облегчает взаимодействие инженеров-электрон-щиков с конструкторами-механиками, разрабатывающими корпус изделия. Сегодня для обмена трёхмерной информацией общепринят формат STEP, который поддерживается большинством трёхмерных САПР, с которыми работают конструкторы-механики.

Почему EAGLE и DipTrace?

Из рассмотрения исключаем про-граммы-"тяжеловесы"фирм Mentor, Cadence и Altium. Их пользователям о проблемах трёхмерного отображения беспокоиться не стоит, но цена (особенно САПР Xpedition или Allegro) для радиолюбителей и небольших компаний - неподъёмная. Кстати, многим имеющиеся в этих системах возможности и не нужны. В легендарной системе разработки печатных плат P-CAD трёхмерной визуализации нет, есть лишь IDF-экспорт. Система Target 3001 или Easy-PC в наших краях редкость, а бесплатные САПР с поддержкой трёхмерности, вроде KiCAD или DesignSpark, полностью лишены возможности экспорта модели платы, да и не очень-то популярны. Остаются только близкие конкуренты - DipTrace и EAGLE.

DipTrace

Эта программа позволяет вращать модель платы вокруг трёх осей в реальном времени и сохранять её со всеми установленными корпусами компонентов в формате STEP или VRML. Трёхмерный модуль DipTrace можно сравнить с аналогичным в Altium Designer. Конечно, DipTrace значительно слабее. Нет режимов просмотра отдельных слоёв и платы в разрезе, зато есть полноценный STEP-экспорт. Он обеспечивает сравнительно простую интеграцию с механическими САПР. А вот формат VRML мне показался бесполезным для практических задач, зато для визуализации он очень удобен и, главное, эффектен. Ведь плата экспортируется со всеми печатными проводниками, сплошными участками металлизации и выглядит практически как фотоснимок (рис. 1).

Трёхмерная модель платы

Рис. 1. Трёхмерная модель платы

Разработчикам предлагают стандартную библиотеку трёхмерных моделей элементов бесплатно. Эти модели "прикреплены" к соответствующим корпусам. Если у какого-либо корпуса модели нет, то при запуске программа попробует найти соответствие в библиотеке, а пользователь может назначать критерии поиска и указывать папки, в которых он должен вестись.

Но в стандартной библиотеке моделей не так уж много. Я часто сталкивался с тем, что вместо некоторых компонентов на плате виднелись лишь их посадочные места. Это особенно часто случается при использовании малораспространённых деталей. Кстати, в DipTrace нельзя для грубой оценки размеров быстро установить высоту компонента прямо в программе, как обычно делают в Altium Designer. Поэтому я просто выбирал похожие модели из стандартной библиотеки и изменял их масштаб. Получалось чуть дольше и неточно, но красивее, чем в Altium (DipTrace позволяет выбрать вообще любую модель для любого корпуса).

Но это перестало быть проблемой, когда я обнаружил, что можно прикрепить к корпусу не только модель из стандартной библиотеки, но и вообще любой STEP-файл. Производители нередко выкладывают такие файлы на своих сайтах в общий доступ как раз для этих целей. Кстати, в качестве трёхмерных моделей корпусов можно подключать не только STEP-файлы, но и файлы в форматах IGES, VRML и 3DS (рис. 2).

В качестве трёхмерных моделей корпусов можно подключать STEP-файлы, файлы в форматах IGES, VRML и 3DS

Рис. 2. В качестве трёхмерных моделей корпусов можно подключать STEP-файлы, файлы в форматах IGES, VRML и 3DS

Для корректного подключения модели из файла к посадочному месту достаточно ввести нужные значения в соответствующие поля (углы поворота по осям, высота от опорной поверхности и пр.). Связь корпуса и модели программа запоминает, поэтому ситуации с пустыми посадочными местами с течением времени должны возникать всё реже.

В этой системе встроенного трёхмерного модуля нет, зато EAGLE поддерживает множество ULP - специальных пользовательских "скриптов", которые значительно расширяют функциональные возможности программы. Фирма CadSoft (разработчик EAGLE) официально предлагает три способа трёхмерной визуализации плат: Eagle'up, IDF-экспорт, IDF-to-3D.

Чтобы увидеть модель платы, применяя Eagle'up, необходимо установить в компьютере трёхмерный редактор SketchUp (бесплатную версию), eagleUP - специальный плагин для SketchUp (файл с расширением *.rbz) и ImageMagick - бесплатный пакет программ для преобразования растровых изображений в векторные.

После импорта платы в SketchUp все модели электронных компонентов нужно закрепить на ней вручную. Модели в формате STEP или iGEs, скачанные с сайтов производителей, использовать не удастся, потому что SketchUp из распространённых форматов импортирует только 3DS, который не очень популярен для хранения образов электронных компонентов. В итоге наверняка придётся самостоятельно рисовать каждую модель корпуса.

STEP-экспорта даже в платной (довольно дорогой) версии SketchUp нет. Есть специальные плагины, но их немного, и они тоже платные, поэтому я ими не пользовался.

Начиная с версии 7, в EAGLE появилась возможность сохранить плату в формате IDF (Intermediate Data Format). Работает эта функция тоже через специальный ULP-скрипт, но никаких других "плагинов" не требуется. Нужна только трёхмерная САПР, поддерживающая IDF-импорт (Solidworks, FreeCAD и другие). Просто запустите скрипт eagleIDFexporter.ulp (он поставляется вместе с программой) и нажмите "Generate IDF Files". В указанной при этом папке появятся файлы *.emn и *.emp. Высота компонента экспортируется в IDF-формат, а по умолчанию скрипт назначает 1 мм. Её можно изменить в EAGLE, назначив атрибут HEIGHT для компонента или открыв файл *.emp в любом текстовом редакторе и изменив значения в соответствующих строках. Затем следует запустить трёхмерную САПР и импортировать в неё модель платы (рис. 3).

Модель платы

Рис. 3. Модель платы

К сожалению, IDF-формат не содержит трёхмерных моделей компонентов. Чтобы плата стала "реальной", необходимо нарисовать или скачать из Интернета модель каждого компонента и в трёхмерной САПР вручную расположить её в нужном месте платы. Иногда этот процесс занимает часы, всё зависит от сложности проекта. Не стоит забывать об ограничениях, ведь не все механические САПР распознают распространённые форматы.

Способ IDF-to-3D также работает на основе IDF-экспорта из EAGLE, но связан с "облачным" сервисом компании Simplified Solutions. Туда можно вручную загрузить IDF-файлы из EAGLE либо нажать "Build 3D PCB" в диалоговом окне IDF-экспорта. Чтобы пользоваться IDF-to-3D, необходима регистрация. Сайт предоставляет достаточно обширную библиотеку трёхмерных моделей компонентов, поддерживает поиск в Интернете и импорт STEP-файлов. В IDF-to-3D имеются все инструменты, необходимые для того, чтобы правильно расположить модель на посадочном месте. Изменения сохраняются. Плату со всеми установленными компонентами можно сохранить в трёхмерном PDF (рис. 4) или STEP (рис. 5) формате.

Плата со всеми установленными компонентами, сохранённая в трёхмерном PDF формате

Рис. 4. Плата со всеми установленными компонентами, сохранённая в трёхмерном PDF формате

Плата со всеми установленными компонентами, сохранённая в трёхмерном STEP формате

Рис. 5. Плата со всеми установленными компонентами, сохранённая в трёхмерном STEP формате

Но для многих такой подход к организации рабочего процесса неприемлем. Они опасаются, безопасно ли отсылать ценные разработки по Интернету на сторонние ресурсы. Кроме того, бесплатный профиль на IDF-to-3D позволяет сохранять лишь трёхмерные PDF файлы. Это неплохой формат для визуализации и демонстрации (нужен лишь вездесущий Adobe Reader), но функции экспорта в форматы STEP и STL доступны лишь для платных пользователей. Это стоит недёшево, к тому же подписка действует ограниченное время.

Выводы

САПР EAGLE и DipTrace доступны, не требуют регулярных платежей, зато имеют бесплатные версии для любителей. Рассмотрев в этом обзоре особенности трёхмерного изображения печатных плат, я не брал во внимание преимущества и недостатки этих программ в других аспектах их разработки. Как и было обещано, обойдусь без умозаключений, каждый сделает выводы сам для себя.

Автор: В. Хоменко, г. Днепропетровск, Украина


Дата публикации: 21.11.2015
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics