طراحی مدار الکترونیکی فرآیند ایجاد یک نمودار شماتیک یا طرح اولیه یک مدار الکترونیکی است که می تواند برای ساخت یک مدار فیزیکی استفاده شود. طراحی مدار یک فرآیند پیچیده است که نیاز به درک عمیقی از الکترونیک، ریاضیات و فیزیک دارد. این فرآیند شامل درک اجزا و اتصالات آنها و همچنین محدودیت های طراحی مختلف است که باید در نظر گرفته شوند.
طراحی مدار با شناسایی یک عملکرد یا رفتار الکتریکی مطلوب آغاز می شود. این می تواند هر چیزی از یک کلید روشن/خاموش ساده تا یک ریزپردازنده پیچیده باشد. هنگامی که رفتار مورد نظر شناسایی شد، فرآیند طراحی می تواند آغاز شود.
طراحی مدار چگونه انجام می شود؟
طراحی مدار فرآیند ایجاد یک نمودار شماتیک از یک مدار الکترونیکی است. این شامل انتخاب اجزایی مانند ترانزیستورها، مقاومت ها و خازن ها و مرتب کردن آنها برای ایجاد مدار مورد نظر است. فرآیند طراحی مدار همچنین شامل شبیه سازی مدار برای اطمینان از مطابقت با مشخصات مورد نظر است. پس از طراحی مدار، می توان آن را قبل از تولید انبوه آزمایش و نمونه سازی کرد.
مراحل طراحی مدار
1- طراح ابتدا باید یک نمودار شماتیک ایجاد کند که اجزاء و نحوه اتصال آنها را نشان دهد. این مهم ترین مرحله در فرآیند طراحی است، زیرا رفتار مدار را مشخص می کند.
2- مرحله بعدی انتخاب اجزا و تعیین مقادیر آنهاست. این شامل انتخاب قطعاتی است که هم برای مدار مناسب هستند و هم مقرون به صرفه هستند.
3- پس از انتخاب اجزاء، طراح باید طرحی را ایجاد کند که قرارگیری فیزیکی اجزاء را بر روی برد مدار چاپی (PCB) نشان دهد. این مرحله برای اطمینان از تناسب مدار با محدودیت های فیزیکی مورد نظر مهم است.
4- در نهایت، مدار باید آزمایش شود تا اطمینان حاصل شود که مطابق انتظار عمل می کند. این کار از طریق فرآیندی به نام شبیه سازی انجام می شود. شبیه سازی شامل اجرای مدار از طریق یک سری آزمایش برای اطمینان از اینکه مدار مطابق انتظار عمل می کند. هنگامی که مدار تمام آزمایشات را پشت سر گذاشت، آماده ساخت است.
نرم افزار طراحی مدار
نرم افزار طراحی مدار یک برنامه کامپیوتری است که برای طراحی و شبیه سازی مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. این به کاربران اجازه می دهد مدارهای مجازی را قبل از ساختن آنها در زندگی واقعی ایجاد و آزمایش کنند. این نرم افزار به طور معمول شامل ویژگی هایی مانند تصویربرداری شماتیک، شبیه سازی و چیدمان PCB می باشد. همچنین می توان از آن برای تولید گزارش ها و اسناد طراحی استفاده کرد.
در اینجا چند نرم افزار طراحی مدار معرفی شده است.
1. KiCad: KiCad یک مجموعه نرم افزار طراحی مدار منبع باز است که شامل یک ویرایشگر شماتیک، ویرایشگر طرح بندی PCB، مدل ساز سه بعدی و نمایشگر فایل Gerber است. برای ویندوز، لینوکس و Mac OS X موجود است.
2. Autodesk Eagle: Autodesk Eagle یک مجموعه نرم افزار طراحی مدار حرفه ای است که شامل تصویربرداری شماتیک، طرح PCB و کتابخانه ای از اجزاء است. برای Windows و Mac OS X موجود است.
3. OrCAD: OrCAD یک مجموعه نرم افزاری طراحی مدار تجاری است که شامل تصویربرداری شماتیک، طرح PCB و کتابخانه ای از اجزا است. برای Windows و Mac OS X موجود است.
4. LTspice: LTspice یک مجموعه نرم افزار طراحی مدار رایگان است که شامل یک ویرایشگر شماتیک، شبیه ساز SPICE و نمایشگر شکل موج است. برای Windows و Mac OS X موجود است.
5. Altium Designer: Altium Designer یک مجموعه نرم افزار طراحی مدار حرفه ای است که شامل تصویربرداری شماتیک، طرح PCB و کتابخانه ای از اجزا است. برای ویندوز موجود است.
طراحی مدار یک فرآیند پیچیده است که نیاز به درک عمیقی از الکترونیک، ریاضیات و فیزیک دارد. قبل از تلاش برای طراحی مدار، درک خوبی از اصول اولیه مهم است. با این حال، با تجربه و تمرین، هر کسی می تواند به یک طراح مدار ماهر تبدیل شود.