Jaka jest różnica między oprogramowaniem ECAD a MCAD?

Podczas projektowania elektroniki dostępnych jest wiele narzędzi, które mogą znacznie ułatwić pracę projektanta. Kompletne projekty mogą być modelowane w szczegółach w wirtualnym świecie, co pozwala projektantowi sprawdzić, czy ich projekt będzie działał i czy wszystkie części będą pasować do siebie po wyprodukowaniu. W przeszłości, obwody były prototypowane, a obudowy modelowane, aby zweryfikować projekty, ale teraz komputer wykonuje te sprawdzenia w sekundy. Teraz, dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu, dostosowania mogą być dokonywane szybko, prosto i z niewielkimi kosztami. Dwa niezbędne narzędzia dostępne dla projektanta to Elektroniczne wspomaganie projektowania komputerowego (ECAD) oraz Mechaniczne wspomaganie projektowania komputerowego (MCAD) pakiety.

Możesz się zastanawiać, czym jest narzędzie ECAD? Czym jest oprogramowanie MCAD? Ale co najważniejsze, jaka jest różnica między nimi? W tym blogu zajmiemy się porównaniem ECAD i MCAD. Oprogramowanie ECAD skupia się na elektrycznej części fizycznego projektu, podczas gdy MCAD koncentruje się na części mechanicznej. Dzisiaj oba zestawy oprogramowania łączą się, aby umożliwić współpracę, gdzie projektanci z każdej dziedziny mogą wspólnie pracować nad nowym produktem. Integracja ECAD/MCAD oznacza, że inżynier projektujący elektronikę może wykonywać zadania MCAD w swoim oprogramowaniu do projektowania PCB, i odwrotnie dla projektanta mechanicznego. Zanim przedstawimy, jak te narzędzia działają, powinniśmy przyjrzeć się, jak działa każdy typ oprogramowania. W tym blogu zajmiemy się porównaniem ECAD i MCAD.

Co to jest ECAD?

Oprogramowanie ECAD pozwala projektantowi elektrycznemu stworzyć układ płytki drukowanej (PCB) z schematu ich projektu obwodu, wygenerować wirtualną reprezentację ich PCB pokazującą umieszczenie komponentów za pomocą modeli 3D, oraz generować/wyświetlać 2D dokumentację produkcyjną płytek obwodów. Różne pakiety oprogramowania mają różne możliwości, a niektóre oprogramowanie zmusza do korzystania z wielu programów do realizacji różnych zadań projektowych.

Znormalizowana biblioteka wymiarów komponentów, uzupełniona o dane elektryczne i mechaniczne dla niestandardowych lub nietypowych części, dostarcza wymagane informacje o umieszczeniu na płytce określone w fizycznych wymiarach PCB. Komputerowo wspomagane trasowanie ścieżek w połączeniu z optymalizacją manualną i komputerową przyspiesza proces projektowania układu. Funkcje automatycznego sprawdzania reguł mogą również zapewnić pewien stopień pewności, że układ elektryczny jest trasowany poprawnie, zanim projekt zostanie poddany etapowi symulacji. Po przeprowadzeniu projektu przez proces symulacji, można go poddać pełnej elektrycznej i DFM (Design for Manufacturability) kontroli.

Praca z modelem 3D zaprojektowanej płytki pozwala projektantowi elektrycznemu szybko sprawdzić, czy nie będzie żadnych fizycznych interferencji między częściami, przeszkód dla planowanego przepływu powietrza do zarządzania temperaturą, lub potencjalnych kolizji między łączącymi się płytami lub obudową. Mogą również sprawdzić, czy projekt będzie kompatybilny z jakimkolwiek automatycznym sprzętem do umieszczania komponentów podczas procesu produkcyjnego. Dla złożonych projektów wielopłytowych, możliwość wizualizacji zmontowanego zestawu i zapewnienie, że komponenty na jednej płycie mogą łączyć się z inną, jest znaczącą korzyścią.

Co to jest MCAD?

Oprogramowanie MCAD pozwala projektantowi tworzyć struktury fizyczne, takie jak części mechaniczne, obudowy urządzeń i elementy montażowe. Oprogramowanie może generować wirtualną reprezentację elementów jako obraz 3D oraz renderować dokumentację produkcyjną 2D.

Techniki modelowania parametrycznego i bezpośredniego pozwalają projektantom tworzyć i modyfikować struktury zarówno jako plany 2D, jak i reprezentacje 3D. Wiele struktur może być rozwijanych oddzielnie i montowanych w gotowym wirtualnym projekcie mechanicznym. Ta funkcjonalność pozwala projektantowi przeglądać złożenie pod kątem interferencji między elementami lub luk w strukturze.

Narzędzia symulacyjne pozwalają projektantowi obliczać właściwości mechaniczne projektu, takie jak wytrzymałość i sztywność, oraz testować zgodność z wymaganiami dotyczącymi ochrony środowiska.

Skontaktuj się z ekspertem w Altium i dowiedz się, jak możemy pomóc Ci w Twoim następnym projekcie PCB. Możesz pobrać darmową wersję próbną Altium Designer tutaj.

Integracja oprogramowania ECAD/MCAD

Dodatkową zaletą oprogramowania ECAD jest podczas wspólnego projektowania, gdzie wielu członków zespołu pracujących nad różnymi obszarami funkcjonalnymi lub aspektami projektu może łączyć swoje części. Łączenie wyników z ECAD i MCAD daje projektantowi możliwość złożenia części elektrycznych i mechanicznych w wirtualnym środowisku i sprawdzenia, czy pasują do siebie.

• Czy punkty montażowe PCB w obudowie znajdują się we właściwym miejscu?
• Czy otwory pod śruby są wyrównane i czy komponenty zamontowane na PCB będą miały wystarczającą przestrzeń?
• Czy zaludniona płytka PCB zmieści się w obudowie, czy komponenty będą dotykać obudowy lub będą za duże, by się w niej zmieścić?
• Czy planowany przepływ powietrza przez obudowę wzdłuż PCB znajduje się we właściwym miejscu, aby maksymalizować skuteczność radiatorów?
• Czy ciepło generowane na PCB będzie przekazywane do obudowy zgodnie z wymaganiami?
• Czy wibracje lub wstrząsy mechaniczne przyłożone do obudowy będą miały negatywny wpływ na komponenty zamontowane na PCB?

Wizualizacja 3D ukończonego projektu szybko i prosto odpowie na te pytania, pokazując, jak wszystkie części elektryczne i mechaniczne fizycznie ze sobą współdziałają. Piękno tego zintegrowanego podejścia ECAD do MCAD (lub odwrotnie) polega na tym, że błędy mogą być szybko zauważone, projekty dostosowane, a wyniki zweryfikowane w ciągu kilku minut.

Problem polega na tym, że projektantom często dostarcza się niekompatybilne narzędzia. Eksportowanie danych z ECAD do MCAD zwykle oznacza eksportowanie powszechnie używanych formatów plików z jednej dziedziny i importowanie ich z powrotem do aplikacji dla innej dziedziny. Jakikolwiek błąd może nie zostać zauważony, dopóki ktoś na linii montażowej nie odkryje, że jego PCB nie pasuje do obudowy nowego produktu, który właśnie rozpoczął produkcję.

W ostatnich latach trwają prace między producentami narzędzi nad opracowaniem formalnych standardów współpracy ECAD/MCAD. W rezultacie powstały zautomatyzowane procesy w narzędziach, które umożliwiają dwukierunkową komunikację informacji projektowych, wspierającą efektywne dzielenie się i weryfikację zmian inkrementalnych po obu stronach przez zespoły.

Integrowany Proces Projektowy

Ważne jest, aby pamiętać, że oba procesy nie mogą być przeprowadzane sekwencyjnie ani w izolacji. Dane z jednej metody będą wpływać na drugą. Na przykład, proces oprogramowania ECAD może określić podstawowe wymiary fizyczne dla PCB i zidentyfikować wszelkie ograniczenia związane z zarządzaniem ciepłem i wibracjami, które wpływają na projekt obudowy. Jednocześnie proces MCAD może określić, czy istnieją jakiekolwiek ograniczenia dotyczące rozmiaru PCB lub umieszczenia komponentów, aby spełnić wymagania zewnętrzne lub inne czynniki, takie jak umiejscowienie wlotów i wylotów przepływu powietrza.

Nie jest typowe, aby zespół projektowy miał wolną rękę w kwestii projektowania obudowy, co pozwalałoby na optymalizację projektu PCB poprzez użycie dowolnego rozmiaru płytki. Zazwyczaj projekt obudowy nakłada ograniczenia na projekt PCB, co z kolei może wpłynąć na projekt układu elektronicznego. Zintegrowany przepływ pracy z oprogramowaniem do projektowania elektrycznego i mechanicznego pozwala zespołom projektowym współpracować i razem projektować optymalne rozwiązanie.

To oznacza, że projektanci nie są ograniczeni do używania prostokątnych PCB w prostopadłościennych obudowach. Zamiast tego, narzędzia otwierają możliwość tworzenia złożonych kształtów tak szybko i tanio, jak tradycyjne proste projekty.

Podsumowując

Zespoły projektowe elektroniki i mechaniki pracujące równolegle z zintegrowanym rozwiązaniem mogą teraz osiągnąć w dniach to, co kiedyś zajmowało miesiące w środowisku wirtualnym. Rozwiązanie oprogramowania ECAD zoptymalizuje proces projektowania dla umieszczenia komponentów elektrycznych i elektronicznych. Rozwiązanie MCAD zoptymalizuje proces projektowania dla części mechanicznych. Integracja obu oraz automatyczna wymiana danych może zrewolucjonizować cały proces projektowy. Ta możliwość dała firmom pewność, że gdy zdecydują się na produkcję PCB i obudów, nie tylko będą one pasować, ale zmontowany produkt będzie działał zgodnie z oczekiwaniami.

Projektanci obwodów, inżynierowie układów PCB oraz inżynierowie symulacji ufają kompletnemu zestawowi narzędzi do współpracy i integracji oprogramowania ECAD z MCAD (i odwrotnie) w Altium Designer®. Gdy projekt jest zakończony i gotowy do przekazania do produkcji, platforma Altium 365™ ułatwia współpracę i udostępnianie projektów.

Masz więcej pytań? Zadzwoń do eksperta w Altium, aby dowiedzieć się, jak możemy pomóc Ci w następnym projekcie PCB. Możesz pobrać darmową wersję próbną Altium Designer tutaj.