Qual é a Diferença Entre os Softwares ECAD e MCAD?

Ao projetar eletrônicos, existem muitas ferramentas disponíveis para facilitar a vida do projetista. Projetos completos podem ser modelados em detalhes intricados no mundo virtual para permitir que o projetista verifique se o seu design funcionará e se as partes se encaixarão quando fabricadas. No passado, circuitos eram prototipados e invólucros eram criados como modelos para validar os designs, mas agora um computador realiza essas verificações em segundos. Agora, com o software adequado, ajustes podem ser feitos de forma rápida, simples e com pouco custo. As duas ferramentas essenciais disponíveis para o projetista são os pacotes de Design Eletrônico Auxiliado por Computador (ECAD) e Design Mecânico Auxiliado por Computador (MCAD).

Você pode estar se perguntando, o que é uma ferramenta ECAD? O que é um software MCAD? Mas, mais importante, qual é a diferença entre eles? Neste blog, vamos abordar ECAD vs. MCAD. O software ECAD foca na parte elétrica de um design físico, enquanto o MCAD foca na parte mecânica. Hoje, ambos os conjuntos de software se unem para possibilitar um fluxo de trabalho colaborativo, onde designers de cada domínio podem trabalhar juntos em um novo produto. A integração ECAD/MCAD significa que um engenheiro de design eletrônico pode realizar tarefas MCAD em seu software de design de PCB, e vice-versa para um designer mecânico. Antes de introduzir como essas ferramentas funcionam, devemos olhar como cada tipo de software opera. Neste blog, vamos abordar ECAD vs MCAD.

O que é ECAD?

O software ECAD permite que um designer elétrico crie um layout de placa de circuito impresso (PCB) a partir de um esquemático de seu design de circuito, gere uma representação virtual de sua PCB mostrando a colocação de componentes com modelos 3D, e gere/exiba documentação de fabricação de placa de circuito em 2D. Diferentes pacotes de software têm capacidades variadas, e alguns softwares obrigam você a usar múltiplos programas para realizar diversas tarefas de design.

Uma biblioteca padronizada de dimensões de componentes, complementada com dados elétricos e mecânicos para peças exclusivas ou incomuns, fornece as informações necessárias para o posicionamento na placa definidas dentro das dimensões físicas da PCB. O roteamento de trilhas assistido por computador combinado com otimizações manuais e computadorizadas acelera o processo de design do layout. Funções de verificação automática de regras também podem fornecer um grau de garantia de que o layout elétrico está roteado corretamente antes de o design ser submetido a uma etapa de simulação. Após colocar o design através de um fluxo de trabalho de simulação, o design pode ser submetido a uma revisão completa elétrica e de DFM.

Trabalhar com um modelo 3D da placa projetada permite ao projetista elétrico verificar rapidamente que não haverá interferência física entre as partes, obstrução a qualquer fluxo de ar planejado para gerenciamento térmico, ou potenciais colisões entre placas acopladas ou um invólucro. Eles também podem verificar se o design será compatível com qualquer equipamento automatizado de colocação de componentes durante o processo de fabricação. Para designs complexos de múltiplas placas, a capacidade de visualizar a montagem completa e garantir que componentes em uma placa possam se interfacear com outra é um benefício significativo.

O que é MCAD?

O software MCAD permite ao designer criar estruturas físicas, como partes mecânicas, invólucros de dispositivos e componentes de montagem. O software pode gerar uma representação virtual das peças como uma imagem 3D e renderizar documentação de fabricação 2D.

Técnicas de modelagem paramétrica e direta permitem que os designers criem e modifiquem estruturas tanto como planos 2D quanto representações 3D. Estruturas múltiplas podem ser desenvolvidas separadamente e montadas em um projeto mecânico virtual finalizado. Essa facilidade permite ao designer revisar a montagem para verificar interferências entre as peças ou lacunas na estrutura.

Ferramentas de simulação permitem ao designer calcular as propriedades mecânicas do projeto, fatores como força e rigidez, e testar a conformidade com os requisitos para proteção ambiental.

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Integração de Software ECAD/MCAD

Um benefício adicional do software ECAD é durante o design colaborativo, onde vários membros da equipe trabalhando em diferentes áreas funcionais ou aspectos de um design podem juntar suas partes. Combinar os resultados do ECAD e MCAD dá ao designer a capacidade de montar as partes elétricas e mecânicas em um ambiente virtual e ver se elas se encaixam.

• Os pontos de fixação da PCB estão no lugar certo na caixa?
• Os furos dos parafusos estão alinhados, e os componentes montados na PCB terão espaço suficiente?
• A PCB populada caberá dentro da caixa, ou os componentes tocarão a carcaça ou serão grandes demais para caber nela?
• O fluxo de ar planejado através da caixa sobre a PCB está no lugar certo para maximizar a eficácia de quaisquer dissipadores de calor?
• O calor gerado na PCB será conduzido para a caixa conforme necessário?
• Vibrações ou choques mecânicos aplicados à caixa afetarão adversamente os componentes montados na PCB?

Uma visualização 3D do design completo fornecerá respostas rápidas e diretas para essas perguntas, mostrando como todas as partes elétricas e mecânicas interagem fisicamente. A beleza dessa abordagem integrada de ECAD para MCAD (ou vice-versa) é que erros podem ser identificados, designs ajustados e os resultados validados em minutos.

O problema é que, muitas vezes, os designers recebem ferramentas incompatíveis. Exportar dados de ECAD para MCAD geralmente significa exportar formatos de arquivo comumente usados de um domínio e importá-los de volta para o aplicativo do outro domínio. Qualquer erro pode potencialmente não ser identificado até que alguém em uma linha de montagem descubra que sua PCB não cabe na caixa do novo produto que acabou de começar a ser fabricado.

Nos últimos anos, tem havido um trabalho contínuo entre os fabricantes de ferramentas para desenvolver padrões formais para a colaboração ECAD/MCAD. Como resultado, agora existem processos automatizados nas ferramentas que permitem a comunicação bidirecional de informações de design que suportam mudanças incrementais de ambos os lados para serem compartilhadas e verificadas de forma eficiente entre as equipes.

O Processo de Design Integrado

É essencial ter em mente que ambos os processos não podem ser feitos sequencialmente ou isoladamente. Os dados de um método influenciarão o outro. Por exemplo, o processo do software ECAD pode determinar as dimensões físicas de base para a PCB e identificar quaisquer restrições de gerenciamento térmico e vibração que afetam o design da caixa. Ao mesmo tempo, o processo MCAD pode determinar se há quaisquer restrições no tamanho da PCB ou na colocação de componentes para atender a quaisquer requisitos de tamanho externo ou outros fatores, como o posicionamento de entradas e saídas de fluxo de ar.

É incomum para uma equipe de design ter livre arbítrio no design de invólucros que lhes permite otimizar o design de PCB usando qualquer tamanho de placa. Geralmente, o design do invólucro impõe restrições ao design da PCB, o que, por sua vez, pode influenciar o design do circuito eletrônico. Um fluxo de trabalho integrado com ambos os tipos de software de design elétrico e mecânico permite que as equipes de design colaborem e projetem uma solução ótima juntas.

O que isso significa é que os designers não estão restritos a usar PCBs retangulares em invólucros em forma de tijolo. Em vez disso, as ferramentas abrem a possibilidade de criar formas complexas tão rapidamente e baratas quanto os designs simples tradicionais.

Em Resumo

Equipes de design eletrônico e mecânico trabalhando em paralelo com uma solução integrada agora podem alcançar em dias o que costumava levar meses em um ambiente virtual. A solução de software ECAD otimizará o processo de design para o posicionamento de componentes. A solução MCAD otimizará o processo de design para as partes mecânicas. A integração das duas, e o compartilhamento automatizado de dados, pode revolucionar o processo de design como um todo. Essa capacidade deu às empresas a confiança de que, uma vez que se comprometam com a fabricação de PCBs e invólucros, eles não apenas se encaixarão, mas que o produto montado funcionará conforme o esperado.

Designers de circuitos, engenheiros de layout de PCB e engenheiros de simulação confiam no conjunto completo de ferramentas de colaboração e integração de software de ECAD para MCAD (e vice-versa) no Altium Designer®. Quando um design está finalizado e pronto para ser liberado para a fabricação, a plataforma Altium 365™ facilita a colaboração e o compartilhamento de seus projetos.

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