A DesignSpark PCB az RS Components nyomtatott áramköri kártyákat (nyák) tervező eszköze, amely része egy mechanikus és elektronikus tervek gyors prototípuskészítését támogató alkalmazáscsomagnak. 2010-ben azzal a Number One Systems vállalattal való együttműködést követően adták ki, amely az Easy-PC CAD-programot megalkotta, így ez nem meglepő módon sok hasonlóságot mutat a DesignSpark PCB-vel.

A DesignSpark PCB eszköz ingyenes, még kereskedelmi használatra is. Ingyenessége révén a mérnököt nem kötik szigorú licencelési szabályok, nincs korlátozva, hogy a programot hány számítógépre telepíti fel. (Azonban állandó internetkapcsolatot igényel, ami nem feltétlenül kedvez a felhasználónak.) Ingyenessége ellenére az RS vállalat állítja, hogy ez egy teljes értékű, professzionális program, amellyel többoldalas tervrajz, bármekkora méretű nyák és a hozzá tartozó gyártási adat hozható létre. Az igazi kérdés azonban az, hogy vajon mennyire egyszerű megtanulni.

Tervezési előkészületek

A DesignSpark PCB segítségével meg fogunk tervezni egy egyszerű USB-interfészt egy lábvezérelt kapcsolóhoz – amely a felhasználó lábának egyetlen érintésére egy sor billentyűparancsot hajt végre – egy EPROM-programozási alkalmazás számára. A szoftvertervezéstől most eltekintünk, mindazonáltal a mikrokontroller választása fontos szerepet játszik a tervezés megkönnyítésében.

Fektessünk le néhány követelményt és tervezési döntést, amelyek leegyszerűsítik a tervezést! Két bemenetet szeretnénk, amelyek benyomható pillanatkapcsolókhoz fognak csatlakozni. A másik végén egy B típusú USB-aljzatot helyezünk el a számítógéphez való kapcsolódáshoz. Ki fogunk választani egy DIL-csomagban elérhető mikrokontrollert, amely ingyenes USB-stackkel és ingyenes szoftverfejlesztési eszközlánccal rendelkezik. Teljes sebességű USB-módot fogunk használni, mivel ennek az eszköznek igen alacsony az adatsebessége (12 Mb/s), és nem igényel különleges, nagy frekvenciájú nyákvezetőt.

Az ilyen típusú munkára jól megfelelő mikrokontroller a Microchip PIC18F2550-I/SP terméke. Nagyszerű integrált fejlesztői környezettel (IDE), ingyenes USB-stackkel és fordítóprogrammal rendelkezik.

A kialakításhoz kizárólag furatszerelt alkatrészeket használunk. Csak néhány panelt kell legyártanunk, és nem akarunk összetett kialakítást tervezni, így az alkatrészek kézi ráforrasztása nem fog problémát jelenteni. Megtakaríthatjuk a forrasztási sablonok árát, és így gyorsabban készen is lehetünk a panelekkel (vagy akár házon belül is marathatunk sablont).

A lábkapcsolót – amely a nyáktervezés szempontjából nem lényeges elem – gyorsan megtaláltuk az RS honlapján a „lábkapcsoló” keresőszó beírásával. A panelt két bemenettel fogjuk ellátni, kapcsolónként eggyel.

Telepítés egyszerűen

Az alkalmazás telepítője az RS honlapjáról letölthető (http://www.rs-online.com/designspark/electronics/), és kizárólag a Windows modern operációs rendszereit támogatja. Ha Linuxot vagy MAC-et használnánk, Wine vagy virtuális Windows alatt kell futtatni. A telepítés egyszerű volt (miután rájön a tervező, hogy rendszergazdaként kell futtatni a telepítőt), de a folyamat befejezéséhez „aktiválni” kellett a programot. Ehhez a DesignSpark fórumon létre kellett hozni egy fiókot, és meg kellett adni egy érvényes e-mail-címet. Az RS felhívja a figyelmet a marketinganyagok küldésére, azonban ezek száma elenyésző.

Használat közben

A DesignSpark első futtatásakor megjelenik a kezdőoldal, néhány hirdetéssel. Nincs látható tervezőfelület, de ez érthető, mert ebben a fázisban létre kell hoznunk egy projektet. A File>New (Fájl>Új) elem kiválasztásával megjelenik egy párbeszédpanel, ahol megadhatjuk a projekt nevét, majd létrehozhatjuk a tervrajzot. Ennél a pontnál egy párbeszédpanelünk van, ahogy azt az 1. ábra is mutatja. Speciális alkatrészeket a ModelSource (Modellforrás) könyvtáron keresztül érhetünk el, amely a kiválasztott RS alkatrészek online adatbázisa, vagy válogathatunk az általános eszközök könyvtárából is.

A kezdeti tervrajzunk vázlatát egy jegyzettömbben rajzoltuk le, lefotóztuk, letöltöttük a számítógépre, majd beimportáltuk, mint egy támogatófájlt. Ily módon az összes jegyzetet a CAD-tervvel együtt egy projektben lehet tárolni. A tervrajz elkészítése – ne feledjük, hogy ez volt az első találkozásunk a DesignSparkkal – egyszerű volt, mindössze 30 percet vett igénybe. Még néhány extra I/O-érintkezőt is elhelyeztünk a későbbi ellenőrzés céljából. Az eredmény a 2. ábrán látható.

Nagyszerű dolog, hogy a ModelSource révén egyetlen egérkattintással online adatlapokhoz lehet hozzáférni, felgyorsítva ezáltal a programban elérhető különleges alkatrészek közül a megfelelő kiválasztását.

A tervrajz panellé alakítása

Mivel elégedettek voltunk a tervrajzzal, a panelterv létrehozásához kiválasztottuk a Tools>Translate To PCB (Eszközök>Nyákká alakítás) elemet. Először megjelenik a nyákvarázsló párbeszédpanel, amely közli, hogy végigvezet minket a folyamaton.

Először kiválasztjuk a kívánt paneltípust – egyoldalas, vagy az alapértelmezett kétoldalas (ez a mi választásunk is), és így tovább. Ez a módszer sokkal egyszerűbb, mint ha magunk kezelnénk több tucat réteget. A következő lépésben finomíthatjuk a rétegek listáját – nekünk megfelel az alapértelmezett. Ezután megadjuk a panel méreteit. Ezt is az alapértelmezett értéken hagyjuk, mivel a panel méretei változtathatók, ahogy rákerülnek az alkatrészek és a jelelvezetők.

Végül kiválaszthatjuk az alkatrészek automatikus elhelyezését és a megfelelő jelvezetést. Az automatikus elhelyezés ritkán sikerül, és ez ebben az esetben sem volt másképp, így visszaléptünk, hogy magunk helyezzük el az alkatrészeket a panelen.

Az alkatrészek mozgatására szolgáló funkció ugyanolyan intuitívan használható, mint ahogyan a tervrajzot létrehoztuk. Nagyon hasznos tulajdonsága, hogy az alkatrészek mozgatása közben a rendszer dinamikusan elvégezte a kivitel ellenőrzését, és újraszámolta a légvezetékeket (az alkatrészek közötti kapcsolódást jelölő vonalakat) is. Ez meggátolja, hogy olyan kivitelezési hibákat ejtsünk, amelyek egyébként csak később derültek volna ki.

Harminc perccel később, miután elégedettek vagyunk az alkatrészkiosztással, itt az ideje a jelvezetők elhelyezésének. Az automatikus elvezetés gyászos kudarcot vallott, így a kritikus jeleket manuálisan vezettük el – az USB és az áramforrás jeleit –, majd hagytuk, hogy a rendszer fejezze be a maradékot. Nem is végzett olyan rossz munkát.

A rézkiöntés és a Gerber-formátumú fájl létrehozása újfent egyszerű és gyors volt. A 3. ábrától a 4. ábráig mindössze egy órába telt eljutni.

Összegzés

A tanulási idő már minimális CAD-tapasztalattal rendelkező felhasználó számára is elhanyagolható. A program képességei rengeteg kkv-nak megfelelőek (a szerző cégének is ez az első számú eszköze), és a mérnökök már néhány óra használat után is igen hatékonyan használhatják. Korlátja a könyvtár mérete, de valljuk be, mindig is sok időt fogunk tölteni a könyvtáraink értékelésével és rendszerezésével. Ingyenessége és korlátlan tulajdonságai révén nehéz ennél jobb eszközt találni.