در عصر مدرن، نرم افزاهای تخصصی نقش بسیار مهمی در طراحی، تحلیل و شبیه‌سازی مدارها و سیستم‌های الکترونیکی ایفا می‌کنند. استفاده از این نرم افزارها، دقت و بازدهی را افزایش می‌دهد و به مهندسان و طراحان الکترونیک کمک می‌کنند؛ تا فرایند طراحی شماتیک و برد مدارچاپی (PCB) و شبیه‌سازی مدارهای آنالوگ و دیجیتال را به خوبی انجام دهند. در این مقاله قصد داریم به معرفی برخی از پرکاربردترین و مهم‌ترین نرم افزارهای حوزه الکترونیک بپردازیم. این نرم افزارها اغلب شامل ابزارهایی جهت طراحی شماتیک، مسیریابی PCB، شبیه‌سازی مدارها، برنامه نویسی تراشه‌های برنامه‌پذیر و تحلیل سیگنال‌ها هستند که هرکدام به نوبه خود نقش حیاتی در پیشرفت فناوری‌های الکترونیکی دارند.
لیست نرم افزارهای مورد بررسی عبارتند از:
- نرم افزار آلتیوم دیزاینر(Altium Designer)
- نرم افزار پروتئوس (Proteus)
- نرم افزار Code Vision AVR
- نرم افزار Eplan
- نرم افزار Multisim
- نرم افزار Autocad Electrical
نرم افزار آلتیوم دیزاینر
آلتیوم دیزاینر، یکی از قدرتمندترین نرم افزارهای طراحی مدارهای الکترونیکی است که توسط شرکت Altium Limited توسعه یافته است. اصلی‌ترین کاربرد این نرم افزار، قابلیت طراحی و شبیه‌سازی برد مدار چاپی از ایجاد شماتیک تا تولید نهایی را دارد. به‌طور کلی مهم‌ترین ویژگیهای این نرم افزار به شرح زیر است:
1- امکان طراحی شماتیک مدارهای الکترونیکی با استفاده از ابزارهای پیشرفته
2- ایجاد و ویرایش بردهای مدارچاپی از دو تا چند لایه با قابلیت های مسیریابی دستی و خودکار
3- امکان شبیه‌سازی برای بررسی عملکرد مدار قابل از ساخت
4- وجودکتابخانه‌های گسترده‌ای از قطعات الکترونیکی و امکان ایجاد کتابخانه‌های سفارشی. این ویژگی به طراح اجازه می‌دهد با نصب کتابخانه التیوم ، بتواند حتی قطعات کمیاب را مدل‌سازی کرده و در فرآیند طراحی برد مورد نظر، استفاده کند.
5- وجود ابزارهای مدیریت پروژه برای هماهنگی و پیگیری مراحل مختلف.
در نهایت استفاده از نرم افزار آلتیوم به مهندس‌های الکترونیک کمک می‌کند که بتوانند مدارهای پیچیده را طراحی کرده و خطاهای احتمالی را قبل از ساخت شناسایی و رفع کنند.
نرم افزار پروتئوس
پروتئوس (Proteus) یا Proteus Design Suite ، یک نرم افزار طراحی برد مدار چاپی است که از آن برای ایجاد شماتیک مدار، شبیه‌سازی آن و طراحی بردهای مدار چاپی استفاده می‌کنند. به طور ساده، می‌توان گفت که این نرم‌افزار در راستای پیاده‌سازی مدارهای الکترونیکی، شبیه‌سازی آن‌ها و همچنین طراحی نقشه‌های PCB است.
نرم افزار پروتئوس از دو بخش اصلی تشکیل می‌شود که یکی برای طراحی و ترسیم مدارهای مختلف به کار می‌رود و دیگری برای طراحی شماتیک و PCB است. اولی ISIS است که با آن می‌توان مدارها را طراحی و شبیه‌سازی کرد و دومی ARES است که برای طراحی یک برد مدار چاپی استفاده می‌شود. یکی از قابلیت‌‌های این نرم افزار، توانایی نمایش سه بعدی PCB قبل از چاپ مدار می‌باشد.
نرم افزار Code Vision AVR
نرم افزار کد ویژن یک محیط پارچه و ابزار کلیدی برای برنامه نویسی و کامپایل میکروکنترلرهای AVR به زبان C توسعه یافته و به دلیل سادگی و کارایی بالا، بین مهندسان و طراحان الکترونیک بسیار محبوب است.
این نرم افزار، نقش مهمی در طراحی و توسعه سیستم‌های الکترونیکی مبتنی بر میکروکنترلرهای AVR ایفا کرده و به‌طور کلی دارای 4 مزیت است:
1- شامل کتابخانه‌های متنوع برای کار با انواع ماژول‌ها می‌باشد.
2- قابلیت کد ویزارد (Code Wizard) دارد که به صورت خودکار کدهای اولیه مورد نیاز برای تنظیمات میکروکنترلر را تولید می‌کند.
3- امکان برنامه‌نویسی و کامپایل برای انواع میکروکنترلرهای AVR
4- وجود ابزارهای شبیه‌سازی و عیب‌یابی برای بررسی و رفع خطاهای احتمالی کد
در نهایت در پاسخ به این سوال که آردوینو چیست؟، می‌توان گفت که آردوینو (Arduino) یک بستر سخت افزاری است که اغلب از میکروکنترلرهای AVR برای دست‌یابی به اهداف خود بهره می‌برد و با نرم افزار کد ویژن می‌توان، برنامه مورد نظر را بر روی آن اعمال کرد.
نرم افزار Eplan
نرم افزار Eplan از دیگر ابزارهای پیشرفته و جامع برای طراحی و نقشه کشی سیستم‌های الکتریکی و اتوماسیون صنعتی است که توسظ شرکت Eplan Software & Service توسعه یافته است.
Eplan نیز ویژگیهای متعددی دارد که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر است:
1- امکان طراحی شماتیک مدارهای الکتریکی با استفاده از ابزارهای پیشرفته
2- تولید خودکار گزارش‌ها و مستندات براساس مدارهای طراحی شدهخ
3- دسترسی به کتابخانه‌های متنوع از المان‌های الکتریکی
4- قابلیت یکپارچگی با نرم افزارهایر تولید همچون PLM و CAD جهت بهبود فرآیند طراحی
نرم افزار Multisim
نرم افزار Multisim یکی از قوی ترین نرم افزارهای شبیه سازی مدارهای الکترونیکی و یک ابزار ایده آل برای ایجاد و شبیه سازی مدارهای کنترلی است، این نرم افزار به شما اجازه می دهد تا توسط المان های بین المللی و استانداردهای جهانی، مدارات خود را مجتمع سازی و شبیه سازی نمایید.
یکی از ویژگی هایی که باعث اهمیت این نرم افزار در رشته الکترونیک می شود ، شبیه سازی مدارات دیجتال و گیت های منطقی است چراکه کتابخانه ای که برای قطعات دیجیتال در این نرم افزار وجود دارد بسیار کامل تر از دیگر نرم افزار های هم سطح می باشد.
از جمله دیگر موارد قابل ذکر در مورد این نرم افزار، می توان به قابلیت آنالیز و گرافیک مناسب طرح ها اشاره کرد. همچنین شایان ذکر است که این نرم افزار از طرح های مرحله ای و همچنین هدایت باس پشتیبانی کامل را به عمل می‌آورد.
به طور کلی مهم‌ترین کاربردهای Multisim به شرح زیر است:
1- تحلیل رفتار مدار: ابزارهای شبیه سازی شده و تجزیه و تحلیل پیشرفته در Multisim درک کاملی از رفتار مدار را فراهم می آورند.
2- آموزش الکترونیک: به عنوان یک ابزار یادگیری ، از طریق طراحی بصری ، شبیه سازی تعاملی و ادغام یکپارچه ، تئوری انتزاعی را به سیگنال های واقعی متصل می کند.
3- تقویت نظریه با مقایسه سیگنال های واقعی و شبیه سازی شده: Multisim رویکرد عملی سازی آموزش های مهندسی را به واقعیت تبدیل کرده است.
4- امکان آموزش منطق دیجیتال و به کار گیری آن روی سخت افزار: این برنامه فراتر از شبیه سازی استاندارد SPICE است و شامل یک کتابخانه گسترده ای برای مؤلفه های دیجیتالی است که می توان در هر وسیله Digilent FPGA شبیه سازی و مستقر کرد.
نرم افزار Autocad Electrical
Autocad یک نرم افزار مناسب برای طراحی و نقشه‌کشی سیستم‌های الکتریکی است. این نرم افزار نیز توسط شرکت Autodesk طراحی شده است تا به مهندسان برق و الکترونیک کمک کند که پروژه‌های خودرا بهتر مدیریت کنند.
ویژگیهای این نرم افزار نیز مشابه موارد قبلی است مضاف بر آنکه Autocad می‌تواند مکمل خوبی برای نرم افزار آلتیوم دیزاینر باشد.
استفاده از تکنولوژی در حوزه الکترونیک و تعمیرات، این قابلیت را به مهندسان می‌دهد که راحت تر عمل طراحی و عیب‌یابی برد را آنجام داده و اهداف خودرا پیش ببرند. نرم افزارهای معرفی شده تنها بخش کوچکی از این این ابزار مفید هستند. از دیدگاه تجاری، استفاده از مستندات به دست آمده ازاز این نرم افزارها در فرآیند تعمیرات، فرآیند عیب یابی را تسهیل خواهد بخشید و سبب افزایش درآمد تعمیرات برد الکترونیکی می‌گردد.
