Ultiboard: Umfassender Einsteigerleitfaden für PCB-Design

Elektronische Schaltungen gibt es schon lange, und wie bei jedem Design ist Modellierung essenziell für die Fertigung des Endprodukts. PCB-Layouts und andere Schaltungsdesigns müssen präzise, genau und fehlerfrei sein, damit der Hersteller ein effektives und effizientes Endprodukt erstellen kann. Geschwindigkeit ist ebenso essenziell beim Entwerfen von Schaltplänen. Ihr Unternehmen muss Gewinn erwirtschaften. Dieser Artikel zielt darauf ab, ein umfassendes und detailliertes Tutorial bereitzustellen, wie man Ultiboard herunterlädt, eine Schaltung erstellt und sich auf der Plattform zurechtfindet, um das Design für die Fertigung zu exportieren. Wir hoffen, dass dies nützlich sein wird.

1. Was ist Ultiboard?

Ultiboard, früher als ULTIboard bekannt, ist ein Programm, das von Ultimate Technology in den Niederlanden entwickelt wurde. Es war ziemlich teuer, da es je nach erforderlicher Größe 800–2500 $ kostete. Zudem war die erschwingliche Version für Studenten auf dem Markt begrenzt.

Im Laufe der Zeit entwickelte sich Ultiboard von einem Programm, das kaum Fotoplot-Dateien erzeugen konnte, zu dem, was als Electronics Workbench bekannt war, und nun zu Ultiboard. Eine fortschrittliche Plattform mit Schaltplanerfassung und Simulationswerkzeug Multisim, die es Benutzern ermöglicht, PCB-Modelle einfach zu entwerfen, zu manipulieren und in produktionreife Produkte umzuwandeln.

1.1 Funktion

Ultiboard wird hauptsächlich für seine Vorteile genutzt:

• Einfach zu bedienendes und effizientes PCB-Layout-Programm – Routing-Tools für PCB-Designs; anpassbare und zugängliche Funktionen
• Optimale Steuerung und Verwaltung der Umgebung – Ultiboard verfügt über eine erweiterte Tabellenansicht, Werkzeugkasten, Design-Assistenten und andere Tools, die Funktionen wie Kupferplatzierung und allgemeines Board-Layout verbessern.
• Übertragung einfacher Schaltpläne auf PCB – Die Ultiboard-Integration mit Multisim™ bietet Funktionen und Tools, die präzise Bauteilplatzierung sowie automatisierte Funktionalität für schnelles Layout-Design ermöglichen.
• Dateistandardisierung – Sie können Ihre Designdatei in einem Format wie DXF oder Gerber in ein anderes Format exportieren, das für Standardisierungszwecke erforderlich ist.

Ultiboards Hauptziel ist es, Flexibilität in Bezug auf Steuerung, Effizienz und Geschwindigkeit bei Layout, Routing-Tools und Kupferplatzierung zu bieten. Es wird von Ingenieuren, Herstellern, Studenten sowie Lehrern in verschiedenen Umgebungen eingesetzt. Schauen wir uns an, wie wir Zugriff auf Ultiboard erhalten, wie wir es herunterladen und installieren.

2. Ultiboard Download

Statt Ultiboard herunterzuladen und später bei der Installation festzustellen, dass Ihrem System mehrere Anforderungen fehlen. Generell benötigen Sie für die Installation von Ultiboard 9 etwa 150 MB. Dies variiert jedoch je nach benötigter Version. Ihr System sollte mindestens haben:

• Windows 2000/XP
• Pentium III Prozessor
• 128 MB RAM
• CD-ROM
• 800 x 600 Bildschirmauflösung

Sie können die Version jedes Ultiboard Professional- oder Academic-Produkts auf der National Instruments Website erhalten. Die Installation ist einfach und ähnlich den meisten Anwendungsinstallationsprozessen. Nach der Installation von Ultiboard müssen Sie sich mit der Softwareoberfläche vertraut machen, um optimal damit zu interagieren. Unser nächster Schwerpunkt liegt auf wesentlichen bis standardmäßigen Komponenten, die Sie identifizieren müssen, bevor Sie mit dem Design beginnen.

3. Benutzeroberfläche

3.1 Einführung in die Ultiboard-Oberfläche

Die Ultiboard-Oberfläche kombiniert Tools und Funktionen, die Ihnen als Benutzer helfen, sich beim Entwerfen Ihrer Schaltung oder Ihres PCB-Layouts zurechtzufinden. Sie fördert die Kreativität und Innovation neuer und origineller Designs, die die Elektroprodukteindustrie verbessern. Die Ultiboard-Oberfläche bietet eine Plattform für die Platzierung mechanischer Teile bei der Erstellung Ihrer PCBs, manuelles Entwerfen von CAD-Operationen bis zur Fertigung.

Die benutzerfreundliche Oberfläche hat durch automatisierte Funktionalität Geschwindigkeit gebracht. Auch Präzision kann durch das Platzieren von Teilen in der korrekten Position durch manuelle Steuerung erreicht werden. Zusammen mit Multisim ergibt Ultiboard Generationen weiter fortgeschrittener und besser leistender PCBs. Warum? Multisim ergänzt Ultiboards PCB-Layout- und Routing-Fähigkeiten durch seine leistungsstarke SPICE-Simulationsfunktionalität. Sie können im Handumdrehen mit Ihrem Design beginnen.

3.2 Symbolleisten

Wenn Sie gängige Anwendungen wie MS Word verwendet haben, werden Ihnen die Ultiboard-Symbolleisten nicht fremd sein. Die meisten Symbole sind Ihnen bereits vertraut; falls es neue gibt, können Sie mit der Maus darüber fahren, um ihre Funktion zu erfahren. Dennoch hier eine Richtlinie:

Hauptsymbolleiste

Auswahl-Symbol – Wählt ein Element vom Board aus.

Design-Werkzeugkasten-Symbol – Schaltet die Design-Werkzeugkasten-Ansicht ein und aus.

Tabellenansicht-Symbol – Schaltet die Tabellenansicht ein oder aus.

Datenbankmanager-Symbol – Zeigt die Datenbankmanager-Ansicht an.

Board-Assistent-Symbol – Startet Board-Assistent.

Bauteil-Assistent-Symbol – Startet den Bauteil-Assistenten.

Platzieren aus Datenbank – Durchsucht die Datenbank nach einer Position, um ein Element zu platzieren.

Linien-Symbol – Platziert eine gerade Linie auf dem Design.

Follow-me-Symbol – Platziert einen Follow-me-Trace.

Polygon-Symbol – Platziert ein Polygon auf dem Design.

Power-Plane-Symbol – Platziert eine Power-Plane auf dem Design.

DRC- und Netlist-Prüf-Symbol – Führt DRC (Design Rule Check) und Netlist-Prüfung aus; zeigt Ergebnisse im Ergebnis-Reiter an.

Text-Symbol – Platziert Text auf dem Design.

3D-Ansicht-Symbol – Zeigt das Design in drei Dimensionen an.

Bildschirmbereich erfassen-Symbol – Erfasst einen Bildschirmabschnitt und legt ihn in die Zwischenablage.

Hilfe-Symbol – Zeigt das Ultiboard-Hilfefenster an.

Bearbeitungssymbolleiste

In-Place-Bauteilbearbeitung-Symbol – Aktiviert In-Place-Bearbeitung für platzierte PCB-Bauteile.

Layer tauschen-Symbol – Platziert ein Bauteil oder Element auf der Spiegellage.

90° im Uhrzeigersinn drehen – Dreht ausgewähltes Element im Uhrzeigersinn.

90° gegen Uhrzeigersinn drehen – Dreht ausgewähltes Element gegen den Uhrzeigersinn.

3.3 Einstellungen festlegen

Um Ihre Einstellungen festzulegen:

1. Klicken Sie auf Optionen/Globale Einstellungen, damit das Einstellungsdialogfeld erscheint, das Ihnen folgende Optionen bietet:

• Allgemeine Einstellungen Reiter
• Pfade Reiter
• Farben Reiter
• PCB-Design Reiter
• Abmessungen Reiter
• 3D-Optionen Reiter

2. Nachdem Sie den gewünschten Reiter ausgewählt haben, passen Sie die Details an oder bearbeiten Sie sie.

3. Klicken Sie auf OK, um Ihre Änderungen zu speichern.

3.4 PCB-Eigenschaften festlegen

Um die Einstellungen der PCB-Eigenschaften festzulegen:

Auf einem leeren Board rechtsklicken, um ein Menü anzuzeigen, und das Eigenschaftssymbol auswählen. Das Dialogfeld „Blatteigenschaften“ erscheint, in dem Sie Ihre PCB-Details nach Wunsch weiter bearbeiten können.

3.5 Design-Werkzeugkasten

Sie werden den Design-Werkzeugkasten wahrscheinlich verwenden, um Ihr Design zu verwalten, indem Sie Teile steuern, wie z. B. die Farben eines Traces bestimmen. Um ihn anzuzeigen, klicken Sie auf die Design-Werkzeugkasten-Schaltfläche.

3.6 Tabellenansicht

Die Tabellenansicht ist essenziell für das Anzeigen und Bearbeiten von Details wie Attributen, Footprints oder Referenzbezeichnern.

Um auf das Tabellenansicht-Symbol zuzugreifen, müssen Sie ein neues Projekt geöffnet haben. Sobald Sie auf das Symbol klicken, erscheint der Funktionsreiter am unteren Rand der Seiten mit mehreren Schaltflächen/Symbolen.

Jedoch haben nicht alle Reiter alle Symbole.

3.7 Oberfläche anpassen

Um Ihre Oberfläche anzupassen:

Wählen Sie Optionen/Benutzeroberfläche anpassen, um einen Menüreiter unten anzuzeigen, wo Sie Änderungen nach Wunsch vornehmen können.

Wir haben die grundlegenden Orientierungsschritte zur Anpassung von Ultiboard an Ihre Bedürfnisse und die Verwendung verschiedener Symbole abgedeckt. Daher wird unser nächster Schritt sein, zu lernen, wie man ein einfaches Schaltbild entwirft und dabei weitere Funktionen und Eigenschaften der Software einsetzt.

4. Ultiboard Design-Tutorial

4.1 Die Electronics Workbench Suite

Es ist eine EDA-Suite (Electronic Design Automation), die wesentliche Schritte beim Entwerfen einer Schaltung erleichtert. Je nach Ihren Anforderungen und Budget werden Sie einige Komponenten der Electronics Workbench Suite haben, wie:

• Multisim: eine Kombination aus Multicap und sowohl analoger als auch digitaler Simulationsfähigkeit
• Multicap: ein Schaltplanprodukt für Treibersimulation, einfache Schaltpläne und Erleichterung von Schritten wie PCB-Layout-Design
• MultiVHDL: Bringt Co-Simulation zusammen mit Multisim und Erstellung von HDL-Modellen
• Ultiboard: ein Produkt, das neben Multisim und Multicap nützlich ist bei der Erstellung von PCBs und der Arbeit an mechanischen CAD-Operationen
• Ultiroute: ein Add-on zu Ultiboard Standalone, Ultiroute erleichtert die automatische Platzierung von Teilen auf dem Design

4.2 Tutorial öffnen

Um das Tutorial zu öffnen, stellen Sie sicher, dass Ultiboard gestartet ist, und fahren Sie dann fort:

1. Wählen Sie das Öffnen/Datei-Symbol. Gehen Sie zu dem Ort, an dem Sie Ultiboard während der Installation gespeichert haben (falls Sie sich nicht erinnern, versuchen Sie die zentrale Festplatte C in den Programmdateien).

2. Öffnen Sie Tutorial.EWPrj, um die ausgewählte Datei in Ultiboard zu laden.

3. Um ein Design anzuzeigen, wählen Sie es entweder durch Klicken auf den Design-Reiter oder den Projekte-Reiter unter dem Design-Werkzeugkasten.

4.3 Board-Umriss erstellen

Sie können einen Randumriss auf folgende Weise erstellen:

• Verwenden der Zeichentools – drücken Sie die Taste * und füllen Sie Ihre gewünschten Randumriss-Koordinaten aus:

• DXF-Datei importieren
• Board-Assistent verwenden, den wir in diesem Tutorial nutzen:

1. Gehen Sie entlang der Symbolleisten-Ebene zum Border-Assistenten-Symbol und doppelklicken Sie darauf.

2. Löschen Sie den bestehenden Border-Assistenten im aktuellen – es sollte ein neuer sein, damit das Board-Assistent-Board-Technologie-Fenster erscheint.

3. Aktivieren Sie „Layer-Technologie ändern“, um andere Optionen auswählen zu können. Wählen Sie „Mehrlagig konstruiert mit doppelseitigen Boards und Single-Layer-Stack-ups“, klicken Sie dann auf den Weiter-Reiter.

1. Das nächste Dialogfeld ist die Laminations-Einstellungen, wo Sie bei Bedarf Änderungen vornehmen und klicken.

1. Das nächste Dialogfeld ist die Board-Form, wo Sie die Änderungen wie folgt vornehmen:

• Unter Referenzpunkt, setzen Sie die Ausrichtung auf Links-Unten
• Wählen Sie Rechteckig für Board-Form und -Größe
• Setzen Sie Höhe und Breite auf 2000 bzw. 2500 und den Abstand auf 5,00000. Klicken Sie auf Fertigstellen.

4.3.1 Ultiboard – Änderungen am Randumriss bearbeiten

• Um den Board-Umriss zu verschieben:

Doppelklicken Sie auf Board-Umriss unter dem Layer-Reiter. Klicken Sie dann irgendwo auf den Arbeitsbereich-Randumriss unterhalb der Bauteilreihe.

• Um Änderungen am Referenzpunkt vorzunehmen:

Klicken Sie auf den Optionen-Reiter, platzieren Sie Ihren Cursor auf der linken unteren Ecke des Randumrisses auf dem Board und klicken Sie, um Änderungen an dem erscheinenden Feld vorzunehmen.

4.4 Bauteile platzieren

Sie können ein Bauteil auf dem Board platzieren, indem Sie:

• Ein Bauteil (oder mehrere) außerhalb des Randumrisses auswählen und an die gewünschte Position ziehen
• Zur Tabellenansicht gehen, den Teile-Reiter verwenden, um ein Bauteil (oder mehrere) zu lokalisieren und sie angemessen zu platzieren
• Bauteil(e) aus Netlist importieren
• Das Bauteil (oder die Bauteile) direkt aus der Datenbank auswählen
• Auto-Platzierung verwenden

4.5 Leiterbahnen (Traces) platzieren

Es gibt einige Möglichkeiten, Leiterbahnen zu platzieren:

4.5.1 Manuelle Leiterbahn platzieren

Hier wird die Leiterbahn dort positioniert, wo Sie sie platzieren. Dazu:

• Wählen Sie den Befehl Linie/Platzieren, um eine Linie zu erstellen, die von der Ebene abhängt (im Dropdown), in der Sie den Schlauch platzieren.
• Klicken Sie, um die Leiterbahn zu verankern, und bewegen Sie den Cursor zum Ziel, wo Sie erneut klicken, um zu verankern, oder rechtsklicken, um das Zeichnen zu beenden.

4.5.2 Ultiboard – Follow-me-Leiterbahn platzieren

• Klicken Sie auf das Follow-me-Symbol; stellen Sie sicher, dass Sie mindestens zwei zugewiesene Pins haben
• Klicken Sie auf einen Pin, dann auf einen anderen Pin, damit Ultiboard die Verbindung automatisch für Sie zeichnet

4.5.3 Connection Machine Trace platzieren

Der Connection Machine Trace bietet vollständige Leiterbahn-Automatisierung, indem er zwei Punkte über den günstigsten Weg verbindet. Er wird erreicht durch:

• Klicken Sie auf das Platzieren/Connection Machine-Symbol
• Klicken Sie dann auf den Raum zwischen den Punkten, die Sie verbinden möchten. Ultiboard bietet verschiedene Routen-Vorschläge, und sobald Sie den passenden Trace identifiziert haben, klicken Sie, um ihn zu verwenden
• Rechtsklicken, um die Trace-Platzierung zu beenden

4.6 Ultiboard – Vorbereitung für Fertigung/Montage

Bevor Sie Ihre Designs zur Fertigung einreichen, können Sie mehrere Aktivitäten auf dem Board durchführen, um sicherzustellen, dass Sie zusätzliche Informationen bereitstellen oder Fehler entfernen. Dazu gehören:

4.6.1 Board bereinigen

Dabei geht es um das Bereinigen offener Leiterbahnenden oder nicht verwendeter Teile oder Verbindungen. Dies wird done durch:

• Klicken Sie auf Bearbeiten/Kupfer löschen/Offene Trace-Enden, um alle offenen Trace-Enden zu löschen.
• Klicken Sie auf Design/Ungenutzte Vias bereinigen, um alle ungenutzten Vias oder Verbindungen zu löschen.

4.6.2 Kommentare hinzufügen

Das Hinzufügen von Komponenten liefert zusätzliche Informationen, auf die der Hersteller verweisen kann oder die die Zusammenarbeit im Team fördern. Sie können einen Kommentar platzieren, indem Sie:

• Die Kommentarebene im Design-Feld aktivieren
• Platzieren/Kommentar auswählen – ein Dialogfeld erscheint wie unten:

• Sie können wählen, die Hintergrundgröße zu fixieren oder andere Bearbeitungen wie Schriftart und -größe oder Text- und Hintergrundfarbe vorzunehmen.
• Geben Sie den Kommentar in das Kommentarfeld ein
• Klicken Sie auf OK. Gehen Sie fort, indem Sie auf die gewünschte Position für den Kommentar doppelklicken.
• Um Änderungen vorzunehmen, gehen Sie zurück zum Kommentar-Dialogfeld und bearbeiten Sie beliebige Details nach Wunsch und löschen Sie den vorherigen unerwünschten Kommentar.
• Um einen Kommentar zu löschen, klicken Sie darauf und drücken Sie die ENTF-Taste

4.6.3 Ultiboard – Datei exportieren

Dies ist normalerweise der finale Prozess, der Ihr Design als Ausgabe erzeugt. Er transformiert das Designformat in ein anderes, das von den Geräten des Herstellers verstanden wird. Die Datei enthält detaillierte Informationen darüber, wie das Design gefertigt werden soll.

Die Formatierungsanforderungen des Herstellers bestimmen hauptsächlich das Format. Der Export einer Datei beginnt mit Drücken von Strg+E oder Klicken auf den Datei-Reiter, woraufhin ein Menü erscheint, das die Export-Option in der Liste enthält.

Ein Export-Dialogfeld erscheint, um Exporteinstellungen/Properties anzuzeigen, zu exportieren oder zu löschen.

4.7 Designs in 3D anzeigen

Sie können Ihr Design in 3D anzeigen, indem Sie:

Auf das 3D-Symbol klicken, das im Werkzeuge-Menü aufgeführt ist. Ein 3D-Vorschau-Reiter wird angezeigt, der Ihr Design in 3D zeigt.

4.7.1 3D-Ansicht manipulieren

• Klicken Sie auf die Werkzeugleiste, dann 3D, um die 3D-Vorschau anzuzeigen.
• Klicken Sie auf das Vorschau-Board und halten Sie die Maus/die Cursor-Taste gedrückt und bewegen Sie, um:
• Den Zeiger des Bildschirms zu beiden Seiten zu bewegen für eine bessere oder spezifische Ansicht des Boards
• Um das 3D-Rad zu schwenken, halten Sie den Cursor gedrückt, um den vierköpfigen Pfeil anzuzeigen und richten Sie ihn in die gewünschte Richtung
• Um die 3D-Ansicht zu bewegen, klicken Sie und halten Sie sie gedrückt
• Bewegen Sie den Zeiger in jede Richtung, um eine Ansicht der anderen Seiten des Designs zu erhalten; Topo-Unterseite des Boards
• Um in einen Bereich zu zoomen: Klicken Sie und halten Sie den Cursor gedrückt und bewegen/scrollen Sie ihn nach oben oder unten
• Sie können auch Zoom rein/raus unter dem Ansicht-Reiter verwenden.

Hoffentlich können Sie die Ultiboard-Plattform nun bequem bedienen und sind mit verschiedenen Symbolen, Reitern und ihren Eigenschaften vertraut. Letztendlich sollten Sie in der Lage sein, ein einfaches Design zu erstellen, was unser Ziel war, als wir begannen.

5. Ultiboard – Vor- und Nachteile der Verwendung von Ultiboard

1. Vorteile der Verwendung von Ultiboard

• Es ist benutzerfreundlich und intuitiv
• Kann mit anderen Tools wie Tabellenkalkulation integriert werden sowie zur Verwaltung von Constraints, Kupfer-Routing und Bauteilplatzierung verwendet werden
• Es ist einfach zu bedienen und auf Geschwindigkeit optimiert

Es kann in Industriestandards wie Gerber und DXF exportiert werden, sowohl für Fertigung als auch Prototypen.

• Überträgt Schaltplan-Layouts, da es nahtlos mit Multisim integriert ist
• Ermöglicht Ihnen, schnell Einblicke in das Design Ihres PCBs zu gewinnen
• Es annotiert die am Design vorgenommenen Änderungen

2. Ultiboard – Nachteile

Trotz der vielen Vorteile, die Sie bei der Verwendung von Ultiboard erhalten, ist es wichtig zu beachten, dass es auch viele Nachteile mit sich bringt. Der kritischste ist:

• Es erfordert viel Schulung, um es bedienen zu können.
• Es ist kein kostenloses Tool, Sie müssen also bereit sein, tief in die Tasche zu greifen.

3. Ultiboard – Wie es funktioniert

Beim Layout-Routing wird die Wahl von Ultiboard empfohlen. Da es mit automatisierter Bauteil- und manueller Platzierungs-Routing-Funktionalität kommt, kombinieren sich die Tools, um die Zeit und den Aufwand für sich wiederholende Aufgaben zu reduzieren. In Kombination mit dem Platzierungsprozess garantiert es ein schnelles Layout. Ultiboard kommt mit Trace-Platzierung, die schnelle und effiziente Anpassung basierend auf Komplexität und Design ermöglicht.

Es findet und platziert Bauteile im Schaltplan schnell, da es mit Pick-and-Place-Funktionalität kommt. Es nutzt den Follow-me-Router und Maschinen, die Vorschläge für die Trace-Platzierung eingeben. Integriert mit Multisim nutzt es Auto-Routing, was die einfache Schaltplan-Übertragung von Layouts ermöglicht, die in vielen Designversionen reflektiert werden. Es bietet somit einen einfachen und schnellen Fluss von Design und Validierung.

Fazit

Ein Design auf einer Softwareplattform abzuschließen, ist normalerweise der erste Schritt zu einem greifbaren Produkt, das funktioniert. Ob Sie einen Fertigungsauftrag aufgeben oder nicht, wir bei WelPCB stehen für Ihre Fragen, Kommentare oder Vorschläge zur Verfügung.

Wir bieten kosteneffiziente Dienstleistungen im Bereich Leiterplattenfertigung und SMT (PCB Assembly Turnkey Services), um die Anforderungen von hoher Qualität, niedrigen Kosten, schneller Lieferung, einfacher Bestellung für Kunden weltweit zu erfüllen. Wir sind 24/7 für Sie da. Kontaktieren Sie uns jederzeit von überall, wir freuen uns, von Ihnen zu hören.

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