Технических программных пакетов для инженеров-электриков (или электронщиков) существует множество, и они весьма разнообразны, покрывая широкий спектр функциональных потребностей. Разница между брендами, ориентированными на одну и ту же функцию, в основном заключается в наборе функций, включённых в продукт. Как и при походе в продуктовый магазин, обычно полезно заранее представлять, что вам действительно нужно, а что нет. Также важно учитывать, что можете позволить себе вы или ваша компания. Мы поможем вам определиться с нужными пакетами программ.

Что могут дать вам правильные программные инструменты?

В отличие от потребительских приложений, поглощающих время, инженерное программное обеспечение — это инструмент, существующий главным образом для того, чтобы облегчить вашу рабочую жизнь и сэкономить бесчисленные часы (как только вы освоите программу). Поэтому, пока вы ищете то, что, как вам кажется , понадобится, стоит также получить совет о том, что вам действительно понадобится.   

Процесс определения этого для инженера несколько проще, чем кажется. Просто подумайте о том, что отнимает у вас больше всего времени при выполнении электротехнической работы, а именно: расчёты, проектирование схем, тестирование и верификация, а также документация. Теперь вы можете либо искать программные решения для каждой из этих функций самостоятельно, либо спросить работающих инженеров, что, по их мнению, вам нужно, — именно это мы и сделали за вас.  

Что, согласно нашему исследованию, вам понадобится  

Мы поговорили с инженерами-электриками о программных инструментах, которые они чаще всего используют в повседневной работе, и несколько популярных и проверенных программных пакетов упоминались неизменно. Итак, вот наш взгляд на некоторые из лучших программных инструментов, которые стоит изучить и применять, чтобы сэкономить время, улучшить результаты проектирования и организовать свою работу.

 

 

LTspice

SPICE — это аббревиатура от Программа моделирования с акцентом на интегральные схемы. Это программа графического моделирования для проектирования схем, которая снижает или устраняет необходимость макетирования на breadboard или изготовления платы с жёсткой проводкой на основе вашей схемы. По мере усложнения схемотехнических проектов программы SPICE, впервые выпущенные в 1970-х годах, сэкономили бесчисленные часы в цикле проектирования.   

LTspice — самая широко распространённая на рынке версия симулятора SPICE и отраслевой стандарт. Аббревиатура LT означает Linear Technology — компанию, которая изначально разработала продукт и впоследствии была приобретена компанией Analog Devices.

С помощью этой программы вы можете смоделировать аналоговую или цифровую схему, изменить её, протестировать и проверить перед изготовлением платы. Это позволяет легко визуализировать отклик схемы ещё до того, как вы фактически создадите своё устройство. В рабочих условиях использование LTspice обеспечивает следующие возможности: 

• Анализ переходных процессов для поведения схемы 
• Анализ по переменному току (AC) для поведения отдельного компонента в схеме 
• Развёртка по постоянному току (DC Sweep) для оценки характеристик схемы в диапазоне параметров 
• Анализ шумов для снижения шума в схеме 
• Анализ методом Монте-Карло для исследования допусков критически важных компонентов. 

Лучше всего то, что программу можно бесплатно скачать у нынешнего владельца, компании Analog Devices, и она работает как на Windows, так и на Mac. У наших друзей с сайта CircuitBread.com также есть видеоурок по LT Spice, который поможет вам его освоить. Вы можете найти его здесь: Начало работы с LTspice.

 

ALTIUM DESIGNER

Altium Designer в настоящее время является одним из самых мощных и широко используемых в мире программных инструментов для проектирования печатных плат (ПП). Он предлагает среду проектирования, охватывающую весь процесс разработки печатных плат — от принципиальной схемы до топологии платы, проектирования жгутов проводов и итоговой производственной документации.

Это профессиональное программное решение объединяет в одной программе библиотеки CAD, правила и ограничения, спецификацию материалов (BOM), управление цепочкой поставок, приказы на технические изменения и другие инструменты. Как и следовало ожидать, этот премиальный программный продукт не является бесплатным и имеет сравнительно высокую стоимость. Однако для оценки доступна бесплатная пробная версия пакета. 

Altium Designer работает как на Windows, так и на Mac, предлагая разработчикам и их работодателям следующие преимущества:

• Высокоскоростное проектирование, топология и трассировка печатных плат
• Возможности 3D CAD для визуализации размещения компонентов и трассировки
• Возможность разрабатывать и проверять сложные принципиальные схемы
• Простой захват схем
• Профессиональная документация для производства печатных плат
• Прямой доступ к спецификациям компонентов производителя
• Управление спецификацией материалов (BOM) в реальном времени и информация о доступности компонентов 

Как и следовало ожидать, программное обеспечение такого уровня требует времени на освоение, однако оно способно обеспечить компаниям значительную экономию времени вывода новых продуктов на рынок. 

 

 

MATLAB

MATLAB, что расшифровывается как матричная лаборатория, — это язык программирования высокого уровня и интерактивная среда для численных расчётов, визуализации и программирования. Проще говоря, речь идёт о вычислениях, визуализации результата и генерации кода для воспроизведения проделанной работы. Это как раз та отнимающая много времени математическая часть инженерной работы, о которой мы упоминали ранее.

MATLAB, разработанный компанией MathWorks, позволяет выполнять операции с матрицами, строить графики функций и данных, разрабатывать и реализовывать алгоритмы, создавать пользовательские интерфейсы, анализировать данные, а также создавать модели и приложения. Встроенные команды помогают выполнять математические расчёты, строить графики и решать численные задачи.

MATLAB, широко используемый как вычислительный инструмент в инженерии и науке, обеспечивает значительную пользу в таких областях, как линейная алгебра, построение графиков, нелинейные функции, статистика, анализ данных, математический анализ, преобразования и аппроксимация кривых. Среди прочих его возможностей:

• Обширная библиотека математических функций
• Встроенная графика для визуализации данных и построения пользовательских графиков
• Встроенные инструменты для создания приложений с пользовательскими графическими интерфейсами
• Функции для интеграции с внешними приложениями (C, Java, Microsoft Excel)

Хотя MATLAB не является бесплатным, его стоимость не является заоблачной. Модели ценообразования включают академическую версию (для студентов), годовую подписку и бессрочную версию. 

 

 

LABVIEW

Название LabVIEW — это сокращённая форма от Инженерный стенд виртуальных лабораторных приборов, что довольно точно описывает этот программный инструмент. Программное обеспечение первоначально разработала компания National Instruments как виртуальный стенд для управления испытательными приборами через универсальную интерфейсную шину (GPIB). С тех пор область его применения расширилась до проектирования и эксплуатации систем в целом.

LabVIEW по сути представляет собой язык визуального программирования и среду, позволяющую разрабатывать системы любых форм. Он использует графический интерфейс, позволяющий связывать различные элементы для обеспечения нужного потока в системе. В комплект входит обширная библиотека функций анализа, а также настраиваемые функции интерактивного отображения и драйверы для автоматизации аппаратуры приборов и сбора данных.

Сегодня большинство инженеров используют LabVIEW для задач сбора данных, автоматизации операционных систем, а также управления приборами и оборудованием. Он также применяется в промышленности для проведения тестов и симуляций или для мониторинга производительности машин и промышленного оборудования. Среди прочего, функциональность программы может помочь инженерам:

• Отслеживать тестовые системы и взаимодействовать с ними
• Собирать данные и управлять приборами
• Автоматизировать последовательность тестов
• Обмениваться данными с использованием отраслевых протоколов
• Получать удалённый доступ к тестовой системе
• Извлекать полезную информацию из данных
• Программировать программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) для построения высокоскоростных систем измерения и управления

Программное обеспечение LabVIEW работает на платформах Windows, Apple и Linux. Пакеты предлагаются по подписке в трёх различных версиях. Также доступна бесплатная пробная версия.

А как насчёт коммуникационных пакетов?

После всего сказанного о некоторых инженерных программных инструментах и их способности облегчить вашу рабочую жизнь, было бы упущением не упомянуть о коммуникации. Ваша грандиозная схема не будет иметь особого значения, если вы не используете эффективные средства коммуникации, чтобы дать коллегам знать, над чем вы работаете и как они могут помочь это улучшить.

Хотя некоторые из рассмотренных нами программных пакетов предлагают взаимодействие с другими пользователями, а у вашей компании могут быть собственные протоколы коммуникации, вот несколько программных пакетов и ресурсов для онлайн-сотрудничества, которые могут добавить вашей работе различные уровни сложности, включая возможность задавать вопросы и получать ответы. Некоторые из них вы хорошо знаете, а некоторые, возможно, нет. В произвольном порядке, среди них:

• Google Workspace
• Microsoft Teams
• Discord
• Zoom
• Stack Overflow
• GitHub
• Slack
• Jira Cloud
• Backlog

Заключение

Как мы упоминали в начале этой статьи, у инженеров-электриков есть огромный выбор программных инструментов, помогающих организовывать, управлять, улучшать и обсуждать свою работу. Ваше собственное исследование откроет ещё множество вариантов. Некоторые из них платные, а некоторые нет. 

Однако стоит подчеркнуть: если вы не воспользуетесь некоторыми из существующих интеллектуальных и профессиональных программных инструментов, вы рискуете упустить как время, так и деньги.  

Если вам понравилась эта статья, рекомендуем ознакомиться с другой версией этого блога, доступной на CircuitBread.