为什么CAD模型是失败的专业电气工程师

当我们回顾21世纪初的时候，专业的电气工程师会在什么时候停止建造他们自己的ECAD模型。虽然不是2020年，但通向这一未来的道路正变得比一些人想象的更加清晰。

CAD建模的近代史

2000年，电气工程师(EEs)通过阅读数据表、制作bom和仔细阅读互联网上的供应商，制作了自己的ECAD模型。raybet开户当构建电路板的时候，EEs生成Gerber文件，并将这些文件和BOM电子表格发送到电子制造服务(EMS)公司。随着EDA工具变得更加复杂，工程师的工作也变得更加容易。BOM管理和零件搜索被集成到EDA工具中，简化了过程。如今，工程师无需离开EDA屏幕就可以实时搜索零部件，查看价格、可用性、规格和其他重要信息。

接下来会发生什么?

这是一个很好的开始，但这只是工程师为PCBA设计需要一个更集成的工作流程的开始。下一个即将出现的将是更多的生产力特性，如可信的、高质量的ECAD模型。

景观:对电气工程师的要求

目前，产品设计周期很短，而且越来越短。今天，第一家将设计推向市场的公司拥有巨大的优势。这意味着设计工程师在减少设计时间方面面临越来越大的压力。作为回应，业界提供了免费或购买的ECAD模型库，并承诺这些模型可以直接用于新的设计，节省时间和精力。

然而，如果你相信市场宣传的话，尽管ECAD模型的数量令人印象深刻，但任何现实世界的设计都会发现，工程师们争相寻找模型，但往往会出现不足。

这些ECAD模型中的问题非常多:

• 符号可以是通用的，也可以是无意义的
• 没有3D模型
• 3D模型是一个简单的盒子，而不是一个合适的表示
• 内存占用空间的插槽构造很差
• 有焊接掩模违规

现成模型的问题几乎是无穷无尽的。最后，花在查找和排除ECAD模型故障上的时间有时可能比自己简单地创建它们要长。那么节省的时间在哪里呢?

当前现实:测试ECAD市场

我想自己找出当前可用的ECAD是否可以提高我的生产率，或者至少减少电路板设计中一些更乏味的方面。我找到了三个公开可用的bom，并对它们的模型的数量和质量进行了评估。

Arduino微

我第一次尝试是Arduino微．在这个BOM上的22个零件中，我只能找到14个或63%的零件有完整的CAD覆盖，我可以下载。这很有用，但我仍然需要为37%的零件建立自己的CAD。

Replicape: RepRap 3D打印机控制器

与Replicape，在这个BOM上的22个非被动部件中，我可以只找到了11个，或者说50%，有完整的CAD覆盖，我可以下载。

openenhpsdr:高性能开放SRD接收器

使用openHPSDR，在这个BOM上的40个非被动部件中，我只能找到27个或68%有完整的CAD覆盖，我可以下载。

ECAD市场测试结果

部分覆盖

大多数来源有良好的模型的基本2终端无源贴片组件。当然，制作无源组件是最快的ECAD任务，所以我的数字集中在非无源组件上。非被动部件的ECAD覆盖率为50%至68%。这并不可怕，但我还是得自己做一堆模型。假设模型质量高，这可以节省我一些时间。

质量的象征

符号质量是无处不在的。很多这样的模型在专业工作中是绝对不能接受的。我发现的问题包括一个电阻器，是作为一个盒子与两个引脚在同一边和晶体管，是作为一个盒子与引脚在左和右。这些符号可能满足拥有正确数量的引脚的最低要求，但如果我向付款的客户或我的工程经理展示示意图上的这些符号，我将被送回绘图板。这并没有节省我的时间因为我要自己重画很多符号。

图1所示。不清楚原理图符号。

图2。我的重绘符号。

足迹质量

乍一看，脚印似乎比符号的质量更好。然而，对足迹的要求比符号更有挑战性。占用空间上的小偏差可能会导致制造设计(DFM)问题，从而导致真正的成本。其中许多部分都被标记为“社区认证”。我该怎么办呢?职业道德要求我拿出数据表，检查零件的所有尺寸，以确保它能正常工作。将一个PCB设计发送到工厂是风险太高，不能仅仅相信互联网上的人做了尽职调查，应该在没有监督的情况下被信任。最后，检查每个内存占用比从头开始构建要花费更少的时间，但也不会少很多。

图3。你相信这种焊料掩模模式吗?

图4。数据表确认图3的内存占用是正确的。

三维模型

对于我所看到的部分，3D模型是“最常被忽略的”模型。在风格上，不同的供应商之间存在颜色和“真实性”的差异，但是如果模型存在并且是准确的，那么它是有帮助的。在没有3D模型的情况下，也可以构建PCBAs，但如今，EE有望产生的结果可以交给工业设计和机械工程的同事来构建外壳、检查是否合适，在某些情况下还可以产生营销图像。我可以自信地断言，对于大多数ID/ME问题，我发现的3D模型是有用的。但是如果你出于某种原因需要逼真的渲染，你就需要投入很多额外的工作。

图5。一个不清晰的3D模型。

图6。清晰，简洁的3D模型。

最终判决

虽然有一些公司在其营销材料中承诺大量提供高质量的ECAD模型，但事实似乎并不乐观。尽管使用免费的、可下载的ECAD可能会节省一些时间，但手头有钱、有工作的专业工程师不能相信大多数免费可下载的ECAD模型。再加上花在搜索四五个不同站点以检查可用模型上的时间，这意味着“拖放”ECAD仍然是未来的事情。

一个工程师的前进之路

所以，鉴于我们仍然没有喷气背包或专业质量，免费的ECAD模型，未来的道路是什么?这看起来简单明了，但也许值得说说在职工程师已经知道的事情。

符号必须是高质量的。原理图的存在是为了传达理解，所以工程师们设计了一些符号，这些符号已经被使用了大约100年，来传达这种理解。ECAD符号需要遵循这一传统，并在该领域采用合理的标准。

脚印应该遵循制造商的建议。对于标准包装类型的部件，IPC脚印也应该提供。这里最大的挑战是信心:当金钱、时间和工作都岌岌可危时，什么能让工程师相信脚印?

3D模型应该遵循一个简单的规则。它们应该看起来和实际零件一样大小。最好的3D部分是“逼真的”，或者至少有正确的颜色和形状。

Octopart正在通过制造ECAD来解决这些问题，ECAD由实际的电气工程师建造并验证。我们不断地建设，所以我们的图书馆每天都有更多的模型。我们构建的每个部件都有原理图符号、PCB足迹和3D模型。按照IEEE 315-1975和IEC 60617的指导方针，每个原理图符号看起来都应该是这样的。我们提供遵循制造商指导方针的足迹，当使用标准封装时，我们还提供三个IPC-7351兼容的足迹，用于不同的PCB密度。每个部件都有一个高质量的3D模型。每一个部件都要经过实际电气工程师的三次检查，才能作为“验证”模型发布。

获得理想的未来,ee可以停止建造适应型模型和依赖免费的,高质量,和准确的资源从现成的库可能年,但我们也要达到这一现实,承认差距我们目前已经在我们的系统中,建立合理的指导方针为未来创造模型,为未来的工作设定更高的标准。

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