.png)
Dalam proses desain Printed Circuit Board (PCB), routing merupakan salah satu tahap penting setelah komponen ditempatkan pada PCB layout. Routing digunakan untuk membuat jalur tembaga yang menghubungkan satu pin komponen dengan komponen lainnya sesuai dengan koneksi pada schematic. Pada desain PCB sederhana, jalur dapat dibuat secara manual menggunakan interactive routing. Namun, ketika jumlah komponen dan koneksi semakin banyak, proses routing secara manual dapat membutuhkan waktu yang cukup lama. Salah satu fitur yang dapat membantu proses tersebut adalah autorouter PCB. Autorouter merupakan fitur pada software desain PCB yang dapat digunakan untuk membuat jalur PCB secara otomatis berdasarkan koneksi dan aturan desain yang telah ditentukan. Meskipun dapat menghemat waktu, autorouter tidak selalu menghasilkan routing yang langsung siap digunakan. Hasil routing tetap perlu diperiksa dan, jika diperlukan, diperbaiki secara manual.
Apa Itu Autorouter PCB?
Autorouter PCB adalah fitur pada software desain PCB yang digunakan untuk menentukan dan membuat jalur koneksi antar-komponen secara otomatis. Jika routing manual mengharuskan pengguna menentukan sendiri jalur dari satu pin ke pin lainnya, autorouter akan mencoba mencari jalur berdasarkan Net, posisi komponen, layer PCB, serta Design Rules yang telah ditentukan. Secara sederhana, prosesnya dapat digambarkan seperti berikut:
Schematic → Netlist → Penempatan Komponen → Design Rules → Autorouter → Jalur PCB → DRC
Autorouter akan membaca koneksi yang harus dibuat, kemudian mencari kemungkinan jalur dari satu titik koneksi ke titik lainnya.
Fungsi Autorouter pada Desain PCB
Beberapa fungsi utama autorouter PCB antara lain:
- Membantu membuat jalur PCB secara otomatis.
- Mengurangi waktu yang diperlukan untuk routing.
- Membantu melakukan routing pada PCB dengan banyak koneksi.
- Mencari jalur alternatif ketika koneksi tidak dapat dibuat secara langsung.
- Membantu pengguna mendapatkan gambaran awal routing PCB.
- Mengurangi pekerjaan routing manual pada desain tertentu.
Namun, penggunaan autorouter tetap membutuhkan pemahaman mengenai layout PCB, lebar jalur, clearance, layer, dan aturan desain PCB.
Baca juga: Board Outline PCB: Cara Menentukan Bentuk dan Ukuran PCB dengan Tepat
Bagaimana Cara Kerja Autorouter PCB?
Autorouter bekerja dengan menganalisis berbagai informasi yang terdapat pada desain PCB. Informasi tersebut digunakan untuk menentukan jalur yang memungkinkan antara pin-pin yang saling terhubung.
1. Membaca Net pada PCB
Sebelum routing dilakukan, software harus mengetahui koneksi antar-pin. Koneksi tersebut biasanya direpresentasikan sebagai Net. Misalnya, beberapa pin dapat berada pada satu net bernama GND, sedangkan pin lainnya berada pada net VCC, SDA, atau SCL. Autorouter menggunakan informasi tersebut untuk mengetahui titik awal dan titik tujuan setiap koneksi.
2. Memeriksa Posisi Komponen
Posisi komponen juga memengaruhi hasil routing. Misalnya, dua komponen yang memiliki banyak koneksi satu sama lain sebaiknya ditempatkan dengan jarak dan orientasi yang memungkinkan jalur dibuat dengan efisien. Jika komponen ditempatkan secara tidak teratur, autorouter mungkin menghasilkan jalur yang lebih panjang atau lebih rumit.
3. Menggunakan Design Rules
Autorouter tidak hanya mencari jalur terpendek. Jalur juga harus mengikuti aturan desain PCB. Beberapa parameter yang dapat memengaruhi routing antara lain:
- Track Width
- Clearance
- Via Size
- Via Hole Size
- Jumlah layer PCB
- Aturan untuk net tertentu
- Batas area routing
Sebagai contoh, jika clearance ditentukan sebesar 0,2 mm, autorouter harus menjaga jarak minimum tersebut antara jalur dengan objek PCB lainnya.
4. Mencari Jalur Antar-Pin
Setelah membaca koneksi dan aturan desain, autorouter mulai mencari jalur dari satu pin ke pin lainnya. Pada PCB dua layer, misalnya, autorouter dapat menggunakan top layer dan bottom layer untuk mencari jalur yang memungkinkan. Jika jalur pada satu layer terhalang, software dapat menggunakan via untuk berpindah ke layer lainnya, selama aturan desain mengizinkannya.
5. Melakukan Optimasi Jalur
Setelah jalur berhasil dibuat, beberapa autorouter dapat melakukan optimasi terhadap hasil routing. Tujuan dari optimasi jalur ini yaitu mengurangi panjang jalur, mengurangi jumlah via, mengurangi jalur yang berputar terlalu jauh, mengurangi konflik antar-jalur, dan meningkatkan efisiensi penggunaan area PCB. Hasil akhirnya tetap bergantung pada algoritma autorouter dan konfigurasi desain yang digunakan.
Autorouter vs Routing Manual
Autorouter bukan berarti routing manual sudah tidak diperlukan. Keduanya memiliki karakteristik yang berbeda.
Untuk desain sederhana, routing manual sering kali sudah cukup. Sementara itu, autorouter dapat digunakan sebagai alat bantu ketika jumlah koneksi mulai meningkat.
Kapan Sebaiknya Menggunakan Autorouter PCB?
Autorouter dapat berguna pada beberapa kondisi tertentu berikut ini:
1. PCB dengan Banyak Koneksi
Semakin banyak komponen dan net yang terdapat pada PCB, semakin besar pekerjaan routing yang harus dilakukan. Autorouter dapat membantu membuat routing awal sehingga pengguna tidak harus membuat seluruh jalur dari awal secara manual.
2. Membuat Prototype Routing
Autorouter juga dapat digunakan untuk mendapatkan gambaran awal layout PCB. Hasil tersebut kemudian dapat digunakan sebagai dasar untuk menentukan apakah penempatan komponen dan konfigurasi PCB sudah cukup baik.
3. Menguji Penempatan Komponen
Jika autorouter mengalami kesulitan menyelesaikan banyak koneksi, masalahnya tidak selalu terletak pada autorouter. Bisa saja penempatan komponen belum optimal. Dengan mencoba autorouter, pengguna dapat mengetahui apakah posisi komponen saat ini memungkinkan proses routing dilakukan dengan baik.
Cara Menggunakan Autorouter PCB di EasyEDA
Langkah penggunaan autorouter dapat berbeda-beda tergantung software PCB yang digunakan. Untuk EasyEDA, prosesnya sangat praktis karena menyediakan fitur Cloud Server. Secara umum, tahapan routing otomatis ini dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut.
1. Siapkan Schematic
Pastikan skematik rangkaian sudah selesai dan semua komponen telah terhubung dengan benar. Kesalahan pada skematik dapat menyebabkan koneksi PCB menjadi tidak sesuai atau tidak berfungsi. Pada contoh ini, kita menggunakan rangkaian Lampu Kelap-Kelip (IC NE555 Blinker).
2. Buat PCB Layout
Selanjutnya, pindahkan desain skematik ke dalam lembar kerja PCB Layout. Di EasyEDA, kamu cukup mengklik menu Design pada toolbar atas, lalu pilih Convert Schematic to PCB. Pada tahap awal ini, komponen akan muncul berkumpul bersama dengan informasi koneksi berbentuk garis-garis tipis biru yang dinamakan ratlines atau ratsnest.
3. Atur Posisi Komponen (Placement)
Tempatkan komponen pada posisi yang sesuai di dalam garis batas papan PCB (garis ungu). Perhatikan komponen yang memiliki hubungan langsung satu sama lain atau memiliki banyak kaki seperti IC NE555. Tempatkan komponen sepadat dan serapi mungkin tanpa saling bertumpukan. Penempatan komponen yang baik sangat membantu autorouter dalam menghasilkan jalur yang lebih teratur dan mencegah rute buntu.
4. Tentukan Design Rules & Layer Routing
Sebelum menjalankan autorouter, tentukan dahulu aturan desain PCB melalui menu Tools > Design Rule untuk mengatur Track Width (ketebalan jalur) dan Clearance (jarak aman antarjalur) sesuai dengan kemampuan manufaktur pabrik PCB.
Setelah itu, buka jendela konfigurasi autorouter melalui menu Route > Auto Router.... Di jendela ini, tentukan layer yang boleh digunakan. Untuk PCB dua sisi, centang pilihan Top Layer dan Bottom Layer agar robot komputer memiliki lebih banyak kemungkinan dalam mencari rute terbaik.
5. Jalankan Autorouter
Setelah pengaturan dirasa sesuai, langsung klik tombol Run pada jendela konfigurasi tersebut. EasyEDA akan mencoba mencari dan menyambungkan jalur secara otomatis berdasarkan parameter aturan desain, posisi komponen, serta layer yang tersedia.
6. Periksa Hasil Routing & Lakukan Routing Manual (Finishing)
Jangan langsung menganggap hasil autorouter sudah 100% sempurna. Server Cloud Autorouter terkadang menyisakan beberapa garis tipis ratlines yang belum terhubung karena jalurnya terlanjur buntu akibat posisi komponen yang terlalu rapat. Jika hal ini terjadi, lakukan finishing manual dengan menggunakan alat Track (tombol W). Jika jalur atas (merah/Top Layer) sudah terlalu padat, alihkan layer ke warna biru (Bottom Layer) agar kamu bisa menarik garis secara bebas melewati bawah papan tanpa menabrak jalur merah yang memicu eror tanda silang kuning (DRC Error).
7. Jalankan Design Rule Check (DRC)
Setelah semua garis tipis hilang dan semua komponen terhubung, lakukan pengecekan akhir melalui fitur Design Rule Check (DRC). Langkah ini penting untuk memastikan kembali tidak ada jalur yang melanggar aturan desain seperti clearance yang terlalu sempit atau adanya jalur yang korsleting secara tidak sengaja. PCB kamu kini sudah siap untuk dicetak dan diproduksi!
8. Visualisasi 3D PCB (3D View)
Setelah seluruh proses routing selesai dan dipastikan bebas dari eror melalui pengecekan DRC, langkah terakhir yang sangat memuaskan adalah melihat hasil akhir papan sirkuit dalam bentuk tiga dimensi. Di EasyEDA, kamu cukup mengklik menu 3D pada toolbar bagian atas, lalu pilih 3D View.
Fitur ini akan mensimulasikan bentuk fisik nyata dari PCB yang telah kamu desain, lengkap dengan visualisasi komponen seperti IC NE555, resistor, konektor, hingga jalur tembaga berlapis timah di sisi atas maupun bawah papan. Visualisasi 3D ini sangat berguna untuk memeriksa estetika tata letak komponen serta memastikan tidak ada komponen fisik yang posisinya saling mengganggu sebelum PCB benar-benar dikirim ke pabrik manufaktur untuk dicetak.
Faktor yang Mempengaruhi Hasil Autorouter
Hasil autorouting tidak hanya ditentukan oleh software. Beberapa faktor dari desain PCB juga sangat berpengaruh.
1. Penempatan Komponen
Placement yang baik akan membuat proses routing menjadi lebih mudah. Komponen dengan koneksi yang saling berhubungan sebaiknya ditempatkan dengan mempertimbangkan arah dan jarak koneksinya.
2. Jumlah Layer PCB
PCB dengan lebih banyak layer menyediakan lebih banyak ruang untuk routing. Sebaliknya, PCB satu layer memiliki keterbatasan yang lebih besar sehingga autorouter dapat lebih sulit menemukan semua jalur.
3. Jumlah Net
Semakin banyak net pada sebuah PCB, semakin banyak koneksi yang harus dibuat. PCB dengan jumlah net yang tinggi membutuhkan strategi routing yang lebih baik.
4. Clearance dan Track Width
Pengaturan track width dan clearance juga sangat menentukan. Aturan yang terlalu ketat dapat membuat autorouter kesulitan menemukan jalur, sedangkan aturan yang terlalu longgar belum tentu sesuai dengan kebutuhan manufaktur PCB.
Apakah Hasil Autorouter Selalu Bagus?
Tidak. Autoruoter dapat menghasilkan jalur yang secara aturan memang valid, tetapi belum tentu menjadi layout PCB yang paling baik dari sisi desain. Misalnya, autorouter dapat menghasilkan jalur yang terlalu panjang, menggunakan banyak via, berputar-putar, kurang rapi, melewati area yang sebaiknya digunakan untuk jalur tertentu, dan kurang optimal untuk sinyal berkecepatan tinggi. Oleh karena itu, hasil autorouter sebaiknya dianggap sebagai hasil routing yang perlu diperiksa, bukan hasil akhir yang otomatis sempurna.
Tips Menggunakan Autorouter agar Hasil Routing Lebih Baik
1. Gunakan Placement yang Baik
Jangan terlalu bergantung pada autorouter untuk memperbaiki placement. Penempatan komponen yang baik sejak awal dapat membuat proses routing lebih mudah.
2. Pisahkan Jalur Power dan Signal
Pada desain tertentu, jalur power membutuhkan perhatian khusus. Jangan hanya mengandalkan autorouter untuk menentukan seluruh jalur power tanpa pemeriksaan lebih lanjut.
3. Kurangi Penggunaan Via
Jika memungkinkan, hindari penggunaan via yang tidak diperlukan. Jumlah via yang terlalu banyak dapat membuat layout lebih kompleks dan dapat memengaruhi proses manufaktur.
4. Perhatikan Jalur Sinyal Penting
Beberapa sinyal memiliki kebutuhan routing tertentu. Contohnya adalah:
- Clock.
- Differential pair.
- USB.
- High-speed signal.
- Jalur ADC.
- Jalur komunikasi tertentu.
Untuk jalur seperti ini, routing manual atau fitur routing khusus dapat lebih sesuai daripada membiarkan seluruh proses dilakukan secara otomatis.
5. Selalu Periksa dengan DRC
Setelah autorouting selesai, lakukan Design Rule Check. DRC membantu memastikan bahwa hasil routing sesuai dengan aturan desain yang telah ditentukan.
Autorouter pada Software PCB
Fitur autorouter dapat ditemukan pada atau digunakan bersama berbagai software desain PCB, tergantung kemampuan dan versi software tersebut. Beberapa software PCB yang umum digunakan dalam ekosistem desain PCB antara lain:
- KiCad
- EasyEDA
- Altium Designer
- Autodesk Fusion Electronics
- Cadence OrCAD X
Setiap software dapat memiliki cara kerja, algoritma, pengaturan, dan tingkat otomatisasi routing yang berbeda. Oleh karena itu, langkah penggunaan autorouter tidak selalu sama antara satu software dengan software lainnya.
Alur Kerja Autorouting PCB
Penggunaan autorouter PCB merupakan salah satu bagian dari proses desain PCB yang dilakukan setelah rangkaian dibuat dalam schematic dan komponen ditempatkan pada PCB layout. Sebelum menjalankan autorouter, desainer perlu memastikan bahwa placement komponen sudah sesuai serta mengatur design rules yang akan digunakan, seperti jarak antarjalur, lebar jalur, dan aturan routing lainnya.
Setelah aturan desain ditentukan, desainer dapat menentukan layer yang digunakan untuk routing sesuai kebutuhan PCB. Autorouter kemudian dijalankan untuk membantu membuat jalur koneksi antar-komponen secara otomatis berdasarkan koneksi pada schematic dan aturan desain yang telah ditentukan.
Hasil routing dari autorouter selanjutnya perlu diperiksa secara manual. Tidak semua jalur yang dihasilkan secara otomatis selalu sesuai dengan kebutuhan desain. Beberapa jalur mungkin perlu dipindahkan, diperbaiki, atau dirouting ulang secara manual agar layout PCB menjadi lebih rapi dan memenuhi kebutuhan desain.
Setelah proses perbaikan selesai, desain dapat diperiksa menggunakan Design Rule Check (DRC) untuk memastikan tidak terdapat pelanggaran aturan desain. Jika seluruh pemeriksaan sudah selesai dan layout PCB sesuai dengan kebutuhan, desain dapat digunakan sebagai final PCB layout.
Dengan demikian, autorouter bukanlah keseluruhan proses desain PCB, melainkan sebuah fitur yang membantu desainer dalam membuat jalur PCB secara otomatis. Hasil dari autorouter tetap perlu diperiksa dan, jika diperlukan, disempurnakan secara manual sebelum PCB masuk ke tahap final.
Kelebihan Autorouter PCB
- Menghemat waktu routing.
- Membantu menangani banyak koneksi.
- Dapat mencari jalur secara otomatis.
- Berguna untuk membuat routing awal.
- Membantu menguji kemungkinan routing pada suatu layout.
Kekurangan Autorouter PCB
- Hasil routing belum tentu optimal.
- Jalur dapat menjadi terlalu panjang.
- Jumlah via dapat menjadi banyak.
- Tidak selalu memahami kebutuhan khusus suatu rangkaian.
- Tetap membutuhkan pemeriksaan dan perbaikan manual.
Baca juga: Routing PCB: Pengertian, Fungsi dan Cara Membuat Jalur pada Software PCB
Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?
Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!
No comments:
Post a Comment