.png)
Dalam proses pembuatan perangkat elektronik, desain rangkaian tidak berhenti pada pembuatan schematic. Setelah rangkaian selesai dibuat, desain tersebut perlu diterjemahkan menjadi layout PCB (Printed Circuit Board) agar dapat direalisasikan menjadi papan sirkuit fisik. Salah satu software yang dapat digunakan untuk kebutuhan tersebut adalah Ultiboard. Ultiboard merupakan software desain dan layout PCB dari National Instruments (NI) yang terintegrasi dengan NI Multisim. Software ini digunakan untuk menempatkan komponen, menentukan bentuk PCB, membuat jalur tembaga, melakukan routing, hingga mempersiapkan desain untuk proses manufaktur. Integrasi antara Multisim dan Ultiboard membuat proses desain elektronik menjadi lebih terhubung. Schematic yang dibuat di Multisim dapat ditransfer ke Ultiboard untuk kemudian dikembangkan menjadi PCB layout. Pada artikel ini akan membahas tentang apa itu Ultiboard, fungsi Ultiboard, fitur-fitur utamanya, alur desain PCB menggunakan Ultiboard, serta hubungannya dengan Multisim.
Apa Itu Ultiboard?
Ultiboard adalah software untuk merancang layout dan routing PCB yang merupakan bagian dari NI Circuit Design Suite. Jika Multisim digunakan untuk membuat schematic dan melakukan simulasi rangkaian, Ultiboard lebih berfokus pada tahap PCB layout. Di dalam Ultiboard, pengguna dapat mengatur posisi komponen, menentukan ukuran PCB, membuat jalur tembaga, mengatur layer, serta mempersiapkan desain untuk proses produksi. Secara sederhana, hubungan keduanya dapat digambarkan sebagai berikut:
Multisim → Schematic & Simulation → Ultiboard → PCB Layout → Manufacturing
Dengan alur tersebut, desain rangkaian elektronik dapat berpindah dari tahap schematic menuju bentuk PCB yang lebih siap untuk diproduksi.
Baca juga: DipTrace: Software Desain PCB untuk Membuat Schematic dan PCB Layout
Fungsi Ultiboard dalam Desain PCB
1. Membuat PCB Layout
Fungsi utama Ultiboard adalah membuat layout PCB berdasarkan rangkaian yang telah dibuat. Komponen elektronik dapat ditempatkan pada area PCB sesuai kebutuhan desain. Pengguna juga dapat mengatur posisi komponen agar jalur PCB lebih rapi dan efisien.
2. Menempatkan Komponen
Ultiboard memungkinkan pengguna untuk menentukan posisi berbagai komponen pada PCB. Contohnya: resistor, kapasitor, IC, konektor, LED, transistor, dioda, dan komponen mekanis. Penempatan komponen merupakan bagian penting karena posisi komponen akan berpengaruh terhadap routing, ukuran PCB, kemudahan perakitan, dan aspek mekanis.
3. Membuat Jalur PCB atau Routing
Setelah komponen ditempatkan, koneksi antarkomponen perlu dibuat menggunakan copper trace. Ultiboard menyediakan fitur untuk melakukan routing jalur PCB. Routing dapat dilakukan secara manual dengan menentukan jalur secara langsung, maupun menggunakan fungsi otomatis yang tersedia pada software. Dokumentasi NI menjelaskan bahwa Ultiboard menyediakan kemampuan untuk melakukan placement dan routing, termasuk fungsi otomatis. Contoh sederhana:
Komponen A → Copper Trace → Komponen B
Jalur tersebut nantinya menjadi koneksi listrik pada PCB yang diproduksi.
Fitur-fitur Ultiboard
Ultiboard menyediakan sejumlah fitur yang membantu proses desain PCB, antara lain:
1. PCB Layout Editor
Fitur utama Ultiboard adalah lingkungan untuk membuat dan mengatur PCB layout. Pengguna dapat mengatur posisi komponen, jalur tembaga, pad, via, board outline, layer pcb, jarak antarobjek, dan dimensi pcb. Dengan demikian, seluruh bagian penting dari PCB dapat diatur dalam satu lingkungan desain.
2. Manual dan Automated Placement
Penempatan komponen dapat dilakukan secara manual maupun menggunakan fitur otomatis yang tersedia. Untuk desain sederhana, pengguna dapat menentukan posisi komponen satu per satu. Sementara itu, fungsi otomatis dapat membantu mempercepat proses penempatan komponen pada desain yang lebih kompleks.
3. Routing dan Autorouting
Routing merupakan proses membuat jalur tembaga yang menghubungkan komponen sesuai koneksi rangkaian. Ultiboard menyediakan kemampuan routing manual dan automated routing. Pengguna dapat mengatur jalur secara lebih presisi untuk bagian-bagian PCB yang membutuhkan perhatian khusus. Untuk desain PCB yang kompleks, proses routing perlu memperhatikan berbagai hal seperti lebar jalur, jarak antar-jalur, posisi komponen, jumlah layer, jalur power, jalur ground, dan posisi via.
4. Dukungan Multi-Layer PCB
Ultiboard dapat digunakan untuk desain PCB dengan lebih dari satu layer. Konfigurasi layer dapat diatur melalui pengaturan PCB Design → Copper Layers. Dokumentasi NI juga memberikan contoh konfigurasi PCB enam layer menggunakan tiga layer pairs. Penggunaan beberapa layer dapat membantu ketika jumlah jalur pada PCB semakin banyak. Contohnya:
- Top Layer → Signal
- Inner Layer → Power/Ground
- Bottom Layer → Signal
Pengaturan sebenarnya bergantung pada kebutuhan masing-masing desain PCB.
5. Board Outline
Selain mengatur komponen dan jalur, Ultiboard juga dapat digunakan untuk menentukan bentuk dan ukuran PCB. Secara default, sebuah desain dapat memiliki bentuk board outline berbentuk persegi panjang. Namun, pengguna dapat membuat bentuk PCB yang lebih spesifik menggunakan beberapa metode, termasuk Board Outline Wizard, file DXF, maupun custom polygon. Fitur ini berguna untuk desain yang harus mengikuti bentuk casing tertentu.
6. Tampilan 3D
Ultiboard juga menyediakan 3D view untuk melihat gambaran PCB secara tiga dimensi. Fitur ini dapat membantu pengguna memeriksa ukuran papan, posisi komponen, serta tinggi komponen sebelum desain digunakan untuk proses manufaktur. NI menjelaskan bahwa tampilan 3D dapat membantu mengevaluasi kesesuaian board dengan enclosure atau casing. Dengan tampilan tersebut, pengguna dapat memperoleh gambaran seperti:
PCB Layout → 3D View → Pemeriksaan Dimensi dan Posisi Komponen
7. Spreadsheet View
Ultiboard menyediakan Spreadsheet View yang dapat digunakan untuk melihat dan mengatur berbagai informasi desain secara tabular. Informasi seperti komponen, nilai, spacing, pin properties, dan pengelompokan komponen dapat dikelola melalui tampilan tersebut.Fitur ini dapat membantu ketika sebuah desain memiliki banyak komponen.
8. Forward dan Back Annotation
Salah satu kelebihan penting dari integrasi Multisim dan Ultiboard adalah adanya mekanisme forward annotation dan back annotation. Forward annotation digunakan untuk mengirim perubahan dari schematic menuju PCB layout. Sebaliknya, back annotation digunakan untuk mengirim perubahan dari PCB layout kembali ke schematic. Alur sederhananya:
Multisim Schematic
↓ Forward Annotation
Ultiboard PCB Layout
↓ Back Annotation
Multisim Schematic
Fitur ini membantu menjaga agar schematic dan PCB layout tetap sinkron selama proses pengembangan.
Hubungan Ultiboard dengan Multisim
Ultiboard sangat erat kaitannya dengan NI Multisim. Multisim digunakan untuk membuat schematic, menentukan koneksi rangkaian, melakukan simulasi, dan mempersiapkan desain untuk tahap PCB. Sedangkan Ultiboard digunakan untuk membuat PCB layout, menempatkan komponen, membuat routing, menentukan board outline, mengatur layer PCB, dan mempersiapkan file untuk manufaktur. NI menjelaskan bahwa Multisim dan Ultiboard menyediakan platform terintegrasi untuk design, simulation, dan PCB layout.
Alur Desain PCB Menggunakan Ultiboard
Secara umum, proses desain dapat dilakukan melalui tahapan berikut.
1. Membuat Schematic
Tahap awal dilakukan dengan membuat schematic menggunakan Multisim. Pada tahap ini, pengguna menentukan komponen dan koneksi listrik antar-komponen.
2. Melakukan Simulasi
Jika diperlukan, rangkaian dapat diuji menggunakan fitur simulasi Multisim. Tahap ini membantu memastikan rangkaian bekerja sesuai rancangan sebelum masuk ke tahap PCB layout.
3. Transfer Schematic ke Ultiboard
Setelah schematic siap, desain dapat ditransfer ke Ultiboard. Informasi mengenai komponen dan koneksi digunakan sebagai dasar untuk membuat PCB layout.
4. Menentukan Ukuran PCB
Selanjutnya pengguna menentukan board outline. Ukuran dan bentuk PCB perlu disesuaikan dengan kebutuhan perangkat atau casing yang akan digunakan.
5. Menempatkan Komponen
Komponen kemudian ditempatkan pada area PCB. Pada tahap ini, posisi komponen perlu diperhatikan agar routing lebih mudah, jalur tidak terlalu panjang, komponen tidak saling bertabrakan, proses soldering lebih mudah, dan PCB dapat masuk ke casing.
6. Melakukan Routing
Setelah posisi komponen ditentukan, proses routing dilakukan untuk menghubungkan komponen berdasarkan koneksi schematic. Pada tahap ini, pengguna dapat menggunakan manual routing maupun fungsi otomatis yang tersedia.
7. Memeriksa Layout
Layout perlu diperiksa sebelum dikirim ke tahap manufaktur. Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah posisi komponen, lebar trace, jarak antar-trace, posisi via, board outline, jumlah later, clearance, posisi konektor, dan dimensi keseluruhan PCB.
- Posisi komponen
- Lebar trace
- Jarak antartrace
- Posisi via
- Board outline
- Jumlah layer
- Clearance
- Posisi konektor
- Dimensi keseluruhan PCB
8. Melihat Desain dalam 3D
Jika diperlukan, desain dapat diperiksa menggunakan tampilan 3D. Pemeriksaan ini berguna untuk melihat apakah posisi dan tinggi komponen sesuai dengan kebutuhan mekanis.
9. Export File untuk Manufaktur
Setelah desain selesai, Ultiboard dapat digunakan untuk mengekspor format file yang diperlukan dalam proses produksi PCB. NI menyebutkan dukungan terhadap format industri seperti Gerber dan DXF pada alur desain Ultiboard.
Kelebihan Ultiboard
1. Terintegrasi dengan Multisim
Integrasi dengan Multisim membuat perpindahan dari schematic ke PCB layout menjadi lebih terstruktur.
2. Mendukung Manual dan Automated Routing
Pengguna dapat melakukan routing secara manual maupun memanfaatkan fungsi otomatis sesuai kebutuhan desain.
3. Mendukung Multi-Layer PCB
Ultiboard dapat digunakan untuk mengatur PCB dengan beberapa layer copper.
4. Memiliki Tampilan 3D
Tampilan 3D membantu melakukan pemeriksaan visual terhadap dimensi PCB dan posisi komponen.
5. Mendukung Export untuk Manufacturing
Desain dapat diekspor dalam format yang umum digunakan pada proses produksi PCB, termasuk Gerber dan DXF.
Kekurangan Ultiboard
Meskipun memiliki banyak fitur untuk desain PCB, Ultiboard memiliki beberapa hal yang perlu diperhatikan.
Pertama, Ultiboard paling kuat ketika digunakan bersama ekosistem Multisim. Karena keduanya memang dirancang untuk bekerja sebagai bagian dari alur desain elektronik yang terintegrasi.
Kedua, fitur yang tersedia dapat berbeda berdasarkan edisi atau lisensi software yang digunakan. Dokumentasi NI juga mencatat bahwa beberapa fitur dapat bergantung pada edisi Circuit Design Suite.
Ketiga, pengguna baru perlu memahami dasar-dasar desain PCB seperti footprint, net, trace, pad, via, layer, clearance, dan board outline agar dapat menggunakan software secara optimal.
Istilah Penting dalam Ultiboard
Jika baru belajar software desain PCB Ultiboard, beberapa istilah berikut penting untuk dipahami.
Memahami istilah tersebut akan mempermudah proses belajar Ultiboard PCB design.
Tips Membuat Layout PCB dengan Ultiboard
Sebelum desain dikirim ke manufaktur, ada beberapa hal yang sebaiknya diperhatikan.
1. Atur Komponen Terlebih Dahulu
Jangan langsung melakukan routing sebelum posisi komponen direncanakan. Susun komponen berdasarkan fungsi dan koneksi rangkaiannya.
2. Perhatikan Jalur Power dan Ground
Jalur power dan ground perlu dirancang dengan baik, terutama pada rangkaian yang menggunakan arus cukup besar.
3. Hindari Jalur yang Tidak Perlu Panjang
Routing yang terlalu panjang dapat membuat desain menjadi kurang efisien. Usahakan jalur dibuat sependek dan serapi mungkin, dengan tetap mengikuti aturan desain PCB.
4. Periksa Clearance
Pastikan jarak antara trace, pad, via, dan objek PCB lainnya sesuai dengan kemampuan proses manufaktur yang akan digunakan.
5. Periksa Ukuran PCB
Pastikan ukuran PCB sesuai dengan casing atau ruang yang tersedia. Fitur 3D Ultiboard dapat membantu melakukan pemeriksaan terhadap dimensi dan posisi komponen sebelum produksi.
Baca juga: ExpressPCB: Software Desain PCB Sederhana untuk Membuat Layout dan Rangkaian Elektronik
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