آموزش الکترونیک

آموزش نرم افزار Fritzing یادگیری کامل در 2 مرحله

سلام. آموزش کامل کار با نرم افزار Fritzing (شبیه سازی مدار الکترونیکی فریتزینگ) را آماده کردیم.

فریتزینگ یک نرم افزار کاربردی و متن باز (open source) برای استفاده طراحان، دانشجویان و علاقمندان به علوم الکترونیک و رباتیک میباشد. fritzing ابزاری قدرتمند جهت طراحی اولیه و PCB است و کتابخانه کاملی از قطعات دارد که میتوان بصورت کاملا گرافیکی و به ساده ترین شکل، قطعات را روی برد بورد بست. از دیگر ویژگیهای مهم این نرم افزار، وجود تمام نسخه های سخت افزاری آردوینو (Arduino) میباشد که میتوان تمام مدارهای مربوط به ربات ها و اینترنت اشیا و سایر مدارات الکترونیکی را براحتی شبیه سازی کرد.

1. آموزش کار با نرم افزار Fritzing

پس از نصب و اجرای نرم افزار، وارد صفحه اصلی برنامه میشوید. همانطور که در شکل زیر مشاهده میکنید صفحه اصلی محیط fritzing دارای سربرگ های Welcome, Breadboard, schematic, PCB, Code است که در ادامه به بررسی هریک خواهیم پرداخت.

شروع کار با fritzing

سربرگ Welcome

این سربرگ، صفحه اولیه و پیش فرض نرم افزار است که شامل آخرین اخبار مرتبط میباشد.

سربرگ Breadbord

در این قسمت شما بیشترین زمان کار با نرم افزار fritzing را سپری خواهید کرد. این صفحه درواقع شمایل یک برد بورد آزمایشی را تداعی میکند که کاربر بتواند احساسی مشابه جایگذاری واقعی و فیزیکی قطعات داشته باشد.

سربرگ Schematic

این بخش، ابزاری است برای ایجاد مدارها و نمودارهای الکترونیکی. قطعات و ماژولهایی که در اینجا ایجاد میشوند بطور خودکار در تمام سربرگهای دیگر هم قابل استفاده و دسترسی هستند. فقط نکته ای که باید رعایت شود اینست که برای هر یک از آنها یک لینک اختصاصی ایجاد کنیم. (عملیات روت) این کار را میتوان بصورت دستی یا با امکان Autoroute انجام داد.

آموزش کامل کار با نرم افزار Fritzing

سربرگ PCB یا Printed circuit board

این صفحه ابزاری برای ایجاد برد مدار چاپی یا همان PCB است. نرم افزار fritzing این امکان را به ما میدهد که شماتیک مدار چاپی مدارهای طراحی شده در همین نرم افزار را نیز به کمک این ابزار ایجاد کنیم. جهت آشنایی بیشتر با برد مدار چاپی یا PCB اینجا کلیک کنید.

سربرگ PCB در شبیه سازی فریتزینگ

اگر میخواهید آردوینو را به صورت اصولی و پروژه محور (ساخت ربات، ارتباط با اندروید، اینترنت اشیا، برنامه نویسی حرفه ای) یاد بگیرید، حتما دوره آموزش آردوینو را مشاهده کنید.

سربرگ Code

به کمک این بخش میتوان بطور مستقیم و بدون نیاز به نرم افزارهای دیگر کدهای مربوط به آردوینو را نوشت و روی برد آپلود کرد. توجه داشته باشید که پورت برد آردوینو و پورت COM نرم افزار fritzing باید یکسان باشند.

قسمت کد در نرم افزار Fritzing

قسمت های مهم در شبیه ساز Fritzing

Fritzing با کتابخانه ای از قطعات نصب میشود و با انتشار هر نسخه جدید، قطعات جدید نیز به آن اضافه میشوند. در Fritzing قسمتهایی تحت عنوان “Bins” ساخته شده اند که از پالت سمت راست قطعات به آنها دسترسی داشت. برای استفاده از آن، کافیست قسمتی را روی ناحیه طرح یا Sketch بکشید و سپس خصوصیات آن را در پالت اطلاعات تنظیم کنید.

Fritzing دارای Bin های متعددی است که مهمترین آنها Core و Mine است. Core شامل تمام قطعات استاندارد است که خانواده ای از قطعات مشابه در یک جا جمع شده اند. ( به عنوان مثال LED قرمز شامل تمام رنگهای دیگر نیز است). بخش Mine شامل لسمتهای ایجاد شده توسط شما خواهد بود.

برای جستجوی یک قطعه، قطعه مورد نظر را در قسمت بالای پالت تایپ کرده و جستجو میکنیم. این قسمت، با هر کلمه ای که حاوی متن تایپ شده توسط  شما باشد مطابقت دارد. بنابراین برای مثال با تایپ کردن “cap” تمام خازنها را پیدا خواهید کرد.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

بخش دیگری بنام Contrib وجود دارد و شامل تمام بخشهایی است که شما وارد کرده اید یا اینکه همراه Fritzing آمده اند ولی بخشی از کتابخانه اصلی نیستند.

سرانجام مجموعه ای دیگر از bin ها وجود دارد که هریک از آنها مجموعه ای از قطعات را شامل میشود. بعنوان مثال، مجموعه ای از قطعات ساخته شده توسط یک تولید کننده واحد.

باید توجه داشت که تعداد ماژولهای اولیه خود نرم افزار محدود است و قطعا به زودی نیاز به اضافه کردن ماژولهای خودساخته خواهید داشت. البته برخی از ماژولهای مخصوص Fritzing از پیش طراحی شده و کدهای آنها بصورت آماده موجود و قابل دانلود است. کتابخانه های Fritzing را نیز میتوانید از طریق سایت GitHub دانلود کنید. هر قطعه را میتوان از طریق منوی file/open نصب کرد و پس از آن، قطعه موردنظر در جدول سمت راست در زیرمجموعه Part-Mine  قابل دسترسی خواهد بود.

2. آموزش ایجاد ماژول ها و قطعات در فریتزینگ

Fritzing روشهای متعددی را ارائه میکند که به سادگی بتوانید قطعات مورد نیاز خودتان را بسازید.

آموزش ساخت قطعات جدید

بسیاری از پروژه ها نیازمند استفاده از قطعات خاصی هستند و ما نمیتوانیم همه آنها را فراهم کنیم بنابراین سعی میکنیم آنها را تا حد امکان ساده تر کنیم تا خودتان بتوانید آنها را درست کنید. قبل از شروع ساخت قطعه جدید، حتما کتابخانه Fritzing را بررسی کنید.

اغلب یک روش سریعتر برای بدست آوردن آنچه که شما نیاز دارید وجود دارد مانند استفاده از یک بخش عمومی یا تغییر بخش موجود. یکی از دو روش زیر را دنبال کنید:

1- استفاده از قطعات عمومی

با استفاده از قطعات عمومی Fritzing، میتوان قطعات استاندارد مانند IC و مقاومت و … را به راحتی تعریف کرد.

استفاده از قطعات عمومی در Fritzing

سریعترین و ساده ترین روش برای ایجاد قطعات جدید استفاده از قطعات عمومی Fritzing و تعریف خصوصیات آنها در Inspector است. این موارد شامل ICها، مقاومت ها، هدر پین ها و Mystery Part میباشد. به عنوان مثال، نام و تعداد پین های قسمت IC را میتوانید در منوی pulldown داخل Inspector تعریف کنید.

که نتیجه بصورت زیر میشود:

ایجاد ماژولهای خودساخته در فریتزینگ

شاید برای شما مهم باشد که برخی از سایر مشخصات یک قطعه (خصوصیات، نام اتصالات و غیره) را تعریف کنید و احتمالا میخواهید قطعه خود را ذخیره نیز نمائید. برای انجام این کار قطعه مورد نظر خود را انتخاب کرده با استفاده از قسمت ویرایشگر (part > edit) آن را ویرایش کنید.

2- ایجاد قطعات سفارشی با استفاده از قسمت ویرایشگر

The part editor : وقتی پروژه شما بخشی را شامل میشود که در کتابخانه قطعات اصلی Fritzing وجود ندارد و قطعه مورد نظر با استفاده از قطعات عمومی ایجاد نمیشود باید از قسمت ویرایشگر قطعات داخل برنامه استفاده کنید. قبل از استفاده از قسمت ویرایشگر باید به این نکته توجه کنید که آیا ساختن قطعه مورد نظر شما منطقی است یا نه یا شاید بخشی از این قطعه در کتابخانه وجود داشته باشد که دارای گرافیک مشابهی باشد که قابل تغییر است و میتوانید تغییرات لازم را انجام داده و آن را به عنوان قطعه جدید ذخیره کنید. این کار مطمئنا صرفه جویی زیادی در زمان خواهد کرد.

برای تغییر قطعه موجود، قطعه را در پروژه انتخاب کرده و از منوی Part گزینه edit را انتخاب کنید.

آموزش سریع شبیه سازی مدار الکترونیکی

در بالای قسمت ویرایشگر، نام فیلد مشاهده میشود.

نام فیلد قطعات در شبیه سازی fritzing

در قسمت زیر، نمودارهای گرافیکی قطعه و همچنین خصوصیات آن در دو دسته اصلی قرار دارند: مشخصات و اتصالات.

مشخصات و اتصالات قطعات در Fritzing

در گام بعد به تهیه گرافیک قطعات خواهیم پرداخت.

تهیه قطعات گرافیکی در فریتزینگ

Providing Part Graphics : هر قطعه Fritzing برای هر سه قسمت breadboard ، Schematic و PCB باید سه نماد گرافیکی مختلف داشته باشد به اضافه یک آیکن برای سطل (Bin) قطعات. فرمتهای SVG، PNG و JPEG توسط این نرم افزار پشتیبانی میشوند.(به جز برای PCB قطعه که آن هم باید بصورت SVG باشد تا بخوبی کار کند).

استفاده از تصاویر JPEG و PNG ساده ترین و سریع ترین روش برای انجام کارهاست اگرچه بزرگنمایی ممکن است تصویر شما را بصورت پیکسلی نشان دهد. اگر علاقه دارید قطعات دلخواه خود را با Fritzing به اشتراک بگذارید توصیه میکنیم از یک ویرایشگر گرافیکی برداری استفاده کنید تا تصویر تمام قطعات را با فرمت SVG رسم کند.

شما میتوانید از ابزار متن باز Inkscape و ابزار تجاری Illustrator یا هر ابزار طراحی برداری دیگری که فرمت استاندارد SVG را پشتیبانی میکند استفاده کنید.

قبل از اینکه تصویرسازی قطعات خود را شروع کنید تصاویر موجود در زیرفولدرهای زیر را بررسی کنید.

Fritzing > parts > svg > core  و Fritzing > parts > svg > contrib.

حال با استفاده از بردبورد و تصاویر گرافیکی شروع کنید. از فایلهای قالب استفاده کنید یا با توجه به قوانین زیر، قطعه موجود را اصلاح کنید:

1- طبق استانداردهای گرافیکی Fritzing طراحی کنید.

2- هنگام تغییر قطعه موجود، هرگز مسیر اتصال آن را تغییر نام ندهید.

3- از هیچ افکتی مانند افکت های Bitmap استفاده نکنید.

4- از دیتاشیت قطعات و دستگاه کولیس استفاده کنید تا بتوانید ابعاد بیرونی صحیح و اطلاعات واقعی در باره مشخصات آن قطعه بدست بیاورید.

همچنین نماد شماتیک را در دیتاشیت پیدا خواهید کرد که میتوانید از آن برای نمایش گرافیکی شماتیک استفاده کنید.

5- یک تصویر برای نمایش PCB باید مطابق لایه های مختلف PCB گروه بندی شود. یکی از رد  پاهای موجود در Inkscape را باز کنید تا نحوه انجام آن را متوجه شوید.

کار با نرم افزار شبیه ساز Fritzing

حال SVG خود را با Fritzing سازگار کنید.

1- تمام آثار گرافیکی مانند ماسک ها، مش ها و دیگر استایلها را حذف کنید.

2- تمام لایه های غیر ضروری را حذف کنید.

3- همه عناصر گرافیکی را درون یک لایه مجددا تنظیم کنید.

4- تمام عناصر گرافیکی را گروه بندی کرده و این گروه را مطابق با آنچه نشان میدهد تغییر نام دهید.(بردبورد، شماتیک، پی سی بی یا آیکن).

5- با فرمت SVG ذخیره کنید.

پس از اتمام کار با کلیک کردن روی لینک Image در زیر هر یک از قسمتهای گرافیکی مربوطه، برد بورد و تصاویر شماتیک جدید را به ویراشگر قطعه وارد کنید. برای وارد کردن یک تصویر PCB جدید، به طرف رد پای فایلهای SVG در مسیر زیر حرکت کنید. Fritzing>parts>svg>core>pcb. رد پایی را پیدا کنید که متناسب با قطعه جدید شماست و روی open کلیک کنید. در صورت عدم یافتن رد پای صحیح برای قطعه خود، سعی کنید رد پای موجود را تغییر دهید.

ذخیره قطعات ساخته شده در Fritzing

آیکن bin قطعات، قطعه شما را دز بخش کتابخانه قطعات نشان میدهد. این کار با استفاده از نسخه کوچک شده تصویر بردبورد ایجاد میشود. این باید یک تصویر 32*32 پیکسل باشد و با کلیک روی لینک Image به Fritzing وارد شود.

در گام بعدی مشخصات فنی قطعات را تعریف خواهیم کرد.

تعریف مشخصات فنی قطعات در Fritzing

Defining Part Specifications : برای مشخص کردن تمام اطلاعات لازم در مورد قطعه جدید قسمتهای زیر را پر یا اصلاح کنید. برای مشخصات دقیق حتما دیتاشیت قطعه خود را بررسی کنید.

Name : گاهی اوقات انتخاب یک نام توصیفی مفید به نظر میرسد مثلا نامی برای مشخص کردن رنگ و اندازه.

Label : شماره گذاری قطعات خود بر اساس این برچسب، به پیگیری قطعات مدار شما کمک میکند. به عنوان مثال، LED1 و LED2. هنگامی که شما آماده تولید PCB هستید، این کار در تشخیص اینکه کدام قطعه در کجا لحیم شود بسیار موثر خواهد بود.

Description : توضیحی مختصر در مورد قطعه شما که جزئیات، نکات یا پیوندهای مفیدی را ارائه میدهد.

Properties : مشخصات فنی قطعه مورد نظر میباشد. تمام ویژگیهای متمایز کننده قطعه خود را وارد کنید. ابتدا به خانواده ای که قطعه شما به آن تعلق دارد وارد شوید مانند LED، مقاومت و …

Tags : این قسمت قطعه شما را قابل شناسایی میسازد. کلماتی را در این قسمت وارد کنید که قطعه شما را در قسمت جستجو نشان دهد. خانواده قطعه همیشه باید یکی از این برچسب ها باشد.

تعریف مشخصات فنی قطعات در Fritzing

وقتی تعریف مشخصات قطعه تمام شد، یک بار دیگر بررسی کنید تا مطمئن شوید که تمام اطلاعات لازم درج شده است. در مرحله بعد، اتصالات قطعات خود را تعریف خواهیم کرد.

تعریف اتصالا قطعه

در قسمت اتصالات، شما میتوانید اتصالات جداگانه قطعه خود را مشخص کنید این کار در سه مرحله انجام میشود.

  1. یک پین اتصال اضافه کنید. این پین، ناحیه اتصال فعال را نشان میدهد یعنی ناحیه ای که سیمها میتوانند به قطعه شما وصل شوند. برای افزودن پین اتصال، دکمه Add connector را در لیست اتصالات فشار دهید. یک کانکتور جدید به هریک از تصاویر و لیست اضافه شده است. کانکتور جدید را در لیست انتخاب کنید و دوباره روی آن کلیک کرده و قسمتهای Name و توضیحات را پر کنید.(مطابق با دیتاشیت، بعنوان مثال Name:VDD، توضیحات: ولتاژ منبع تغذیه مثبت). وقتی کارتان تمام شد Accept را فشار دهید.تعریف اتصالات قطعه
  2. موقعیت و تغییر اندازه پین کانکتور: این کار باید در هر یک از سه تصویر انجام شود فقط کافیست پین کانکتور را بکشید و آن را در محل مناسب (مثلا روی پای آن) قرار دهید. همچنین میتوانید با کشیدن گوشه های آن، اندازه یک کانکتور را تغییر دهید. بزرگنمایی باعث میشود تا اتصالات پین خود را با دقت بیشتری انجام دهید.
  3. نقطه لنگر را تعیین کنید.(اختیاری) نقاط لنگر، نقطه اتصال و تاثیر آن بر نحوه گسترش سیمها و رد پاها از قطعه شما را تحت تاثیر قرار میدهد. در قسمت Breadbord نقطه پایانه انتهای پین شما خواهد بود که سیم به آن وصل خواهد شد. در قسمت PCB نقطه پایانه، رد پاها و سوراخ های PCB فیزیکی را تعریف میکند. کادر Show Anchor Points را علامت بزنید و علامت کوچک ‘+’ را در هر نما به مکان مناسب بکشید. اگر نقطه لنگر را قرار ندهید به طور خودکار در مرکز پین اتصال قرار میگیرد.یادگیری Fritzing

وقتی کارتان تمام شد روی save as new part کلیک کنید. قطعه جدید شما اکنون در سطل Mine ذخیره شده است. قبل از شروع استفاده از آن به مرحله بعد بروید و تست کیفیت را برای قطعه خود انجام دهید.

آموزش نرم افزار Fritzing

تست کیفیت قطعه

پس از ایجاد قطعه خود با طی کردن لیست سوالات زیر کیفیت آنرا بررسی کنید.

بخشهای گرفیکی:

  • آیا این قطعه مانند مولفه ای است که قرار است در هر سه دیدگاه نمایان شود؟
  • آیا این قطعه به اندازه کافی روی بردبورد جای میگیرد؟

خصوصیات قطعه:

  • آیا تمام خصوصیات قطعه در Inspector به درستی نشان داده شده است؟
  • آیا میتوانید خصوصیات آن را در Inspector تغییر دهید؟(وقتی این قطعه متعلق به یک خانواده خاص است)

اتصالات قطعه:

  • آیا قطعه در بردبورد قرار میگیرد؟
  • آیا کانکتورها هنگام قرار دادن قطعه در بردبورد سبز میشوند؟
  • آیا کانکتورها در هر سه قسمت قابل انتخاب و سیم بندی هستند؟
  • آیا رنگ اتصالات باهم تضاد کافی دارند تا دیده و انتخاب شوند؟
  • براساس یک دیتاشیت اتصالات به درستی برچسب گذاری شده اند؟

استفاده و اشتراک گذاری قطعه

اکنون قطعه جدید شما آماده است و میتوانید آن را با دوستان و انجمن Fritzing به اشتراک بگذارید.

خارج کردن یک قطعه

برای خارج کردن قطعه خود، قطعه را در کتابخانه قطعات انتخاب کرده و روی آیکن قطعه در انتهای کتابخانه کلیک کنید.

گزینه Export را انتخاب کرده و یک نام و مکان برای آن مشخص کنید. دوستان شما با انتخاب Import از همان فهرست، قطعه مورد نظر خود را به کتابخانه Fritzing خود وارد میکنند.

استفاده و اشتراک گذاری قطعه

پیدا کردن قطعه در سیستم خودتان

بعضی اوقات ممکن است بخواهید به تصویر یک قطعه سفارشی دسترسی پیدا کرده و آن را مجددا ویرایش کنید. برای این کار روی لینک Image در زیر تصویر کلیک کنید، فایل  .svg مربوطه را انتخاب کنید و بکشید تا آن را در یک مکان دیگر کپی کنید. سپس فایل را با Illustrator یا inkscape باز کرده و ویرایش کنید. پس از آن روی Image کلیک کرده و تصویر ویرایش شده را Import  کنید و روی save as new part کلیک کنید.

توجه داشته باشید که Fritzing قطعات و سطلهای سفارشی شما را در پوشه کاربر در سیستم شما نگه میدارد بطوریکه وقتی به نسخه Fritzing بعدی ارتقا میدهید همه در دسترس خواهند بود.

نظرتان را در مورد این مطلب با ستاره دادن اعلام کنید
امیدوارم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. نظرات ، مشکلات و پیشنهادات خود را در پایین صفحه اعلام کنید
محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. مالکیتی بر مطالب ارائه شده ندارم. اکثر فعالیت بنده در زمینه ترجمه است. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *