یکی از اولین مهارت‌هایی که یک مهندس الکترونیک به آن نیاز دارد، طراحی و ساخت برد الکترونیکی است. مهارت در این موضوع تا حد زیادی بستگی به مقدار تجربه و انجام پروژه‌های مختلف دارد. به عنوان یک مهندس الکترونیک یا مکاترونیک پس از اینکه مبانی اولیه علمی لازم را فراگرفتید، باید دست به کار شده و دانش‌تان را در یک چیز عملی پیاده‌سازی کنید. این بهترین راه برای درک واقعی موضوعات علمی است.
خیلی از افراد این کار را با بردهای الکترونیکی آماده مثل آردوینو (Arduino) یا رزبری پای (Raspberry Pie) شروع می‌کنند؛ این کار برای کسانی که تخصص‌شان الکترونیک نیست خیلی هوشمندانه است؛ اما اگر شما یک مهندس الکترونیک هستید، توانایی انجام کارهای خیلی بزرگتری با استفاده از ساخت بردهای طراحی خودتان را دارید.
طراحی برد الکترونیکی دو بخش اصلی دارد: طراحی شماتیک (که شامل مدارهای موجود در برد به صورت نمادین هست- شکل سمت چپ) و طراحی PCB (که اتصالات و محل قرارگیری هر قطعه بر روی برد را دقیقا نشان می‌دهد- شکل سمت راست)
برای طراحی برد ابتدا شماتیک طراحی شده و سپس PCB از روی آن طراحی و ساخته می‌شود. در آموزش طراحی برد الکترونیکی نحوه طراحی شماتیک و نکات مربوط به آن را توضیح داده‌ام و در اینجا به صورت خلاصه به این موضوع اشاره می‌کنم.
نرم‌افزارهای طراحی شماتیک
نرم‌افزارهای زیادی برای این کار وجود دارند ولی معروفترین آنها Altium Designer، Eagle و EasyEDA هستند. همین نرم‌افزارها برای طراحی PCB هم استفاده می‌شوند.
برای اینکه کار طراحی ساده‌تر و سریع‌تر شود، بهتر است از کتابخانه‌ها (Library) قطعات استفاده کنید. اکثر تولیدکنندگان قطعات الکترونیکی، فایل کاملی از قطعات‌شان ارائه می‌کنند که قابلیت وارد کردن به نرم‌افزار را دارد. بجز این، سایت‌های خوبی مثل snapeda و ultralibrarian هم هستند که می‌توانید خیلی از قطعات را در آنها پیدا کنید. اگر کتابخانه‌ها نبودند، باید شماتیک و PCB قطعه را خودتان طراحی کنید. این کار زمان‌بر (و البته جذاب) است. اگر این کار را کردید توصیه می‌کنم، فایل آن را در اینترنت قرار دهید تا دیگران هم استفاده کنند.
گام‌های طراحی شماتیک
خوب است که طراحی شماتیک برد الکترونیکی را به قدم‌های کوچکتر تقسیم کنیم:
قدم اول: یک فایل پروژه در نرم‌افزار بسازید و یک فایل شماتیک جدید در آن اضافه کنید
قدم دوم: قطعات اصلی که در بردتان استفاده خواهد شد را از کتابخانه‌ها وارد طرح کنید
قدم سوم: سایر قطعات مورد نیاز برای اینکه قطعات اصلی کار کنند (مثل خازن‌ها و مقاومت‌ها) را اضافه کنید
قدم چهارم: منبع تغذیه را به مدار اضافه کنید. محل‌های اتصال مهم را نامگذاری (Label) کنید تا از کشیدن خطوط زیادی جلوگیری شود
قدم پنجم: اتصالات قطعات را انجام دهید
در نهایت شماتیک شما چیزی مثل تصویر زیر خواهد شد (البته این یک مدار خیلی ساده است) که در نرم‌افزار آلتیوم طراحی شده است.
نکات طراحی برد خیلی زیاد است و تنها راه کسب مهارت در آن، تمرین و مطالعه دائمی است. این مطلب صرفا جهت آشنایی اولیه بود و راجع به شماتیک مطالب خیلی بیشتری وجود دارد. اگر به این موضوع علاقه داشتید می‌توانید مطلب آموزش طراحی شماتیک برد الکترونیکی را مطالعه کنید که کامل شده این مطلب است.
