Outils en ligne

Les outils d'alimentation en ligne et de conception analogique améliorent la productivité

Mark Cundle, Directeur du marketing technique de RS Components, passe en revue certains des meilleurs outils logiciels de sélection de produits et de conception en ligne de l'industrie, proposés par les principaux fournisseurs de semi-conducteurs et conçus pour accélérer la création d'unités d'alimentation et de systèmes de capteurs et de LED.

Le manque croissant de compétences spécialisées dans les équipes de conception est un des plus grands challenge de l'industrie de la conception électronique. On attend de plus en plus que les ingénieurs, et surtout ceux qui sortent des universités, apportent un éventail étendu de connaissances et de compétences dans toutes les disciplines nécessaires à l'ingénierie électronique.  Les services d'ingénierie ont continué de rétrécir au cours de la dernière décennie environ, entraînant la perte de ces spécialistes, en particulier les concepteurs de systèmes d'alimentation et les experts en circuits analogiques.  Heureusement, les principaux fournisseurs de semi-conducteurs ont développé des outils logiciels de sélection de produits et de conception libre, aussi bien en ligne et/ou téléchargeables, pour faciliter la résolution de certains problèmes créés par ce manque de connaissances spécialisées.

 

WEBENCH

La suite gratuite des outils en ligne WEBENCH de Texas Instruments, fait partie des plus connues, supportant des simulations de circuits analogiques et d'alimentation.  Ces outils sont basés sur de puissants algorithmes logiciels et des interfaces visuelles pour fournir des applications complètes d'alimentation, d'éclairage ou de détection en quelques secondes. Ils permettent aux ingénieurs de prendre des décisions rapides grâce à des fonctions avancées d'analyse et de simulation basées sur des niveaux de coûts de système et de nomenclature, avant de choisir définitivement une conception. Avant son acquisition par Texas Instruments en 2011, National Semiconductor avait développé la suite WEBENCH, il y a maintenant plus de dix ans.  National Semiconductor avait déjà reconnu que ce manque de spécialisation était un obstacle majeur à l'exploitation optimale de ses produits, puisque leur technologie exigeait un haut niveau de savoir-faire et d'expérience dans la conception des systèmes d'alimentation.  Ces outils ont donc été conçus pour créer rapidement et facilement des unités d'alimentation à haute efficacité. Ils sont rapidement devenus une des suites gratuites d'outils de conception les plus puissantes du secteur des systèmes d'alimentation, glanant de nombreuses distinctions.

La suite WEBENCH s'est développée au fil des ans pour inclure la gamme d'outils d'entrée de gamme Designer. Elle inclut Power Designer, ainsi que des outils pour capteurs, LED, amplificateurs, entre autres produits.  Elle incorpore également la gamme Architect, avec les outils LED Architect, Power Architect et d'autres outils plus spécifiques pour processeurs d'alimentation, FPGA et divers concepts d'alimentation de systèmes.  Par exemple, WEBENCH Power Designer facilite la création d'unités d'alimentation spécialisées ou de circuits de conversion CC-CC, pour résoudre des problèmes d'alimentation-découpage, avant de passer au prototypage.  Par exemple, les ingénieurs peuvent plus facilement concevoir le meilleur régulateur à découpage, ou contrôleur MOSFET, pour le circuit d'alimentation.  En outre, les fichiers de conception analogique créés par la suite TI WEBENCH, incluant Power Designer, peuvent être exportés sur de nombreuses plate-formes de développement CAO.  La suite d'outils WEBENCH est disponible sur le site www.ti.com/webench.

 

Signal Chain Designer

Un deuxième outil, Signal Chain Designer d'Analog Devices, est basé sur une puissante approche combinant des signaux mixtes et analogiques.  Cet environnement avancé de conception et de sélection supporte un accès interactif direct à des combinaisons de produits vérifiés et plus de 200 circuits d'application testés, incluant 50 conceptions basées sur des capteurs.  Les circuits de référence peuvent servir à démarrer un projet de conception et à affiner les spécifications. L'outil peut être utilisé pour créer des concepts totalement nouveaux, ou chaînes de signaux comme le fabricant préfère les appeler.

L'interface graphique utilisateur avec glisser-déposer facilite la recherche et la sélection, en fournissant des recommandations dynamiques pour des produits, designs de référence, outils d'ingénierie, panneaux d'évaluation et documentation. Elle fournit aussi un accès direct à « Engineering Zone », la communauté de support technique en ligne d'ADI.  Les outils permettent d'enregistrer, partager et télécharger tous les matériaux de conception, incluant la conception de projet, les notes d'application, les circuits de référence et la nomenclature complète des pièces.  Signal Chain Designer est disponible sur le site www.analog.com/scd.

 

LTspice IV

Linear Technology (LTC) héberge une série d'outils de simulation et de modèles personnalisables sur son site, permettant même aux concepteurs débutants d'évaluer des circuits avec des régulateurs à découpage à haute performance, des amplificateurs, des convertisseurs de données et des filtres, ainsi qu'une multitude d'autres ressources.  LTspice IV est un simulateur SPICE à haute performance, un visualiseur d'ondes de forme et de capture schématique, avec des améliorations et des modèles pour faciliter la simulation des régulateurs à découpage. Les améliorations apportées à SPICE ont considérablement accéléré la simulation des régulateurs à découpage par rapport aux simulateurs SPICE normaux, permettant de visualiser les ondes de forme pour la plupart des régulateurs à découpage en quelques minutes. Le logiciel téléchargeable inclut les éléments suivants : LTspice IV, modèles macro pour la vaste majorité des régulateurs à découpage de la marque, plus de 200 modèles d'amplificateurs opérationnels, ainsi que des résistances, transistors et modèles MOSFET.

Les autres ressources téléchargeables de Linear incluent LTpowerCAD II et LTpowerPlay, qui sont conçues pour les concepteurs de systèmes d'alimentation. LTpowerCAD II est un programme complet de conception de systèmes d'alimentation, basé sur les régulateurs µModule de la marque, et de nombreux autres produits, incluant des régulateurs abaisseurs de tension.  L'outil guide l'utilisateur à chaque étape du processus de conception, recherchant des composants appropriés, en fonction des spécifications de l'utilisateur, facilitant la sélection et l'optimisation des valeurs des composants des circuits, avec des suggestions et des avertissements.  L'outil affiche les résultats en temps réel des diagrammes de Bode en boucle fermée et la performance des étages de puissance. Il supporte les exportations sur LTspice pour effectuer d'autres vérifications de la conception.  LTpowerPlay est un outil de développement basé sur le Gestionnaire de système d'alimentation numérique PMBus et les circuits de conversion CC-CC.  LTspice IV, LTpowerCAD II et LTpowerPlay sont disponibles sur www.linear.com/designtools/software.

 

Power Supply WebDesigner

Les outils web gratuits de Fairchild Semiconductor incluent Power Supply WebDesigner, conçu pour compléter la conception d'un convertisseur Flyback hors ligne. Après la saisie des exigences d'entrée et de sortie, l'outil prend en charge le reste des opérations.  Il offre aussi la possibilité de mettre au point les paramètres d'optimisation des performances. Il réalise des analyses et des simulations, éliminant la nécessité du prototypage matériel.  Motion Control Design Tool apporte aux ingénieurs-concepteurs de systèmes d'entraînement industriels des moyens efficaces pour calculer les pertes de puissance et les montées de température dans les modules d'alimentation intelligents de la marque. Cet outil supporte la modulation sinusoïdale des inverseurs triphasés pour les applications d'entraînement à vitesse variable, avec moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM) et moteurs à induction CA. Power Supply WebDesigner et Motion Control Design Tool sont disponibles sur www.fairchildsemi.com/support/design-tools.

 

EE-Sim

EE-Sim de Maxim est un outil de génération et de simulation de conceptions, gratuit et téléchargeable. D'après les exigences définies, EE-Sim génère des schémas interactifs complets et des échantillons de composants. EE-Sim inclut aussi un moteur de simulation extrêmement efficace. Chaque itération conceptuelle peut être simulée en quelques minutes. Les ondes de formes obtenues, tels que diagrammes de Bode et graphiques de tension, peuvent être analysées dans le visualiseur de l'outil.  EE-Sim est disponible sur www.maximintegrated.com/ee_sim.

 

GreenPoint Design Tool

Les outils GreenPoint d'On Semiconductor incluent un module d'analyse et de simulation. Le module de simulation apporte un environnement interactive de conception et de vérification, incluant la sélection des composants, la simulation et l'analyse, le téléchargement de schémas, nomenclature, résultats de performance pour convertisseurs CC-CC et conceptions d'éclairage LED. Le module d'analyse constitue un environnement interactif qui couvre l'analyse des performances, la sélection des produits, l'estimation des pertes, le téléchargement des résultats de performance. Les outils GreenPoint sont disponibles sur onsemi.transim.com.

 

DesignSpark PCB

Terminons cette revue par la suite d'outils de conception gratuits et téléchargeables de RS Components.  DesignSpark PCB est le logiciel professionnel primé, totalement gratuit de RS Components, qui prend en charge la capture des schémas et l'agencement des circuits imprimés. Lancé en 2010, DesignSpark PCB est rapidement devenu le logiciel standard de facto du partage des fichiers de conception de circuits. Il apporte aux concepteurs des outils avancés pour générer des devis sur la base des nomenclatures et des devis de production auprès des fabricants de circuits imprimés et des sous-traitants d'assemblage.  Lancée en 2014, la dernière version de DesignSpark PCB (Version 6.0) intègre les fonctionnalités Cross-probe. Elles supportent un débogage matériel accéléré et un support avancé des exportations de fichiers IDF mécaniques. Elles ont été ajoutées pour réduire le cycle de conception et minimiser les erreurs pendant le processus de conception.  Basé sur la bibliothèque de composants ModelSource, le gestionnaire de bibliothèques est doté d'une interface facile à utiliser, pilotée par attributs et références de pièces. Il permet d'accéder à plus de 80 000 schémas de composants et de semi-conducteurs, composants passifs et électromécaniques, fournis par les principaux fournisseurs du marché.

 

DesignSpark Mechanical

RS propose aussi DesignSpark Mechanical, qui est un outil totalement gratuit et totalement nouveau de modélisation 3D des conceptions.  Développé en conjonction avec SpaceClaim, principal fournisseur de solutions de modélisation 3D souples et puissantes, conçues pour les ingénieurs, DesignSpark Mechanical est extrêmement intuitif et permet d'accéder à plus de 38 000 modèles 3D dans la bibliothèque de composants en ligne DesignSpark. Cet outil donne à tous les ingénieurs mécaniciens et électroniciens la possibilité de réaliser des conceptions complètes avec des outils de modélisation professionnels disponibles gratuitement.  DesignSpark PCB et DesignSpark Mechanical peuvent être téléchargés depuis le site designspark.com.

 

RS Toolbox

Enfin et pas des moindres, la dernière version de l'application de conception gratuite de RS : RS Toolboxlancée fin 2013.  Première application RS pour le support de conception des dispositifs mobiles iOS, RS Toolbox est disponible gratuitement. Conçue pour les amateurs, les étudiants et les ingénieurs de conception électronique, elle apporte un point d'accès central à des matériaux de référence électroniques courants, à des outils de calcul et de conversion dans un format facile à utiliser.  Compatible avec divers dispositifs mobiles, incluant iPad, iPhone et iPod Touch d'Apple, RS Toolbox offre une gamme étendue de fonctions, accessibles par des icônes sur un écran principal, couvrant une multitude de calculatrices, convertisseurs et tableaux de référence.  Les fonctions incluent des calculatrices de fréquences de filtrage, un configurateur 555-timer, des calculatrices pour divers régulateurs de tension et amplificateurs opérationnels, des outils essentiels, tels que des convertisseurs de système de numérotation, un calculateur loi d'Ohm, des tableaux de référence pour différents types et tailles de batteries.  L'appli offre un haut niveau de personnalisation et supporte 16 langues.  RS Toolbox peut être téléchargée gratuitement depuis le site /web/generalDisplay.html?id=RSToolbox.