In diesem Blogbeitrag betrachten wir den Elektronikdesign-Arbeitsbereich in Autodesk Fusion. Dieser ermöglicht es, elektronische Schaltungen und Leiterplatten direkt innerhalb derselben Umgebung zu entwerfen, in der auch die mechanischen Komponenten geplant werden. So entstehen mechatronische Baugruppen, bei denen Elektronik und Mechanik nahtlos zusammenwachsen.
1. Erstellung eines Elektronikdesigns
Es gibt zwei Hauptwege, um in Autodesk Fusion ein Elektronikdesign anzulegen:
1. Neuer Elektronikentwurf: Starten Sie ein leeres Projekt, in dem Sie Ihren Schaltplan, Ihr Leiterplattenlayout und später die 3D-Darstellung anlegen.
2. Ableitung aus einer vorhandenen 3D-Leiterplatte: Wenn bereits eine 3D-Leiterplatte existiert – etwa aus einem früheren Projekt – können Sie daraus ein Elektronikdesign erzeugen, um Schaltplan und Layout zu ergänzen.
Ein Elektronikdesign umfasst dabei stets einen Schaltplan (2D), ein Leiterplattenlayout (2D) und eine 3D-Leiterplatte.
2. Schaltplan: Bauteile aus Bibliotheken hinzufügen
Im Schaltplan legen Sie fest, welche Bauteile verwendet werden und wie sie elektrisch verbunden sind:
• Bibliotheken: Die Auswahl reicht von Spannungsversorgungen und Konnektoren bis zu Transistoren und Dioden. Dank umfassender Bibliotheken müssen Sie lediglich die passenden Komponenten suchen und platzieren.
• Netzverbindungen: Jedes Bauteil wird über Netze (Leiterbahnen im Schaltplan) miteinander verbunden. Auf diese Weise entsteht eine vollständige, systematische Abbildung der geplanten Schaltung.
• Präzise Planung: Durch Bemaßungen, Netzbezeichnungen und eindeutige Labels behalten Sie auch bei komplexen Schaltplänen jederzeit den Überblick.
3. Leiterplatte: Platzierung und Leiterbahnverlegung
Sobald alle elektronischen Komponenten im Schaltplan definiert sind, werden sie auf der Leiterplatte platziert:
• Manuelle oder automatische Verlegung: Sie können die Leiterbahnen selbst verlegen, um jede Spur präzise zu kontrollieren, oder den integrierten Autorouter einsetzen, der einen Vorschlag für das Routing erstellt.
• DRC-Regeln: Über die Design Rule Checks legen Sie Mindestabstände, Leiterbahnstärken und andere Parameter fest, die eingehalten werden müssen. So gewährleisten Sie eine fertigungsgerechte Platine.
• Projektion ins 2D-Layout: Im Anschluss lässt sich prüfen, wie die Bauteile auf dem Board sitzen und ob die Abstände für Bauteilfüße, Bohrungen, Steckverbinder etc. stimmen.
4. 3D-Leiterplatte: Elektronik trifft Mechanik
Nachdem das zweidimensionale Layout steht, wandeln Sie es in eine 3D-Leiterplatte um:
• Volumendarstellung: Die Bauteile erscheinen als 3D-Modelle auf Ihrem Board. Sie können nun das Ergebnis in der Baugruppe sehen, um zu beurteilen, wie Platine und Mechanik interagieren.
• Kollisionsprüfung: Prüfen Sie, ob Bauteile auf Baugruppenebene genügend Freiraum haben oder ob Gehäusewände, Schrauben oder andere Elemente im Weg sind.
Gerade in mechatronischen Projekten ist diese Visualisierung essenziell, um unnötige Iterationsschleifen zu vermeiden.
5. Elektronik-Kühlungssimulation (optional)
Um die thermische Belastung zu bewerten, bietet Autodesk Fusion eine Elektronik-Kühlungsfunktion:
• Wärmequellen definieren: Geben Sie an, welche Komponenten Wärme erzeugen – z. B. Spannungsregler, Leistungstransistoren oder Prozessoren.
• Virtuelle Temperaturverteilung: Die Software kann anhand der Bauform und Luftstrombedingungen simulieren, wo sich Hotspots bilden. Das hilft, frühzeitig Kühlkonzepte oder entsprechende Layoutanpassungen vorzunehmen.
Vorteile: Mechatronische Entwicklung in einer Software
Die Integration des Elektronikdesigns in Autodesk Fusion eröffnet neue Möglichkeiten:
1. Kompletter Workflow: Von Schaltplan und Layout über 3D-Baugruppen bis hin zur Kühlungssimulation.
2. Zeitersparnis: Weniger Datenbrüche, da Mechanik und Elektronik im gleichen System geplant werden.
3. Fehlerreduktion: Durch 3D-Kollisionsprüfungen werden Platz- und Gehäuseprobleme schon vor der Fertigung erkannt.
So beschleunigen Sie den Entwicklungsprozess und verbessern die Zusammenarbeit zwischen Konstrukteurinnen, Elektronikentwicklern und Fertigungsplanenden.
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Erstellung des Angebots im Namen der Autodesk Ireland Operations Unlimited Company
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