امروزه طراحی مدار الکترونیکی با هوش مصنوعی باعث شده حتی افراد با دانش فنی محدود، با کمک ابزارهایی مثل Autodesk EAGL و AutoCAD Electrical و Synopsys AI Design Tools و دستیارهای هوشمند مانند کوپایلوت، چت جی‌پی‌تی و SnapMagic، مدارهای الکترونیکی را سریع‌تر و با خطای کمتری طراحی کنند. این کار باعث کاهش شدید هزینه های طراحی مدار چاپی و افزایش راندمان شده و در نهایت در تولید و چاپ pcb ارزان نقشی کلیدی ایفا می‌کند.

جدیدترین ابزارهای هوش مصنوعی برای طراحی مدار

تا چند سال پیش، طراحی مدار الکترونیکی فقط دراختیار متخصصان حرفه‌ای بود؛ اما امروز ابزارهای هوشمند زیر کار را برای افراد دارای دانش پایه نیز آسان کرده‌‍است.

۱. AI ChatGPT

ChatGPT یک ابزار هوش‌مصنوعی کمکی است که در مراحل اولیه طراحی مدار به طراح کمک می‌کند ایده‌ها، الزامات و منطق مدار را شفاف‌سازی کند. این ابزار در انتخاب قطعات، توضیح عملکرد مدار، عیب‌یابی مفهومی و آماده‌سازی مدار برای شبیه‌سازی در نرم‌افزارهایی مثل EAGLE یا LTspice نقش راهنما را دارد.

۲. Autodesk EAGLE

Autodesk EAGLE یک نرم‌افزار سریع و محبوب طراحی شماتیک و برد مدار چاپی است که مسیر طراحی تا آماده‌سازی فایل ساخت را ساده می‌کند. کتابخانه قطعات گسترده، بررسی خودکار خطاها و امکان مشاهده برد به‌صورت سه‌بعدی به QC طراحی کمک می‌کند.

۳. LTspice

پیش از آن‌که حتی یک قطعه روی برد قرار بگیرد، LTspice امکان شبیه‌سازی دقیق مدار را فراهم می‌کند. این نرم‌افزار رایگان و پرسرعت در مسیر تحلیل و عیب‌یابی مدارها، به‌ویژه رگولاتورهای سوئیچینگ و تقویت‌کننده‌ها، به طراح کمک می‌کند با اطمینان بیشتری وارد مرحله طراحی PCB شود.

۴. SnapMagic Copilot

SnapMagic Copilot به طراح کمک می‌کند شماتیک مدار را سریع‌تر بسازد و فوت‌پرینت و نماد قطعات را دانلود و نکات مهم دیتاشیت‌ها را دریافت کند؛ این ابزار جهت افزایش سرعت، کاهش خطاهای اولیه و یادگیری مدار کاربرد دارد و خروجی را به نرم‌افزارهایی مثل Altium Designer منتقل می‌کند.

۵. Autodesk Fusion

Autodesk Fusion محیطی یکپارچه است که طراحی سه‌بعدی، مدار الکترونیکی و شبیه‌سازی را کنار هم قرار می‌دهد و طراح می‌تواند ببیند برد الکترونیکی چگونه داخل بدنه محصول قرار می‌گیرد و ایرادها را شناسایی کند.

۶. Cadence AI

Cadence از هوش مصنوعی برای تحلیل طرح‌های پیچیده و کاهش خطاهای طراحی استفاده می‌کند. این ابزار بیشتر در پروژه‌های صنعتی و حرفه‌ای به کار می‌رود.

۷. AutoCAD Electrical

AutoCAD Electrical یک نسخه تخصصی از اتوکد است که مخصوص طراحی نقشه‌های برق، مدارهای کنترلی و تابلوهای برق ساخته شده و وجود کتابخانه بزرگ قطعات استاندارد در آن به بررسی خودکار خطاها در آن کمک می‌کند.

۸. Synopsys AI Design Tools

این مجموعه ابزار بیشتر در طراحی مدارهای مجتمع (IC) کاربرد دارد و از هوش مصنوعی جهت بهینه‌سازی فرآیندهای پیچیده و کاهش خطا استفاده می‌کند.

چرا هوش مصنوعی وارد طراحی مدارهای الکترونیکی شد؟

• چالش‌های طراحی دستی: در روش‌های سنتی، طراح باید تمام جزئیات طراحی را دستی انجام دهد که نه‌تنها زمان‌بر است؛ بلکه مدیریت هم‌زمان چندین متغیر را دشوار می‌کند.
• محدودیت زمان، هزینه و خطای انسانی: آزمون‌وخطاهای متعدد و شناسایی دیرهنگام خطاها، هزینه توسعه را بالا می‌برد.
• نیاز صنعت به سرعت و دقت بالاتر: هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های قبلی، پیش‌بینی خطاها و پیشنهاد طراحی‌های بهینه، هزینه طراحی را کاهش و کیفیت خروجی را افزایش می‌دهد.

چالش‌های طراحی مدار الکترونیکی با هوش مصنوعی

نحوه طراحی مدار با هوش مصنوعی

1. دریافت ورودی‌ها و نیازهای پروژه: هوش مصنوعی اطلاعاتی مانند کاربرد مدار، ولتاژ و جریان مورد نیاز، محدودیت‌های ابعادی برد، نوع قطعات در دسترس، استانداردها و حتی اولویت‌هایی مثل کاهش مصرف انرژی یا هزینه تولید را دریافت می‌کند.
2. بهینه‌سازی طراحی: هوش مصنوعی می‌تواند جایگذاری بهینه قطعات، مسیرهای مناسب سیم‌کشی و ساختار کلی مدار را با کمترین مصرف انرژی و عملکرد پایدار پیشنهاد دهد.
3. شبیه‌سازی خودکار: سیستم هوش مصنوعی جدید با شبیه‌سازی شرایط مختلف کاری، نقاط ضعف را شناسایی می‌کند و پیشنهاد اصلاح می‌دهد.
4. تولید خروجی‌های قابل اجرا: نتیجه پردازش هوش مصنوعی معمولا به‌صورت شماتیک مدار، چیدمان نهایی قطعات، فایل‌های PCB و گزارش‌های فنی ارائه می‌شود.
5. تایید انسانی: درنهایت انسان خروجی‌ها را از نظر فنی، اقتصادی و اجرایی بررسی می‌کند و اطمینان می‌دهد طراحی نهایی با شرایط واقعی تولید هم‌خوانی دارد.