طراحی برد الکترونیکی (PCB) یکی از مهم‌ترین مهارت‌ها در حوزه الکترونیک و رباتیک است. هر ایده و مداری برای تبدیل شدن به یک محصول واقعی، نیازمند طراحی روی یک برد مدار چاپی است. نرم‌افزار Altium Designer استاندارد طلایی صنعت الکترونیک است و یادگیری آن، شما را مستقیماً به بازار کار حرفه‌ای متصل می‌کند.

این دوره کاملاً پروژه‌محور است. شما در طول دوره نه یکی، بلکه چند برد حرفه‌ای را از مرحله ایده‌پردازی تا خروجی فایل‌های ساخت (Gerber) طراحی و محاسبات آن‌ها را انجام خواهید داد.

این دوره به‌صورت ترمیک و نیمه‌خصوصی برگزار می‌شود. در هر کلاس حداکثر ۷ نفر حضور دارند تا مربی بتواند به‌طور کامل به تک‌تک کارآموزان، طراحی‌ها و خطاهای آن‌ها توجه کند. زمان برگزاری کلاس‌ها به‌صورت توافقی میان این هفت نفر و مربی تعیین می‌شود.

• هر ترم شامل دقیقاً ۱۰ جلسه آموزشی است
• طول هر جلسه ۱.۵ ساعت (یک ساعت و سی دقیقه) می‌باشد
• در هر فصل از سال، یک ترم جدید برگزار می‌شود
• کلاس‌ها بر اساس رده سنی و سطح کارآموزان دسته‌بندی می‌شوند

قبل از طراحی فیزیکی برد، باید مدار را به‌صورت منطقی رسم کنیم. در این بخش با محیط شماتیک آلتیوم آشنا شده و یاد می‌گیریم چطور قطعات دلخواه خود را بسازیم.

• محیط SchDoc: کار با ابزارهای رسم شماتیک، وایر (Wire) و نت‌لیست
• ساخت Symbol: طراحی نماد منطقی قطعات مختلف
• ساخت Footprint: طراحی فیزیکی پایه‌های قطعات (SMD و THT) با دقت میلی‌متری
• اتصال قطعات: استفاده از Multi-part و Pin Mapping
• کتابخانه یکپارچه: ساخت Integrated Library برای پروژه‌های شخصی

در این بخش وارد محیط PcbDoc می‌شویم و اولین پروژه‌های عملی خود را آغاز می‌کنیم. طراحی برد تک‌لایه برای پروژه‌های ساده و کاهش هزینه ساخت بسیار کاربردی است.

• انتقال از شماتیک به PCB: آشنایی با Update PCB Document
• قوانین طراحی (Design Rules): تنظیم فاصله سیم‌ها، عرض ترک‌ها و ولتاژها
• چیدمان (Placement): اصول جانمایی قطعات برای کمترین تداخل و ابعاد بهینه
• تک‌لایه و دولایه: تفاوت‌ها و تکنیک‌های مسیریابی (Routing) در لایه‌های Top و Bottom
• پور (Pour): ایجاد平面 زمین (Ground Plane) برای کاهش نویز

برای مدارهای سرعت بالا، پردازشگرها و میکروکنترلرهای پیچیده، برد دو لایه کافی نیست. در این بخش با اصول طراحی برد‌های چندلایه (۴ لایه و بیشتر) آشنا می‌شوید.

• مدیریت لایه‌ها (Layer Stack Manager): تعریف لایه‌های داخلی، هسته و پریپگ
• مسیریابی چندلایه: استفاده از Via (Via, Blind, Buried) برای اتصال لایه‌ها
• تقسیم زمین و پاور: جداسازی آنالوگ و دیجیتال در برد‌های ترکیبی
• طول مساوی (Length Tuning): هم‌زمان‌سازی طول ترک‌ها برای مسیرهای سریع مثل DDR RAM
• در نظر گرفتن امپدانس (Impedance): مقدمات کنترل امپدانس در فرکانس‌های بالا

همان‌طور که اشاره شد، این دوره به‌صورت کاملاً پروژه‌محور است. در طول ترم، شما چندین برد حرفه‌ای را طراحی خواهید کرد که پس از پایان دوره، به‌عنوان یک رزومه قوی برای شما عمل می‌کنند.

• پروژه اول (تک‌لایه): طراحی یک برد پاور ساده (مثل منبع تغذیه خطی یا شارژر باتری)
• پروژه دوم (دولایه): طراحی برد میکروکنترلری پایه (مثل برد آموزشی AVR یا ESP32 با پورت‌های ارتباطی)
• پروژه سوم (چندلایه پیشرفته): طراحی یک برد صنعتی شامل میکروکنترلر STM32، حافظه خارجی، درایور موتور و مدار آنالوگ

تمام پروژه‌ها با بررسی قوانین طراحی (DRC) و خروجی فایل‌های استاندارد همراه خواهند بود.

طراحی برد زمانی تمام می‌شود که بتوانیم آن را بسازیم! در بخش پایانی، یاد می‌گیرید چطور فایل‌های ساخت را به کارخانه بدهید و اصول بازار کار این حوزه را بشناسید.

• بررسی قوانین (DRC): رفع تمام خطاهای نرم‌افزاری و فیزیکی پیش از تولید
• خروجی Gerber: استخراج فایل‌های Gerber، Drill و فایل‌های شماتیک و PCB به‌صورت PDF
• فایل‌های مونتاژ (Assembly): تولید Pick & Place و BOM (لیست قطعات) برای اسمبلING
• سفارش به کارخانه: آشنایی با پنل‌سازی (Panelization) و سفارش از شرکت‌های سازنده PCB
• بازار کار: چگونه پروژه طراحی برد بگیریم؟ ارتباط با شرکت‌های الکترونیکی و درآمد از فریلنسری