LibreCAD
LibreCAD в руках электронщика
По этой важной программе удивительно мало имеется справочной информации. Многие, казалось бы, серьезные люди (преподаватели-кандидаты наук, конструкторы) задают очень наивные вопросы. Видимо, дело в РФ совсем плохо с образованием. Такое полное отсутствие исследовательских навыков, у тех, у кого они должны быть... А в тоже время, в западных странах, по всей вероятности, пользователи уже не нуждаются в инструкциях образца 80-х годов прошлого века: “нажмите кнопку... передвиньте мышку”.
Конструкторские программы окружены всевозможной проприетарностью. Видимо, раз продукт позволяет делать бабки, то он и сам должен стоить крутых бабок. В то же время, LibreCAD бесплатная программа! Но справки по ней нет. Автор, со своим слабеньким умом, но живым воображением представляет себе, что разработчики просто... банально боятся, что их замочат! Наши российские ментальности именно в таком направлении мысль и подталкивают: “потому что нельзя быть на свете красивой такой”. Раз программа хорошая, значит конкурент мощнейшему AutoCAD'у, или другим таким монстрам, а значит, надо мочить!
Ну, ладно, будем считать, что эти абзацы были как бы дымом из холодного мотора. Вернемся в тему.
Что можно сделать при помощи LibreCAD в электронике? Это ведь “механическая” программа. Но автор придерживается мнения, что это универсальная чертильная программа, для электроники она подойдет не хуже, чем для трактора или мясорубки. Сейчас, в связи с переходом на Linux во многих учреждениях, - вот и образование переводят постепенно с рельсов Микрософт на Линукс, - возникает большая потребность в приложениях. Linux, как и прочие UNIX'ы (тролли отдыхают - не отвечу) была системой для программистов, поэтому для другой инженерии она развивалась не очень. Теперь дело двигается.
LibreCAD - это 2D-чертилка. Это минус, в этом отношении AutoCAD намного лучше. Так бы и работать в нем, тем, у кого он есть, но беда в том, что теперь менты придираются ко всему. Если для любительских целей можно использовать потихоньку все, без всяких ограничений, то коммерческие программы - дело другое. А многие предприятия просто не в состоянии платить такие бабки за коммерческую лицензию. Тем более, бедные фрилансеры, услугами коих начинают пользоваться все больше и больше. (На страх гебистов-особистов из отделов кадров - те потихоньку остаются без работы.)
Однако, для электронщика отсутствие трехмерной графики катастрофой не является. Он работает, в основном, в плоскости: принципиальные и монтажные схемы, топология печатных проводников - все это плоское. Те же трехмерные задачи, с которыми может столкнуться электронщик, могут быть решены на пальцах, без всяких чертежей. Собственно говоря, дело электронщика - процессы, протекающие в схемах, а платами занимается конструктор, который может вообще ничего не смыслить в электронике, лишь бы шарил в механике. Тем не менее, часто электронщикам приходится пыхтеть и над разводкой печатных плат. В институтах электронщикам пытаются преподавать и конструкторские навыки.
Некоторые используют эмуляторы, например, wine для запуска некоторых привычных программ Windows в среде Linux. Вещь хорошая, безусловно, но и вставные зубы, и очки, и слуховые аппараты, и костыли, и даже горшки под лежачих, тоже, вещи очень неплохие. Однако, хотелось бы как-то обойтись без них.
Для рисования принципиальных схем хорошо подходит qucs - вещь, выходящая далеко за пределы простого редактора схем. Это симулятор SPICE, а редактор схем в нем - как ложка к обеду. Но сейчас речь о LibreCAD. Можно чертить схемы в qucs, но такого извращения, как генерация разведенной печатной платы в один клик, да еще превращение этой платы во всемирный товар, здесь не получится. qucs - это только симулятор. Да и вообще, авторазводчики - это “утупия”. После них, все равно, все придется переделывать вручную. Недостаток LibreCAD - в невозможности создавать файлы Gerber для станков, но зато печать в LibreCAD выполняется превосходно. Далеко не всегда разведенная плата идет в серию сразу. Хорошо продуманный образец, все равно, придется снова рисовать в PCAD или OrCAD Layout или еще в чем-нибудь таком, но это будет более эффективным рисованием. Впрочем, черт с ним, а то тролли начнут спамить, засорять енторнет. Кому-либо предлагаемый текст может пригодиться; да и не только электронщикам, а всем, кого может заинтересовать рисовалка LibreCAD.
Автор этого опуса много смотрел на вопросы по LibreCAD и сам задавался многими из них. Как-то собрались и ответы и некоторые решения. Поэтому возникла идея предложить все это в виде нескольких простейших проектов, которые будут служить подсказкой для желающих освоить LibreCAD.
Несколько строчек по поводу теории
Концепция CAD-программ опирается на два мощнейших понятия, вокруг которых все вертится. Это блоки и слои. Пользователи часто работают по старинке, по карандашному. Будучи хорошими конструкторами, они могут очень вяло интересоваться компьютерами и в результате терять значительную часть времени на головоломки с интерфейсом.
Векторная графика
Это основа основ. В отличии от растровой, которая представляет изображение огромным массивом разноцветных или полутоновых точек, векторная устроена несравненно компактнее. Это просто набор команд для некоторого графического устройства. Файл векторного изображения - это программа на языке управления плоттером (или принтером). Для экономии памяти, оперативной и/или дисковой применяются и различные алгоритмы сжатия (без потери информации). Растровые форматы хороши для фото и видео. Здесь информация обрабатывается на манер телевизионного сигнала и это дает неплохое сжатие (jpeg) при вполне высоком качестве, несмотря на потерю части информации. Преобразование растрового изображения в векторное с хорошим качеством - достаточно сложная задача, и наоборот, векторное изображение превратить в растровое - раз плюнуть. Это легко сделает любой маляр или хулиган, пишущий на заборе известные слова.
Основная причина использования именно векторной графики:
состоит в неограниченной масштабируемости изображений. Ограничения существуют только по разрешающей способности пишущего устройства, которое и занимается “растеризацией”. Все очень просто: если мы даем команду провести линию заданной толщины от точки к точке, то остальное - забота принтера или монитора. Его ПО (драйвер) строит растровый эквивалент этой команды. В зависимости от величины масштаба будет закрашена большая или меньшая область, но форма линии сохранится без изменений. Только очень мелкий масштаб начнет давать растровые погрешности. Плоттер делает то же самое, регулируя ширину своего пера, поэтому плоттерные изображения выглядят особенно четко. Как это делается технически - совершенно неважно, главное - результат.
Графические примитивы
Это элементы. К ним относятся: точка, прямая линия, прямоугольник, эллипс. Как и в обычной “циркульной” геометриии обычно используются линии первого и второго порядков: прямые и, соответственно, эллипсы. Прямые здесь - это отрезки прямых, эллипсы - как целые фигуры так и дуги. Окружность - это просто частный случай эллипса. Все как в обычной аналитической геометрии.
Более навороченные примитивы: текстовые блоки и размерности. Они также состоят из линий, но, чтобы не геморроиться с их частым построением, эта рутинная работа немного автоматизирована. Поэтому они тоже считаются примитивами.
Блоки
Чтобы не делать каждый раз дурную работу, можно прорисованный набор примитивов объединить. Он становится блоком, имеющим условную точку, относительно которой в нем вычисляются все остальные расстояния. Эта точка может быть использована для привязки или вращения блока. Поэтому ее нужно выбирать обдуманно.
Блок можно не только собирать, но и разбирать. Слово explode довольно точно описывает процесс разрушения блока. От взрыва он отличается только тем, что все линии остаются на своих местах, пока какую-либо из них не сдвинут или не удалят. Можно собирать блоки из блоков. В этом случае, они разваливаются в обратном порядке. Разборку блоков используют для их правки, а затем то, что было блоком, можно вновь сделать таковым. Нечего и говорить, какие возможности это открывает!
Слои
Еще большие возможности открывают слои. Слой - это способ управления видимостью блоков. Слой можно показать или скрыть, со всем его содержимым. Он подобен прозрачной кальке. Слоев может быть практически сколько угодно (это только вопрос памяти). Каждый слой имеет произвольное имя, что очень удобно.
Объекты чертежа располагаются в порядке прорисовки слоев. Этот порядок можно изменить, а также можно легко изменять принадлежность блоков и примитивов (объектов) различным слоям. Поэтому некоторые объекты могут “пропадать”; или неожиданно “появляться”. Никуда они не пропадают и не появляются ниоткуда, просто закрыты изображением в слое нарисованном сверху (позже по времени), или выскакивают в верхнем слое. Очевидно, можно управлять перекрытием/наложением объектов, если это нужно, и ясен способ, как это сделать.
Атрибуты
Атрибутами являются свойства линий, такие как:
Атрибуты могут изменяться индивидуально или назначаться целому слою. Последнее означает, что по умолчанию все линии в слое будут подчиняться установленным его атрибутам.
Команды и задачи
Все манипуляции сведены к командам построения линий, их перемещения, симметрий, группировки и т.д. Есть очень удобные команды множественного копирования, с линейным или угловым перемещением.
Таким образом, если пораскинуть мозгами, чертежную работу можно очень существенно упростить по сравнению с тем, что раньше делали на кульмане.
Ну, как будто бы нигде не наврал. В следующих постах мы займемся несложными проектами, которые помогут (автор надеется, что они будут хоть немного полезными) разобраться с LibreCAD.
Дальше
По этой важной программе удивительно мало имеется справочной информации. Многие, казалось бы, серьезные люди (преподаватели-кандидаты наук, конструкторы) задают очень наивные вопросы. Видимо, дело в РФ совсем плохо с образованием. Такое полное отсутствие исследовательских навыков, у тех, у кого они должны быть... А в тоже время, в западных странах, по всей вероятности, пользователи уже не нуждаются в инструкциях образца 80-х годов прошлого века: “нажмите кнопку... передвиньте мышку”.
Конструкторские программы окружены всевозможной проприетарностью. Видимо, раз продукт позволяет делать бабки, то он и сам должен стоить крутых бабок. В то же время, LibreCAD бесплатная программа! Но справки по ней нет. Автор, со своим слабеньким умом, но живым воображением представляет себе, что разработчики просто... банально боятся, что их замочат! Наши российские ментальности именно в таком направлении мысль и подталкивают: “потому что нельзя быть на свете красивой такой”. Раз программа хорошая, значит конкурент мощнейшему AutoCAD'у, или другим таким монстрам, а значит, надо мочить!
Ну, ладно, будем считать, что эти абзацы были как бы дымом из холодного мотора. Вернемся в тему.
Что можно сделать при помощи LibreCAD в электронике? Это ведь “механическая” программа. Но автор придерживается мнения, что это универсальная чертильная программа, для электроники она подойдет не хуже, чем для трактора или мясорубки. Сейчас, в связи с переходом на Linux во многих учреждениях, - вот и образование переводят постепенно с рельсов Микрософт на Линукс, - возникает большая потребность в приложениях. Linux, как и прочие UNIX'ы (тролли отдыхают - не отвечу) была системой для программистов, поэтому для другой инженерии она развивалась не очень. Теперь дело двигается.
LibreCAD - это 2D-чертилка. Это минус, в этом отношении AutoCAD намного лучше. Так бы и работать в нем, тем, у кого он есть, но беда в том, что теперь менты придираются ко всему. Если для любительских целей можно использовать потихоньку все, без всяких ограничений, то коммерческие программы - дело другое. А многие предприятия просто не в состоянии платить такие бабки за коммерческую лицензию. Тем более, бедные фрилансеры, услугами коих начинают пользоваться все больше и больше. (На страх гебистов-особистов из отделов кадров - те потихоньку остаются без работы.)
Однако, для электронщика отсутствие трехмерной графики катастрофой не является. Он работает, в основном, в плоскости: принципиальные и монтажные схемы, топология печатных проводников - все это плоское. Те же трехмерные задачи, с которыми может столкнуться электронщик, могут быть решены на пальцах, без всяких чертежей. Собственно говоря, дело электронщика - процессы, протекающие в схемах, а платами занимается конструктор, который может вообще ничего не смыслить в электронике, лишь бы шарил в механике. Тем не менее, часто электронщикам приходится пыхтеть и над разводкой печатных плат. В институтах электронщикам пытаются преподавать и конструкторские навыки.
Некоторые используют эмуляторы, например, wine для запуска некоторых привычных программ Windows в среде Linux. Вещь хорошая, безусловно, но и вставные зубы, и очки, и слуховые аппараты, и костыли, и даже горшки под лежачих, тоже, вещи очень неплохие. Однако, хотелось бы как-то обойтись без них.
Для рисования принципиальных схем хорошо подходит qucs - вещь, выходящая далеко за пределы простого редактора схем. Это симулятор SPICE, а редактор схем в нем - как ложка к обеду. Но сейчас речь о LibreCAD. Можно чертить схемы в qucs, но такого извращения, как генерация разведенной печатной платы в один клик, да еще превращение этой платы во всемирный товар, здесь не получится. qucs - это только симулятор. Да и вообще, авторазводчики - это “утупия”. После них, все равно, все придется переделывать вручную. Недостаток LibreCAD - в невозможности создавать файлы Gerber для станков, но зато печать в LibreCAD выполняется превосходно. Далеко не всегда разведенная плата идет в серию сразу. Хорошо продуманный образец, все равно, придется снова рисовать в PCAD или OrCAD Layout или еще в чем-нибудь таком, но это будет более эффективным рисованием. Впрочем, черт с ним, а то тролли начнут спамить, засорять енторнет. Кому-либо предлагаемый текст может пригодиться; да и не только электронщикам, а всем, кого может заинтересовать рисовалка LibreCAD.
Автор этого опуса много смотрел на вопросы по LibreCAD и сам задавался многими из них. Как-то собрались и ответы и некоторые решения. Поэтому возникла идея предложить все это в виде нескольких простейших проектов, которые будут служить подсказкой для желающих освоить LibreCAD.
Несколько строчек по поводу теории
Концепция CAD-программ опирается на два мощнейших понятия, вокруг которых все вертится. Это блоки и слои. Пользователи часто работают по старинке, по карандашному. Будучи хорошими конструкторами, они могут очень вяло интересоваться компьютерами и в результате терять значительную часть времени на головоломки с интерфейсом.
Векторная графика
Это основа основ. В отличии от растровой, которая представляет изображение огромным массивом разноцветных или полутоновых точек, векторная устроена несравненно компактнее. Это просто набор команд для некоторого графического устройства. Файл векторного изображения - это программа на языке управления плоттером (или принтером). Для экономии памяти, оперативной и/или дисковой применяются и различные алгоритмы сжатия (без потери информации). Растровые форматы хороши для фото и видео. Здесь информация обрабатывается на манер телевизионного сигнала и это дает неплохое сжатие (jpeg) при вполне высоком качестве, несмотря на потерю части информации. Преобразование растрового изображения в векторное с хорошим качеством - достаточно сложная задача, и наоборот, векторное изображение превратить в растровое - раз плюнуть. Это легко сделает любой маляр или хулиган, пишущий на заборе известные слова.
Основная причина использования именно векторной графики:
- для чертежей
- графиков
- диаграмм
- пиктограмм
- логотипов
- рисунков (включая и художественные)
- шрифтов
состоит в неограниченной масштабируемости изображений. Ограничения существуют только по разрешающей способности пишущего устройства, которое и занимается “растеризацией”. Все очень просто: если мы даем команду провести линию заданной толщины от точки к точке, то остальное - забота принтера или монитора. Его ПО (драйвер) строит растровый эквивалент этой команды. В зависимости от величины масштаба будет закрашена большая или меньшая область, но форма линии сохранится без изменений. Только очень мелкий масштаб начнет давать растровые погрешности. Плоттер делает то же самое, регулируя ширину своего пера, поэтому плоттерные изображения выглядят особенно четко. Как это делается технически - совершенно неважно, главное - результат.
Графические примитивы
Это элементы. К ним относятся: точка, прямая линия, прямоугольник, эллипс. Как и в обычной “циркульной” геометриии обычно используются линии первого и второго порядков: прямые и, соответственно, эллипсы. Прямые здесь - это отрезки прямых, эллипсы - как целые фигуры так и дуги. Окружность - это просто частный случай эллипса. Все как в обычной аналитической геометрии.
Более навороченные примитивы: текстовые блоки и размерности. Они также состоят из линий, но, чтобы не геморроиться с их частым построением, эта рутинная работа немного автоматизирована. Поэтому они тоже считаются примитивами.
Блоки
Чтобы не делать каждый раз дурную работу, можно прорисованный набор примитивов объединить. Он становится блоком, имеющим условную точку, относительно которой в нем вычисляются все остальные расстояния. Эта точка может быть использована для привязки или вращения блока. Поэтому ее нужно выбирать обдуманно.
Блок можно не только собирать, но и разбирать. Слово explode довольно точно описывает процесс разрушения блока. От взрыва он отличается только тем, что все линии остаются на своих местах, пока какую-либо из них не сдвинут или не удалят. Можно собирать блоки из блоков. В этом случае, они разваливаются в обратном порядке. Разборку блоков используют для их правки, а затем то, что было блоком, можно вновь сделать таковым. Нечего и говорить, какие возможности это открывает!
Слои
Еще большие возможности открывают слои. Слой - это способ управления видимостью блоков. Слой можно показать или скрыть, со всем его содержимым. Он подобен прозрачной кальке. Слоев может быть практически сколько угодно (это только вопрос памяти). Каждый слой имеет произвольное имя, что очень удобно.
Объекты чертежа располагаются в порядке прорисовки слоев. Этот порядок можно изменить, а также можно легко изменять принадлежность блоков и примитивов (объектов) различным слоям. Поэтому некоторые объекты могут “пропадать”; или неожиданно “появляться”. Никуда они не пропадают и не появляются ниоткуда, просто закрыты изображением в слое нарисованном сверху (позже по времени), или выскакивают в верхнем слое. Очевидно, можно управлять перекрытием/наложением объектов, если это нужно, и ясен способ, как это сделать.
Атрибуты
Атрибутами являются свойства линий, такие как:
- толщина
- цвет
- стиль (сплошная, штрихи, вид концов)
- заливка (штриховка)
- семейство и стиль шрифта
Атрибуты могут изменяться индивидуально или назначаться целому слою. Последнее означает, что по умолчанию все линии в слое будут подчиняться установленным его атрибутам.
Команды и задачи
Все манипуляции сведены к командам построения линий, их перемещения, симметрий, группировки и т.д. Есть очень удобные команды множественного копирования, с линейным или угловым перемещением.
Таким образом, если пораскинуть мозгами, чертежную работу можно очень существенно упростить по сравнению с тем, что раньше делали на кульмане.
Ну, как будто бы нигде не наврал. В следующих постах мы займемся несложными проектами, которые помогут (автор надеется, что они будут хоть немного полезными) разобраться с LibreCAD.
Дальше