Kicad уроки: Недопустимое название — Викиучебник

Программа для печатных плат KiCad уроки

Вас приветствует сайт гикматик! Сегодня поговорим о мега-полезной и доступной программе KiCad. Поработав в ней каждый захочет от чистого сердца посоветовать её своим друзьям, поэтому и я советую вам взять программу на вооружение.

KiCad – это кроссплатформенный комплекс бесплатных программ с лицензией GPL и открытым исходным кодом, предназначенный для разработки электрических принципиальных схем и автоматизированной разводки печатных плат.

В программный пакет Кикада входят такие основные компоненты как:

1)Менеджер проектов, в котором можно наблюдать файлы проекта. В нем одновременно открывается только один проект в одном окне, но можно открывать много таких окон отдельно, главное не запутаться.

3) CvPcb Программа выбора посадочных мест для компонентов. Она используется во время начертания принципиальной схемы. Каждому элементу схемы, которому нужны котактные площадки или просто место на плате, необходимо назначить посадочное место из библиотечного списка таких мест. И программа CvPcb помогает выбрать и предварительно рассмотреть занимаемое компонентом место на плате. 

4) Pcbnew Редактор топологии печатных плат занимается проектированием печатных плат. Так же в нем можно создавать свои уникальные посадочные места для компонентов и сохранять их в библиотеку. Так же в редакторе Pcbnew имеется утилита для генерации gerber-файлов для передачи задания на производство печатной платы. А так же здесь заложена возможность трехмерного отображения будущей платы, что позволяет наглядно увидеть какие либо недоработки и вообще эргономику собранной платы. 

5) GerbView Обозреватель файлов формата Gerber. Эти файлы нужны для передачи задания на производство печатной платы. Так вот в этой утилите их можно предварительно перепроверить на ошибки, хотя во многих зарубежных онлайн сервисах заказа изготовления плат, gerber-файлы можно загрузить и перепроверить в онлайн-просмотрщике.

6) Pl Editor Редактор оформления листа (для создания и редактирования рамок). Это будет очень важно для официального представления документации по вашим проектам, где вы сможете создать рамку листа принципиальной схемы согласно вашим стандартам.

Там есть ещё компоненты, но на мой взляд перечисленные являются основными и обязательными для серьезной работы.

В настоящее время KiCad можно считать достаточно зрелым комплексом программ, чтобы использовать для успешной разработки и сопровождения сложных печатных плат.

KiCad не накладывает ограничений на размер платы, с его помощью можно разрабатывать платы, содержащие до 32 медных слоёв (слоёв металлизации), до 14 технических слоёв и до 4 вспомогательных слоёв. В сквозном цикле проектирования KiCad позволяет создать все файлы, необходимые для производства печатных плат: Gerber-файлы для фотоплоттеров, файлы для сверления отверстий в платах, установки на них компонентов и другие.

Будучи ПО с открытым исходным кодом (лицензируемый GPL), KiCad представляет собой идеальный инструмент для проектов, ориентированных на разработку электронных устройств с открытой документацией.

История Кикада начинается с 1992 года. Сейчас я описываю стабильный релиз версии 4.0.7, который был выпущен примерно 2017-08-28.

Установочные файлы доступны под разные операционные системы, кроме андроида конечно. При установке программы, одновременно устанавливаются все родные библиотеки компонентов. Можно заметить, что они довольно богаты. И даже, если конкретного стандартного компонента вы не нашли, то можно на схему поставить элемент с подобным схематическим представлением и для него потом выбрать стандартное место для печатной платы, ведь большинство компонентов разработаны под стандартные посадочные места, а Kicad позволяет выбирать под конкретный компонент схемы различные посадочные места из библиотечного списка (это уникальная особенность Кикада на сколько мне известно). Здесь компоненты схемы и посадочные места являются, фактически, двумя независимыми объектами. Это часто является причиной дискуссий на интернет-форумах.

Автотрассировщика плат в Кикаде нет. Предлагается экспортировать файл, открыть в специальной отдельной программе-трассировщике, там автоматически развести плату и при помощи файла снова открыть в Pcbnew. 

Есть автоматическая расстановка компонентов, так же есть автоматическое размножение миниатюрных плат для компоновки их множества на одной большой плате.

Документация написана неплохо, но только половина её переведена на русский язык. Остальное все на английском. А меню программы кстати доступно на русском.

Смотрите плейлист уроки KiCad.

До скорых встреч с сайтом любительской автоматики гикматик!

Трассировка печатной платы в KiCAD / Хабр

Одним из критических замечаний к предыдущей статье было следующее: дескать фу таким быть, стрелять из пушки по воробьям да ещё проприетарным софтом за 10000$, к тому же наверняка украденным с торрентов. Оставляя за кадром моральную сторону вопроса, а так же презумпцию невиновности, обратимся к следующему вопросу — а что там у нас имеется в Open Source секторе, пригодное для решения задач проектирования электронной техники. В частности изготовления печатных плат. Наиболее достойной, на мой взгляд, оказалась кроссплатформенная программа KiCAD, распространяемая по лицензии GNU GPL. Имеются версии для Linux, Windows и macOS.

Рассмотрим этот инструмент подробнее применительно к уже решенной мною задаче — трассировке печатной платы для преобразователя уровней на базе MAX232.

Дистрибутив программы и инструкции по установке имеются на её официальном сайте. Так как я предпочитаю использовать Linux, а конкретно Arch Linux, то установка сводится к заклинанию для пакетного менеджера

$ sudo pacman -S kicad kicad-library kicad-library-3d

Первый пакет — сама программа, второй — библиотеке компонентов, третий — 3D-модели компонентов. Собственно и всё. Аналогичный набор пакетов имеется для всех популярных дистрибутивов Linux. Для Windows качаем бинарный инсталлятор здесь. Для macOS все аналогично. В общем, установка элементарна и затруднений не вызывает.

Запустив KiCAD мы увидим главное окно программы. Оно содержит дерево проекта и кнопки вызова программных компонент, предназначенных для различных этапов проектирования устройства.

Идем в меню Файл -> Новый проект -> Новый проект. Нам предложат выбрать место, где будут располагаться файлы проекта, а так же выбрать его имя. Все файлы, относящиеся к проекту лучше расположить в отдельном каталоге. Я располагаю все в каталоге ~/work/kicad/rs232, и проект назову rs232.

После создания проекта в дереве образуются два файла: rs232.pro — файл проекта; rs232.sch — файл принципиальной схемы. Дважды кликаем по файлу схемы и переходим Eeschema — программу для рисования схем

Формат основной надписи чертежа, естественно буржуазный. Но нас пока не интересует следование ГОСТ и ЕСКД. Нам надо оценить возможности пакета для решения конкретной практической задачи, путь даже такой простой. Поэтому приступим к рисованию схемы.

С правой стороны окна расположена панель инструментов. На ней имеется кнопка с изображением операционного усилителя — жмем на неё и переходим в режим размещения компонентов. Кликая мышью в поле схемы мы инициируем появление диалога

Наводим курсор на конденсатор, жмем «V» и в появившемся окне задаем его номинал

Если навести курсор на любой элемент, в частности только что добавленный конденсатор, то нажатием соответствующих клавиш можно выполнять следующие действия

M — переместить компонент (начать перемещение)
C — создать копию компонента
R — повернуть компонент по часовой стрелке
X — отразить компонент относительно горизонтальной оси
Y — отразить компонент относительно вертикальной оси

Действуя описанным образом, размещаем все остальные компоненты схемы. Нам понадобятся следующие элементы

Кроме того, нам понадобится земля и питание +5 В. Эти элементы добавляются в режиме размещения портов питания, который включается на правой панели кнопкой с символом «земли». Нам понадобятся следующие порты: GND — собственно «земля»; +5V — без комментариев.

В конечном итоге на поле схемы у нас получится что-то вроде этого

Теперь, нажатием кнопки с изображением зеленой линии переходим в режим «Разместить проводник» и соединяем выводы всех элементов согласно принципиальной схеме устройства. Если нам нужна дополнительная «земля», наводим курсор на ближайшую «землю», жмем «C» и клонируем её, без отрыва от процесса соединения элементов. В конечном итоге у нас получится следующая схема

Обращаем внимание на то, что элементы схемы не пронумерованы. Для этой цели удобно воспользоваться функцией нумерации элементов. Вызываем её либо из меню Инструменты -> Обозначить схему, либо нажимая кнопку «Обозначить компоненты схемы» на верхней панели инструментов. Нам покажут диалоговое окно с настройками именования элементов

Задаем интересующие нас настройки и жмем «Обозначить компоненты». Теперь другое дело

Полагая, что мы закончили схему, проверяем правильность её построения с точки зрения правил KiCAD. Для этого жмем на верхней панели кнопку с изображением божьей коровки с зеленой галочкой. В предложенном нам окне жмем кнопку «Выполнить» и получаем результат

Ошибок нет, но зато есть 13 предупреждений. Эти предупреждения принципиальны — они указывают на то, что некоторые выводы элементов у нас никуда не подсоединены, а также на то, что мы не подали питание на схему.

Неиспользуемых выводов у нас много. Чтобы система не ругалась на нас по их поводу, отметим эти выводы ка неиспользуемые. Для этого выберем режим указания неиспользуемых пинов нажатием кнопки с косым крестом «X» на правой панели, так называемый флаг «Не подключено». Помечаем этим флагом все незадействованные пины

Входы второго канала MAX232 (ножки 8 и 10) подтягиваем к «земле», с тем чтобы гарантировать нулевое напряжение на них при работе устройства.

После этого проверяем схему ещё раз

Отлично, всего два предупреждения о не подключенном питании. Питание в нашем случае подается с другого устройства через штыревую колодку P1, поэтому системе следует указать не это, используя виртуальный порт питания PWR_FLAG. Устанавливаем этот порт питания на схему и подсоединяем его к порту питания +5V, к «земле» и проводу идущему от разъема P1 к диоду, как показано на рисунке

Таким образом мы указываем системе по каким линиям в схему подается питание и следующая проверка проходит уже без ошибок и предупреждений. Сохраняем готовую схему.

Теперь следует сформировать список цепей схемы, который будет использоваться нами в дальнейшем. Для этого идем в меню Инструменты -> Сформировать список цепей, или жмем соответствующую кнопку на верхней панели. В появившемся окне

выбираем родной для KiCad формат списка цепей, задаем имя файла списка rs232.net и жмем кнопку «Сформировать».

Схема готова и можно приступать к следующему этапу

Этот этап отражает особенность KiCAD — схемное обозначение компонента отвязано от его посадочного места и визуального представления. Прежде чем приступить к разводке платы, каждому компоненту надо привести в соответствие его посадочное место (footprint) — топологическая структура задающая по сути размер и расположение отверстий и/или контактных площадок на плате, предназначенных для монтажа данного компонента. Это делается с помощью входящей в состав пакета программы CvPcb. Для её запуска идем в меню Инструменты -> Assign Component Footprint. Система немного задумается и выдаст окно

В первой колонке расположен список доступных библиотек. Во второй колонке — список компонентов, представленных в нашей схеме. В третьей — список доступных посадочных мест. Скажем нам нужна определится с форм-фактором конденсатора C1. У нас имеются в наличии конденсаторы Ether для монтажа в отверстия с диаметров 5 мм, высотой 11 мм и с расстоянием между выводами 2 мм. Хорошо, выбираем библиотеку Capacitor_ThroughHole (конденсаторы для монтажа в отверстия) в первой колонке, конденсатор C1 во второй колонке и посадочное место C_Radial_D5_L11_P2 в третьей колонке. Двойным щелчком по выбранному посадочному месту связываем его с компонентом. Справа от конденсатора C1 появится выбранное посадочное место, как показано на рисунке выше.

Для проверки посмотрим на чертеж посадочного места, нажав кнопку с изображением микросхемы под лупой на верхней панели

Нажав в окне просмотрщика кнопку с изображением микросхемы, мы увидим 3D-модель компонента

Убеждаемся, что выбранное посадочное место соответствует фактической детали, имеющейся у нас. Таким же образом связываем и остальные компоненты. У меня вышел вот такой список

Надо сказать найти нужное посадочное место с непривычки довольно трудно. Но мне удалось обойтись стандартными библиотеками. В любом случае, проблема отсутствия нужной детали решается путем гугления или самостоятельного изготовления (но это выходит за рамки статьи).

Сохраняем полученный список, закрываем CvPcb и заново генерируем список цепей. Теперь всё готово чтобы приступить к непосредственной разводке платы.

Для этого из меню редактора схем Инструменты -> Layout Printer Circuit Board запускаем программу-трассировщик Pcbnew

Для настройки правил трассировки идем в меню «Правила проектирования» и в окне

задаем ширину дорожек, зазор между ними, диаметр отверстий, диаметр сверла в соответствии с имеющимися у Вас техническими возможностями. Мои настройки представлены на скриншоте.

Далее необходимо импортировать спроектированную схему. Для этого идем в меню Инструменты -> Список цепей. В появившемся окне выбираем файл списка цепей (наш rs232.net сформированный на предыдущем этапе) и жмем кнопку «Прочитать текущий список цепей»

Если мы не ошибались на предшествующих этапах, процесс пройдет без ошибок. Закрываем окно и видим, что компоненты разместились в окне чертежа платы

Разумеется они все слиплись в кучу. И их придется растащить на предназначенные для них места. Перемещение компонентов происходит теми же командами что и в редакторе схем — наводим курсор на элемент и жмем «M». Если мы хотим переместить компонент на другую сторону платы, то в режиме перемещения нажимаем клавишу «F». Так следует поступить с микросхемой U1, ибо она располагается со стороны дорожек, ввиду SMD-исполнения корпуса.

Попыхтев немного получаем что-то подобное

Стараемся размести компоненты так, чтобы получалось как можно меньше пересекающихся связей. Теперь можно приступать к трассировка. Автоматическая трассировка у меня не вышла, возможно я не до конца разобрался с её настройками. Для ручной трассировки перейдем в режим трассировки нажав на верхней панели кнопку «Режим дорожек: автотрассировка».

Правой кнопкой мыши щелкаем по пустому пространству рабочего окна и в выпавшем меню выбираем «Выбор рабочего слоя». В появившемся окне выбираем слой B.Cu (медь с обратной стороны платы)

Наводим курсор на какой-либо пин и жмем «X». Появится дорожка, идущая от выбранного пина до текущего положения курсора. Тянем эту дорожку, фиксируя её промежуточные точки однократными щелчками мыши. По завершении, на последнем пине делаем двойной щелчок. Если нам не нравится результат, жмем Esc отменяя проведенную дорожку. Другие полезные команды и их горячие клавиши доступны в контекстном меню, вызываемом правой кнопкой в момент трассировки.

Надо сказать что процесс трассировки интуитивно понятен и довольно скоро мы получаем результат

Желтой линией на скрине показан контур платы. Чтобы нарисовать его переходим в слой Edge.Cuts (список слоев расположен в окне программы справа) и инструментом «Линия или полигон» (кнопка с изображением пунктирной линии на правой панели инструментов) рисуем контур платы.

Теперь всё готово. Сохраняем результат. Можно просмотреть получившуюся плату в режиме 3D (в меню Просмотр -> Просмотрщик 3D)

Результат выглядит довольно симпатично, правда монтаж можно сделать и поплотней.

Чтобы получить, например, шаблон для ЛУТ, идем в меню Файл -> Печать. В появившемся окне

Задаем печатаемый слой (B.Cu — медь с задней стороны платы), обязательно выставляем галочку «Зеркально», проверяем что выставлен масштаб 1:1 и убираем галку «Печать рамки листа». Жмем печать. Если у нас нет принтера, то печатаем в PDF

Получая на выходе искомый шаблон

Надо сказать, что я довольно бегло пробежался по возможностям KiCAD, обращая внимание лишь на ключевые моменты его использования. Эта статья некоторый вводный мануал, обобщающий весьма разрозненную информацию, имеющуюся в сети. Тем не менее он может служить хорошим стартом.

Можно сделать вывод, что программа вполне пригодна для проектирования печатных плат, учитывая что описание всех её возможностей выкатится не в один десяток подобных статей. Её несомненным преимуществом является бесплатность и открытый формат всех конфигурационных файлов и библиотек, дающих бескрайний простор для расширения компонентной базы.

Надеюсь было интересно. Спасибо за внимание!

KiCAD. Обучающее руководство (урок 2) Листов 39

1 KiCAD Обучающее руководство (урок 2) Листов 39 Автор оригинальной версии на португальском: Рене С. Маркет (Renie S. Marquet) Автор английской версии: Мич Брэдли (Mitch Bradley) Русскую версию и рисунки подготовила Т.Островская 2010

2 2 Содержание 1. Введение в мини-урок KiCad Создание проекта Создание принципиальной схемы в EeSchema Инструмент Разместить компонент Панорамирование и масштаб Инструмент Добавить питание Инструмент Выбор Инструмент Разместить проводник Обозначения цепи/шины (Net/Bus) Проверка схем Инструмент Добавить метку неподключенного вывода Ошибки на выводах питания — PWR_FLAG Редактирование параметров компонента Генератор списка цепей (Netlist)…16 Определение типов корпусов с помощью Cvpcb Разводка печатной платы в Pcbnew Чтение списка цепей Определение размера платы Расстановка модулей Вспомогательные средства размещения Все связи и воздушные соединения Подсветка цепи Правила проектирования — Design Rules Check Автоматическая разводка (трассировка) Ручная трассировка Стирание дорожек Проведение дорожек Двусторонние печатные платы Многослойные печатные платы Контур платы Заполнение зоны Просмотр платы в 3D Viewer (Просмотрщик 3D)…35 Создание файлов для изготовления платы…36

3 3 1. Введение в мини-урок KiCad Этот мини-урок ознакомит Вас с основами использования системы KiCad. Он содержит информацию обо всех шагах создания простой печатной платы: от рисования электрической схемы до печати готового рисунка платы. В ходе урока Вам будут представлены различные возможности KiCad и предложены эффективные пути решения различных задач. Руководство пользователя, поставляемое вместе с KiCad, содержит значительно больше информации, чем этот урок. Ознакомьтесь с ним, чтобы узнать больше об использовании программы. В качестве примера взята несложная плата сопряжения для порта RS-232. Поясняющие изображения (скриншоты) для этого урока делались под различными платформами (Windows, Linux). Основой платы является 16контактная микросхема Maxim Max232A в DIP-корпусе, технические характеристики которой можно посмотреть здесь. 2. Создание проекта Лучше всего для каждого проекта в KiCAD использовать раздельные папки; в противном случае система может дать сбой, если файлы из разных проектов будут лежать в одной папке. Проделайте следующие шаги: 1. Создайте папку RS Запустите программу KiCad 3. Создайте проект o На панели инструментов KiCad выберите левую иконку с подсказкой Начать новый проект или используйте команду меню Файл > Новый. o В диалоге Создать новый проект введите имя проекта RS232 и выберите только что созданную папку RS232. o Сохраните проект кнопкой Сохранить. В папке появится файл RS232.pro, содержащий установки для вашего проекта (рисунок 1).

4 4 Рисунок 1 Создание нового проекта В правой части панели менеджера проектов системы KiCAD имеются четыре большие кнопки запуска компонентов KiCAD. Слева направо, это: EeSchema — Редактор схем Cvpcb — Программа назначения компонентам модулей Pcbnew — Редактор печатных плат GerbView — Программа просмотра фотошаблонов Каждая кнопка запускает соответствующую программу. Мы будем использовать эти программы по мере изучения (за исключением GerbView). 3. Создание принципиальной схемы в EeSchema Запустите редактор принципиальных схем, нажав на панели KiCad большую кнопку EeSchema. При первом запуске EeSchema стартует с новым проектом и показывает предупреждение, что файла схемы еще нет. Просто нажмите ОК. С правой стороны окна редактора схем есть вертикальная панель инструментов, которые мы и будем использовать для рисования схемы. Этими инструментами можно выбирать объекты, размещать компоненты, вводить связи и т.д.

5 5 Рисунок 2 Окно Редактора схем Завершение работы инструмента: вы можете выбрать другой инструмент из правой инструментальной панели или же указать Отложить инструмент по правому клику мышки во всплывающем меню (Рисунок 2). 3.1 Инструмент Разместить компонент На правой панели нажмите кнопку Разместить компонент — она выглядит как схема И (Рисунок 3). Курсор изменится со стрелки на карандаш. Кликните в поле схемы, чтобы начать размещение компонента. Появится диалог Выбор компонента. Вы можете выбрать компонент несколькими путями: Рисунок 3 Инструмент размещения компонента 1. Если вы знаете точное имя компонента, введите его в поле Имя, а затем нажмите Ввод или OK. 2. Если вы знаете имя только приблизительно, в поле Имя введите образец для поиска, например, *C*, затем нажмите Ввод или OK. Вы увидите окно Выбор со списком найденных компонентов. 3. Вы можете искать компонент по ключевому слову, введя его в поле Имя, затем кликнув Поиск по ключевому слову. Однако на данный

6 6 момент немногие компоненты имеют ключевые слова, поэтому эта возможность полезна в минимальной степени. 4. Можно выбрать недавно использованные компоненты из Списка истории. 5. Кнопка Список всех вызывает диалог, в котором можно выбрать сначала библиотеку, а затем ее компонент. 6. Кнопка Выбор просмотром вызывает Обозреватель библиотек, позволяя просмотреть библиотеки и находящиеся в них условные графические изображения. Когда вы выбрали нужный компонент, используйте кнопку Вставить компонент в схему на правой стороне обозревателя библиотек. Вы также можете вызвать обозреватель библиотек кнопкой Просмотр библиотеки в редакторе EeSchema — в горизонтальном меню, но в этом случае кнопки Вставить компонент в схему нет. Для начала нажмите Выбор просмотром. Выберите библиотеку conn (разъемы). В соседней панели прокрутите список вниз и выберите разъем DB9. Условное графическое изображение разъема будет видно в правой панели. Нажмите Вставить компонент в схему в правой части верхней панели. Рисунок 4 Выбор просмотром Левой кнопкой мышки вставьте символ в нужное место схемы. Позже вы сможете переместить его если нужно. Зеркальное отражение компонента можно произвести следующим образом: o Поместите курсор на компоненте.

7 7 По правому клику выберите Ориентация Компонента > Отражение X (Y). После чего выводы компонента должны расположиться на требуемой стороне. Вставьте в схему электролитический конденсатор (инструмент Разместить компонент все еще активен) левым кликом в рабочем окне. Это вернет диалог выбора компонентов. На этот раз попробуйте кнопку Список всех. В диалоге Выбрать библиотеку выберите библиотеку Device (Устройство) (двойной клик или кнопка OK). В диалоге выбора элемента выберите CP (двойной клик или кнопка OK). Разместите компонент левым кликом в рабочем окне. Вставьте остальные три конденсатора как показано на рисунке 5. Это сделать легко, если использовать двойной клик в Списке истории диалога Выбор компонента. o Рисунок 5 Выбор компонентов из Списка истории Вставьте другие компоненты из списка ниже используя методику этого урока. два 3-выводных разъема (имя CONN_3 в библиотеке «conn») один 4-выводный разъем (имя CONN_4 в библиотеке «conn») одну MAX232 микросхему (имя MAX232 в библиотеке «interface») ((имеется идентичная копия в библиотеке «special»)

8 8 3.2 Панорамирование и масштаб Во время работы со схемой вы можете перемещаться по схеме и изменять масштаб, следующими способами: Полосами прокрутки снизу и справа. Имеется кнопка масштаба на верхней инструментальной панели. Правый клик дает контекстное меню с функциями увеличения/уменьшения, а также центрирования. И, наконец, наиболее удобно использовать колесо мышки, вращая которое можно изменить масштаб в точке курсора мышки. Также, если просто кликнуть на колесо, дисплей сцентрируется в точке курсора мышки. 3.3 Инструмент Добавить питание Для подключения питания и земли к компонентам схемы в EeSchema предназначены специальные псевдокомпоненты. Они не похожи на обычные компоненты, так как им не соответствуют реальные корпуса с контактными площадками. Это символы из библиотеки power. Их можно ставить в схему инструментом Разместить компонент, но есть способ проще. Активируйте инструмент Разместить порт питания из правой панели инструментов. Он выглядит как символ земли. Этот инструмент работает как Разместить компонент, но ограничен только библиотекой power. Добавьте символы питания из списка ниже. 2x +5V 2x GND 2x PWR_FLAG 3.4 Инструмент Выбор Активируйте инструмент Выбор — это кнопка со стрелкой на правой панели инструментов. Это инструмент по умолчанию, который становится активным при окончании действия других инструментов клавишей Esc или по правому клику Отложить инструмент. При активном Выбор курсор имеет форму стрелки. В режиме выбора вы можете выполнять различные операции с компонентами (сдвиг, переориентация, копирование и т.д.), кликнув правой клавишей мыши на компоненте. В сущности это можно делать в режиме Разместить компонент по правому клику. Но главное отличие режима выбора от режима Разместить компонент состоит в реакции на левый клик. Левый клик в режиме Разместить компонент добавляет соответствующую тему (компонент, связь и т.д.), тогда как в режиме выбора левый клик дает возможность выделить множество объектов в прямоугольном регионе и перетащить их. При отпускании левой клавиши мышки в конце операции выбратьперетащить выбранные компоненты подсвечиваются. Если затем сдвинуть мышь, вместе с ней сдвинутся и выбранные компоненты. Правый клик дает возможность произвести различные действия над выбранными компонентами. Всплывающее меню имеет несколько опций, включая Масштабировать, Разместить блок, Сохранить блок, Копировать блок, Перетащить блок, и Удалить. Разместить блок — это тоже самое, что и сдвиг выбранных

9 9 компонентов, и снова левый клик, но уже без правого клика. Сохранить блок копирует выборку в буфер, из которого позже можно вставить инструментом Вставить. Копировать блок делает копию всей выборки и можно сдвигать ее, а не оригинал. Перетащить блок похож на сдвиг, но при таком сдвиге концы связей, выходящие за пределы области, включающей выбранные компоненты, останутся подсоединенными. Как альтернатива операции выбора правым кликом при перетаскивании выбранной области, можно использовать клавиши Ctrl и Shift. Их назначение можно увидеть во всплывающем меню доступном по правому щелчку. Важный момент, клавиши Ctrl и Shift должны быть нажаты до того как будет нажата левая кнопка мышки для выделения. Вы можете отменить перемещение, нажав Esc. Расставьте компоненты как показано на рисунке 6, используя технику, описанную выше. На рисунке 6 компоненты еще не соединены связями. Рисунок 6 Размещение выбранных компонентов в поле чертежа Теперь назначьте емкости конденсаторов 1uF. Чтобы сделать это, сделайте правый клик на каждом конденсаторе, выберите Правка компонента > Значение и измените CP на 1uF. Если у вас много конденсаторов с одним номиналом, вы можете ускорить работу, копируя конденсатор с нужным номиналом контекстной командой Копировать компонент — копия будет иметь тот же номинал. Также можно назначить номинал сразу же после добавления

10 10 компонента в схему — меню по правому клику доступно и в режиме Разместить компонент. В нашей схеме только конденсаторам нужно ставить номинал. Для других компонентов поле номинала содержит номер компонента. Номинал могут иметь значения сопротивления, емкости, частоты и т.д. Команда Правка компоненета > Править выдает список свойств компонентов схемы, посредством которого можно изменить много аспектов компонента. Но в рамках этого руководства это пока нам не нужно. Присвоить схемные номера (позиционные обозначения) компонентам. Вы можете нумеровать компоненты вручную — правым кликом Правка компонента > Обозначение. Но EeSchema может сделать это автоматически. Для этого нажмите кнопку Обозначить схему на верхней инструментальной панели (ближе к правой части). Всплывет диалог, в котором выберите: пределы нумерации (этот лист или по всей схеме), сохранить существующие обозначения или сбросить их. При нумерации символ? в схемном номере меняется на целое число, уникальное для каждого префикса, например, C1, C2, C3, U1, U2 и т.д. Нумеровать компоненты, как видите, несложно. Это можно сделать и после соединения всех связей. Но это нужно обязательно сделать до запуска Проверки электрических правил схемы или Формирования списка цепей. 3.5 Инструмент Разместить проводник Активируйте инструмент Разместить проводник из правой панели инструментов. Чтобы соединить два контакта проводником, кликните мышкой на первом контакте и потащите мышь, растягивая связь. Каждый левый клик завершает сегмент проводника, и вы можете тянуть новый сегмент. Клик на другом контакте подсоединит его к проводнику и закончит проведение связи. Если вы продолжаете тянуть сегмент после клика на контакте, он не подсоединится к проводнику (это может случиться, если символ находится не в сетке, или если вам нужно сделать более одного изгиба, чтобы попасть на контакт). Вы можете тянуть связь под любым углом, отличным от 90 градусов, кликнув на кнопке Цепи и шины в любом направлении внизу левой вертикальной инструментальной панели. При прокладке проводника его можно завершить в любой момент (т.е. без завершения соединения на контакт) по правому клику. Также связь можно оборвать клавишей Esc. Поэкспериментируйте с различными опциями правого клика. Конец висящего проводника маркируется маленьким квадратом. Контролируйте такие маркеры чтобы убедиться, что связь действительно подсоединена. Когда проводники пересекаются крестом или буквой Т, если они в самом деле соединены, точка соединения маркируется символом пайки (соединения) закрашенным кружком. Если же маркера пайки нет, значит проводники не соединены. EeSchema обычно добавляет значок пайки, но если EeSchema сделает ошибку, вы можете исправить ее. Правый клик добавит точку пайки если курсор находится на проводнике; или удалит точку пайки если курсор находится на точке

11 11 пайки. Это иллюстрирует важный момент: правый клик предлагает ряд контекстно-зависимых операций над объектами под мышкой. Соедините компоненты проводниками, как показано на рисунке 7. Пока что оставьте PWR_FLAG изолированным. Рисунок 7 Компоненты, соединенные проводниками 3.6 Обозначения цепи/шины (Net/Bus) Активируйте Разместить имя цепи из правой панели инструментов. Введите обозначение и поместите метку над проводником, шиной или компонентом соединения. Обратите внимание, что для цепи, соединяющей как минимум два контакта, должна быть установлена связь либо проводником, либо метка должна появиться два или более раз. 3.7 Проверка схем Задача Проверки электрических правил схемы — проверка корректности соединений схемы. В верхней инструментальной панели нажмите кнопку Проверка электрических правил схемы (вторая справа). Всплывет диалоговое окно EESchemaERC. Вы могли бы настроить в Параметрах реакцию ERC на

12 12 различные виды проблем схемы, но для нашей простой схемы мы будем использовать настройки по умолчанию. Нажмите кнопку Тест ERC. Примечание. Иногда при запуске ERC вы можете получить сообщение вроде Элемент не обозначен: #FLG? (или #PWR?, или что-нибудь подобное). Это означает, что вы забыли присвоить позиционные номера некоторым компонентам схемы. Используйте команду Обозначить схему для автоматической нумерации компонентов, как это было описано выше. Вы могли пронумеровать компоненты и вручную, но есть сложности с поиском элементов. Дело в том, что Поиск компонента или текста (он выглядит как бинокль) трактует символ? как шаблон одного символа, и поиск #PWR? найдет компонент #PWR5, #PWR6 и т.д. Сейчас пока что нет возможности отключить?. Другая проблема поиска состоит в том, что он не подсвечивает найденный компонент. Но это можно попробовать обойти таким образом: увеличьте схему и сделайте поиск. Экран обычно центрируется рядом с найденным компонентом. ERC проверяет схему на различные электрические правила согласно настройкам в Параметрах. Например, есть такое правило, что цепь может управляться не более чем одним выходным сигналом. Вы можете сконфигурировать реакцию ERC на такие ошибки: игнорировать, выдать предупреждение или показать как ошибку. Примечание. Совсем необязательно получать чистый протокол ошибок ERC. Редактор будет работать, даже если ERC будет жаловаться на нарушения правил. Но все же будет лучше взглянуть на протокол, т.к. он может показать потерянные связи, т.е. не присоединенные проводники. ERC маркирует проблемное место маленькой стрелкой (вы можете записать список проблем в файл). Увидеть, что это за нарушение можно, кликнув на стрелочке и взглянув на статусную строку. Если разыскать некоторые стрелки затруднительно, попробуйте отыскать при помощи Поиск компонента или текста вверху инструментальной панели (выглядит как бинокль) Инструмент Добавить метку неподключенного вывода ERC обычно сообщает в протоколе контакты, никуда не подсоединенные. В некоторых случаях это реальная проблема — пропущенный контакт; в других же случаях может быть контакт никуда не соединен намеренно. Вы можете объяснить контролеру ERC о намеренном неподсоединении контакта, ставя на него маркер не подключено. Активируйте инструмент Разместить флаг не подключено — в середине правой инструментальной панели; значок курсора станет Х. Кликайте на контактах, отмечая их маркером не подключено. Вы можете удалить маркер не подключено правым кликом удалить не подключено. Проставьте маркер не подключено на всех неподсоединенных контактах, которые ERC обнаружил (кроме контактов с флагом PWR_FLAG) и

13 13 перезапустите проверку ERC. Результат должен выглядеть что-то вроде картинки на рисунке 8, показывающей только 4 ошибки. Рисунок 8 отчет ERC Ошибки на выводах питания — PWR_FLAG Кликните на маркере ошибки (маленькая стрелка) на одном из символов питания (GND or +5V) и посмотрите на статусную строку внизу слева окна. Вы увидите сообщение вроде такого: Вывод соединен с другими выводами, но не соединен с источником сигнала (входы не соединены с выходом) Это сообщение говорит о том, что контакт (и все такие же контакты компонентов питания) предполагал иметь источник питания, но оказался пустым (VCC, GND, 3V3 и другие символы питания интерпретируются идентично). Источник питания мог быть таким, как регулятор напряжения 78хх. В связи с этим питание будет подано от внешнего источника через разъем. Чтобы устранить такое сообщение, вы можете объяснить ERC, что все нормально, подключив к связи флаг PWR_FLAG. PWR_FLAG — это специальный

14 14 виртуальный компонент, которому не сопоставлен физический корпус. Он выводится только для того, чтобы удовлетворять требованиям ERC. Контакт с флагом PWR_FLAG объявлен типом power_out, сообщая ERC, что контакт с такой связью присоединен к источнику питания. Вам нужны разные PWR_FLAG для каждой связи питания. В нашем случае имеется источник питания +5V и GND, но более сложные схемы часто имеют много питаний, например, -12V, 3V3, и AGND. Компоненты питания, такие как +5V и GND, также виртуальны, они не означают физического устройства и обладают особым свойством — все связи, присоединенные к символу питания с данным именем — одна и та же цепь по всем листам иерархической схемы. Подсоедините флаг PWR_FLAG к связи +5V и другой — к GND и перезапустите ERC. Это должно избавить от оставшихся ошибок. На рисунке 9 показано отсутствие ошибок, когда все соединения выполнены верно. Рисунок 9 Сообщение ERC об отсутствии ошибок 3.8 Редактирование параметров компонента Перед продолжением проведите визуальную проверку на предмет правильности задания верных значений всем конденсаторами ( 1 uf вместо CP ). В дополнение к уже упоминавшемуся способу правого щелчка мыши

15 15 Правка компонента > Значение имеется другая методика редактирования определенного поля компонента. Если вы поместите курсор мыши непосредственно над нужным полем, то правый щелчок мыши откроет дополнительные пункты Переместить поле, Повернуть поле, Правка поля. Перемещение и вращение позволяют изменить положение поля относительно графического обозначения компонента (что делает схему более аккуратной). Правка поля позволяет изменить значение поля без необходимости производить выбор посредством многоуровневых контекстных меню. В дополнение к полю Значение это также работает для поля Обозначение. 3.9 Генератор списка цепей (Netlist) Чтобы создать список цепей для схемы, щелкните по кнопке Сформировать список цепей на верхней панели инструментов. Появившийся диалог будет содержать закладки для различных форматов списка цепей; мы будем использовать родной формат Pcbnew. Щелкните кнопку Список цепей, далее щелкните кнопку Сохранить, соглашаясь с именем файла по умолчанию, которое получается из названия проекта. Определение типов корпусов с помощью Cvpcb Для правильной разводки проводников на слоях печатной платы (printed circuit board, PCB) для электрической принципиальной схемы каждое условное графическое обозначение ( компонент в терминологии KiCad) должно быть связано с типом физического корпуса ( модуль в терминологии KiCad). Материальные корпуса/модули — это элементы, подобные 16-ти выводным DIP, 44-выводным кроваткам, 1206 SMT компонентам и т.д. При работе со слоями печатной платы понятие модуль в принципе заключает в себе посадочное место корпуса компонента на печатной плате. Некоторые САПР связывают компоненты с типами корпусов непосредственно в своих библиотеках. В KiCad связь не встроена в библиотеку. (Преимущество подхода KiCad проявляется в том, что отдельный компонент схемы, например, конденсатор, может использоваться со множеством различных типов корпусов, например, с осевыми, радиальными или для поверхностного монтажа корпусами разных размеров.) Данное преимущество не столь ценно для современных БИС (VLSI) компонентов, у которых номера выводов часто совершенно отличаются между их вариантами в различных корпусах. Программа Cvpcb пакета KiCad снабжает примечаниями список цепей, который создает EeSchema, добавляя в него информацию о типе корпуса (о модуле), которая необходима для программы обработки слоев. Некоторые из связей могут быть сделаны полуавтоматически, путем использования файла, описывающего связывание по-умолчанию, иные же должны быть сделаны вручную. Запустите Cvpcb используя одну из четырех больших кнопок в окне управления проектами KiCad, либо нажав на кнопку Запустить Cvpcb на панели инструментов EeSchema. В большинстве случаев Cvpcb загрузит файл списка цепей для текущего проекта автоматически.

16 16 Рисунок 10 Окно файла списка цепей Левая панель Cvpcb содержит список компонентов в текущем списке цепей — позиционное обозначение, значение и связанный модуль, если какой-либо был с ним связан. Правая панель содержит список доступных модулей. Содержание списка доступных модулей зависит от сконфигурированного набора библиотечных файлов. Вы можете добавлять дополнительные библиотечные файлы в настройки с помощью пункта меню Cvpcb Настройки > Конфигурация. Чтобы определить для компонента конкретный модуль сначала выберите компонент в левой панели (щелкните по строке или используйте кнопки стрелок на панели инструментов). Затем выберите нужный модуль в правой панели. Двойной щелчок по названию модуля (в правой панели) свяжет его с выбранным компонентом (в левой панели). Если вы желаете просмотреть образ посадочного места модуля, выберите его, щелкнув один раз по модулю, и нажмите кнопку Просмотр выбранного посадочного места на панели инструментов. Это вызовет появление окна (Рисунок 11), в котором будет находиться физическое изображение модуля.

17 17 Рисунок 11 Просмотр посадочного места Выберите модули для всех компонентов согласно рисунку 12.

18 18 Рисунок 12 Законченный список модулей Теперь сохраните список цепей нажатием на кнопку Сохранить файлы списков цепей и посадочных мест на панели инструментов. Лучше всего сохранять его с именем по-умолчанию, которым будет тот же файл списка цепей, с которым вы начали. Cvpcb добавит новую информацию в этот файл. В Cvpcb имеется возможность произвести автоматический выбор посадочных мест (оно доступно из панели инструментов), что позволит вам автоматизировать часть процесса связывания компонент/модуль. Для этого вы сначала создаете внешний файл, который определяет модуль по-умолчанию, используемый для некоторых типов компонентов, и таким образом отпадает надобность в указании модуля каждому компоненту вручную. Это может быть полезным для больших проектов. Cvpcb также может создать файл Списка моделей («stuffing list») путем нажатия на кнопку Создать файл списка компонентов/посадочных мест, который будет содержать позиционные обозначения компонентов и связанные с ними модули/типы корпусов. Такой файл может быть прочитан редактором схемы для записи имен посадочных мест в атрибуты компонентов схемы и может быть полезен при сборке печатной платы, когда последняя уже будет изготовлена. 5. Разводка печатной платы в Pcbnew Запустите Pcbnew — редактор схем используя, либо одну из крупных кнопок в окне управления проектами KiCad, либо запустите Pcbnew через редактор принципиальных схем EeSchema, кнопка запуска находится на верхней панели инструментов. 5.1 Чтение списка цепей

19 19 Считать список цепей. Если диалог выбора списка цепей не начинается автоматически, нажмите на кнопку Считать список цепей находящуюся на верхней панели инструментов. В окне диалога нажмите кнопку Просмотр файлов списков цепей, чтобы запустить диалог выбора файла, а затем выберите файл списка цепей, который вы недавно создали для своего проекта. Вернувшись в диалог считывания соединений, нажмите кнопку Прочитать текущий список цепей (Рисунок 13) в Pcbnew, после этого запустите проверку печатной платы (Тест посадочных мест) на возможные ошибки в расположении посадочных мест (модулей) под компоненты. Рисунок 13 Окно диалога списка цепей Некоторые распространенные ошибки: — модуль имеет меньшее количество выводов, чем связанный с ним компонент; — обозначения выводов модуля не соответствуют обозначениям выводов компонента (например, выводы компонента могут быть пронумерованы, в то время как выводы модуля могут быть обозначены буквами). Чтобы исправить такие ошибки, вам придется: или выбрать другой модуль, соответствующий компоненту, или изменить компонент, или изменить модуль но так чтобы они совпали.

20 20 Замечание: например, если вы сделали схематические изменения, то вы можете частично пересчитать список соединений в проектируемой плате. Подробности этого процесса не будут описаны в данном руководстве. 5.2 Определение размера платы Выберите Контуры платы в качестве активного слоя, расположен в верхней правой области. Затем кликните Добавить графические линии или полигоны в правой инструментальной панели. Нарисуйте контур платы в рабочей области окна. 5.3 Расстановка модулей Редактор печатных плат Pcbnew при загрузке нового списка соединений добавляет все модули схемы в проект. Он располагает их всех кучно в одном месте, друг поверх друга, где их порой трудно найти. Если проект не имеет контура платы, то недавно добавленные модули находятся на пересечении двух синих линий вверху и слева от листа с рамкой. Если проект содержит контур платы, то в дальнейшем новые модули размещаются ниже контура. Отдельными модулями очень легко управлять. Сначала нажмите на кнопку Ручное и автоматическое перемещение или размещение модулей на верхней панели. Необходимо чтобы кнопка была во вжатом положении. Затем щелкните правой кнопкой мыши в пустом пространстве чертежа, и выберите пункт Глобальное перемещение и размещение > Переместить все модули. Это расставит модули. Переместите группу модулей в центр листа следующим образом: выделите все модули рамочкой (т.е. удерживая левую кнопку мыши до тех пор, пока не переместите курсор мыши в расположенный напротив край рамочки). Отпустите кнопку мыши, переметите мышь, таким образом, чтобы рамочка была около цента красного наброска листа. Левым кликом нужно закрепить группу в новом положении, и нажать кнопку ОК в диалоговом окне. Если вы в конце операции закрепления, вместо левой кнопки используете правую, вы увидите всплывающее меню, с помощью которого вы можете выбирать такие операции как копирование, перетаскивание, отражение (переворот), удаление. Отражение — это когда вы перемещаете модули с верхней компонентной стороны платы на нижнюю сторону меди, и наоборот. На данном этапе вы можете нарисовать контур вашей печатной платы. Это было бы особенно уместно, если вы уже знаете конструктивные параметры платы. В этом уроке, мы будем выбирать размер платы позже и отложим оформление контура. Когда размер платы будет определен, редактор схем Pcbnew сможет автоматически разместить компоненты, но мы будем делать размещение вручную. 5.4 Вспомогательные средства размещения

21 21 Прежде чем мы продолжим с размещением, давайте рассмотрим некоторые инструменты Pcbnew, которые могут нам помочь с этой задачей. Наиболее важными из них являются Все связи и воздушные соединения Все связи и воздушные соединения При перемещении модулей Pcbnew будет показывать белые линии соединений каждого из контактов модулей до ближайшей точки (контакта или дорожки) в той же цепи (Рисунок 14). Воздушные соединения динамически меняются, когда вы двигаете компонент, растягиваясь как резиновые нити и временами привязываясь к другим близлежащим конечным точкам. Эта функция поможет вам найти места с предельно короткой протяженностью связи. Вы можете включать и выключать воздушные нити кнопкой Показать/Скрыть связи модуля на левой панели инструментов. Рисунок 14 Динамические воздушные соединения Все связи. Вдобавок к анимационному модулю Воздушные соединения, Pcbnew может показывать Все связи, показывающие все неразведенные цепи на целом чертеже (Рисунок 15). Это полезно для просмотра горячих пятен на плате областей, где пересекается много цепей. На более поздних стадиях процесса

22 22 трассировки, это полезно для обнаружения цепей, которые еще не были разведены. Вы можете включать и выключать этот инструмент кнопкой Показать/Скрыть все связи на левой панели инструментов. Если линии неразведенных соединений платы отображаются некорректно, то команда Перерисовать (правый клик и контекстное меню, или средняя кнопка мыши), зачастую, исправит картину. Рисунок 15 Если вы хотите отключить Все связи для удобства просмотра, но все еще хотите видеть связи для отдельного контакта или компонента, используйте Показать локальные связи, расположенный на правой панели. Когда этот инструмент активен, щелчок на контакт или модуль отобразит его связи. Вы можете добавить дополнительные отображения связей, кликнув на нескольких модулях, или погасить отображение, нажав в пустой области. Вы можете видеть связи модуля, перемещая его, но возможен риск разорвать какие-нибудь дорожки, которые уже соединены с ним. Если вы разорвете дорожки таким образом, вам придется удалить дорожки или их части и соединить их снова.

23 Подсветка цепи Подсветка цепи — инструмент (на правой панели), предусматривающий другой метод просмотра соединений для конкретной цепи. С активацией этого инструмента, при нажатии на контактную площадку (Рисунок 16) или на дорожку, все контактные площадки и дорожки в этой цепи станут подсвечены. Щелчок на контактной площадке другой цепи вызовет подсветку новой цепи, при нажатии на свободное место погасится вся подсветка. Рисунок 16 Подсветка цепи Правила проектирования — Design Rules Check Проверка правил проектирования (Выполнить проверку правил проектирования ) — функция контроля новых дорожек, обеспечивающая их неперекрытие друг другом. Правила, регламентирующие зазор, настраиваются в Настройки > Размеры > Зазоры контактной площадки. С включенной Проверкой правил проектирования (Разрешить проверку правил проектирования по умолчанию) Pcbnew не позволит вам разместить отрезок дорожки, который нарушает эти правила. При проведении отрезка трассы, охраняемое пространство вокруг него отображается узкими линиями. Если это охраняемое пространство совпадет с имеющимся объектом, Pcbnew не разместит отрезок трассы при нажатии кнопки (Рисунок 17). Правила проектирования могут быть отключены: Запретить проверку правил проектирования в верхней части левой панели.

24 24 Рисунок 16 Сообщение об ошибке при пересечении дорожек Теперь вернемся к нашей задаче. Расположите элементы, как показано на рисунке ниже. Нажимая правой кнопкой мыши на модуле (при активном режиме Ручное и автоматическое перемещение или размещение модулей ), вы можете выбрать различные способы его перемещения и его переориентации. 5.5 Автоматическая разводка (трассировка) После размещения всех модулей, давайте попробуем выполнить автотрассировку. Команды автоматической трассировки доступны в контекстном меню, всплывающем при нажатии правой кнопкой мыши, но сначала их нужно подключить, кликнув на кнопку Режим дорожек и автотрассировки на верхней панели инструментов. Нам хотелось бы сделать одностороннюю плату для этой простой схемы, поэтому мы расскажем об использовании автотрассировки только для одной

25 25 стороны. Щелкните правой кнопкой мыши в пустой области и выберите пункт Автотрассировка > Выбор пары слоев. В диалоговом окне выберите Медь ( Back ) как верхний и нижний слой, и нажмите кнопку ОК. (Некоторые люди называют его сторона припоя вместо сторона меди.) Теперь щёлкните правой кнопкой мыши в пустой области и выберите пункт Автотрассировка > Автотрассировать все модули. Поскольку речь идет о небольшой цепи, вы скоро должны увидеть разводку похожую один в один на приведённую на рисунке 17. (Для сложных схем или на медленных машинах процесс разводки может занять несколько минут.) Рисунок 17 Результат работы автотрассировщика Дополнительно вы можете указать Pcbnew: авторазвести всё за один раз, авторазвести один модуль, цепь или контакт. Правый клик Автотрассировка над модулем произведет разводку по маршруту всех цепей, связанных с этим модулем. Правый клик Автотрассировка цепи над контактом, произведет разводку всей цепи, связанной с этим контактом. Щелкните правой кнопкой мыши Автотрассировка контакта над контактом, чтобы развести участок цепи, от этого

26 26 контакта до ближайшего соседнего. Вы можете использовать это, чтобы помочь автотрассировщику выполнять лучше разводку, выбирая порядок разводки цепей. 5.6 Ручная трассировка Ручное вмешательство обычно необходимо, чтобы завершить трассировку. Часто автотрассировщик не может найти путь, чтобы проложить трассы для некоторых цепей. Эти не проложенные цепи отображаются линиями неразведенных соединений платы. Для некоторых проложенных цепей пользователь часто мог бы предпочесть свою прокладку маршрутов, отличную от той, которую выбрал автотрассировщик. Чтобы уладить такие проблемы, вы могли бы удалить некоторые протрассированные дорожки (особенно те, которые перекрывают важные протрассированные зоны) и затем либо повторно пройти автотрассировщиком, либо проложить трассы для некоторых дорожек вручную, либо совместить эти два способа. Рисунок 18 показывает трассировку, которая была повторно выполнена вручную. Уменьшая риск короткого замыкания, ручное вмешательство делает возможным избегать такую трассировку, при которой дорожки проходят между парами контактов интегральной схемы. Рисунок 18 Ручная трассировка

27 27 Следующие технические методы ручной разводки помогут вам завершить трассировку Стирание дорожек Используя меню, выпадающее при нажатии правой кнопки мышки, можно удалить одну дорожку частями. Если вы хотите удалить несколько дорожек подряд, быстрее воспользоваться инструментом Удалить элементы на правой панели инструментов. Выпадает специальный указатель предупреждения, когда активен инструмент удаления. Не забудьте свернуть инструмент удаления, когда вы закончили (правый клик Отложить инструмент, либо выбор другого инструмента из правой панели инструментов, или непосредственно нажать клавишу Esc), так вы ничего не удалите далее. При использовании меню, выпадающего при нажатии правой кнопки мыши для удаления дорожек, вы можете выбрать удаление или сегмента, или дорожки, или цепи. Сегмент это часть дорожки между двумя вершинами углов (вершина угла это точка, где дорожка изменяет направление). Дорожка это соединенная последовательность сегментов проводников между двумя контактами. Цепь это все дорожки, которые объединены данной схемой цепи Проведение дорожек Для того, чтобы провести новые дорожки, используется инструмент Добавить дорожки и переходные отверстия на правой панели инструментов. Чтобы начать дорожку, нужно кликнуть левой кнопкой мыши на контакт. Продолжить дорожку по направлению к следующей вершине и снова левым кликом зафиксировать вершину угла. Если вершина не приклеивается, когда вы пытаетесь зафиксировать ее, значит функция Проверка правил проектирования создала проблему. Продолжайте протягивание дорожки и размещение вершин углов там, где нужно и можно. Когда вы дойдете до заданной точки (обычно контакта), закончите дорожку либо двойным кликом на данной точке, либо правым кликом и выбором из выпадающего меню Закончить дорожку. Пока вы проводите дорожку, Pcbnew подсвечивает все элементы, которые обязательно включены в эту цепь оба контакта и уже размещенные дорожки. Он также отображает белые линии — линии неразведенных соединений платы и желтые воздушные линии кратчайший путь к следующей контактной площадке. Это помогает вам увидеть возможные маршруты для ваших новых дорожек. Правила проектирования будут оберегать вас от контактов новых дорожек с уже имеющимися элементами (дорожками, контактными площадками или переходными отверстиями), расположенными на цепи, отличной от трассируемой вами. Это даже не даст вам расположить такие элементы слишком близко. ( Слишком близко определяется в Настройка правил > Правила проектирования > Зазор). Это значит, что вы не сможете соединить элементы на плате, если они не соединены на схеме.

28 28 Здесь же в окне Правка правил проектирования можно установить значения для ширины проводников, необходимые зазоры и размеры переходных отверстий для каждого класса цепей. В данном уроке для всех цепей используются базовые настройки (Default) (Рисунок 19), но можно было бы, например, создать класс Power для разводки цепей питания, отличающихся шириной проводников и размерами зазоров от обычных сигнальных трасс. Рисунок 19 Редактор классов цепей Теперь нужно соединить оставшиеся цепи (контакты разъема DB9 находятся на компонентной стороне платы). На реальных платах, которые предполагается сделать односторонними, нам нужно было бы использовать провода или перемычки для этих связей, но мы можем использовать Pcbnew, чтобы изобразить эти провода так, как если бы они были дорожками на компонентной стороне PCB (печатной платы). Это также даст нам возможность проиллюстрировать возможности Pcbnew для многослойных плат. 5.7 Двусторонние печатные платы Ранее мы говорили о том, как использовать автотрассировку только для стороны меди, и мы использовали эту сторону также для ручной разводки. Теперь мы хотим начать использовать компонентную сторону также. Есть несколько различных путей, чтобы управлять выбором слоя, зависящих от того, какой инструмент активирован. Если активирован инструмент Добавить дорожки и переходные отверстия, правый клик в поле чертежа даст возможность указать на

29 29 Выбор рабочего слоя, что выбирает электрический слой для новых дорожек (Рисунок 20). Если активирован инструмент Добавить дорожки и переходные отверстия, правый клик и затем Выбрать пару слоев для переходных отверстий (Рисунок 20) выдаст диалог, подобный диалогу глобальной автотрассировки слоя, т.о. вы можете выбрать верхний и нижний слои для новых переходных отверстий. Рисунок 20 Выбор рабочего слоя при ручной разводке Если активирован инструмент Выбора, щелчок правой кнопкой мыши в поле чертежа, затем выбор Автотрассировка > Выбор пары слоев даст возможность выбрать слои, на которых выполняется автотрассировка. Для инструмента Выбора, и большинства других инструментов правый клик мышки в поле чертежа и Выбор рабочего слоя управляет слоем для последующих команд рисования. Вдобавок к электрическим слоям, таким, как слой меди (пайки) или компонентный, вы можете также рисовать на вспомогательных слоях, таких, как silkscreens (шелкотрафаретный) и solder masks(трафарет для нанесения припоя). Активируйте инструмент Добавить дорожки и переходные отверстия, правой кнопкой мыши щелкните на Выбор пары слоев и выберите Верхний слой = Front (верхний слой — компонентный), Нижний слой = Back (нижний слой слой меди). Подсоединить контакты DB9. Начните проведение дорожки от одного из контактов MAX232, который должен быть соединен с разъемом DB9. Дорожка будет начинаться на стороне меди. Протяните дорожку по направлению к DB9, как показано на рисунке 21. Когда вы окажетесь около DB9, кликните правой кнопкой и выберите в контекстном меню Разместить отверстие и затем протяните дорожку к контакту

30 30 соединителя DB9. Обратите внимание, что дорожка перешла на компонентную сторону за отверстием. Повторим процесс для двух оставшихся неразведенных цепей, как показано на рисунке 20. Сейчас при проведении на компонентной стороне платы вы имеете два варианта для соединения оставшихся дорожек. 1) Вы можете начать дорожку на разъеме DB9 и двигаться по направлению к MAX232, переключение автоматическое на сторону меди, когда вы разместите отверстие (горячая клавиша V), или 2) Вы можете вручную переключиться обратно на сторону меди, затем начать дорожку от края MAX232. Переключиться вручную можно либо правым кликом на Выбор рабочего слоя, либо выбрав Back ( медь ) из выпадающего меню около правого края верхней инструментальной панели. Рисунок 21 Подсоединение контактов, расположенных на компонентной стороне Если вам нужно переместить модуль на другую сторону платы, кликните правой кнопкой на модуле, выберите в контекстном меню Посадочное место > На другую сторону. Площадки изменят цвет, показывая вам, что они находятся

31 31 на другом слое, и изменится на свое зеркальное отражение. Согласованность, которая должна сохраниться при переворачивании, обеспечивается нажатием Обменять слои. 5.8 Многослойные печатные платы Мы рассмотрели работу только с двумя слоями, но Pcbnew позволяет использовать больше. Пункт меню Настройка правил > Настройка слоев дает вам выбрать любой из 16 слоев меди. 5.9 Контур платы Выполнение контура платы. Для этой цели есть специальный слой Контур платы. Вы должны выбрать его из выпадающего списка вверху инструментальной панели или правым кликом и Выбор рабочего слоя (но клик правой кнопкой не будет работать, если активен Добавить дорожки и переходные отверстия). Есть очень полезная функция для рисования контуров платы вы можете придать курсору форму двух пересекающихся под прямым углом линий. Это позволяет значительно легче рисовать прямоугольные формы, а также обводить объекты. Чтобы включить эту функцию, нужно кликнуть на кнопку Изменить форму курсора на левой панели инструментов. После выбора слоя Контур платы и изменения курсора на две пересекающиеся взаимно-перпендикулярные линии выбираете инструмент Добавить графические линии или полигоны на правой панели инструментов. Нарисуйте контур платы как показано на рисунке 22. Угол контура одинарный клик. Завершение контура осуществляется двойным кликом или правым кликом Закончить черчение. Во время рисования значения координат X и Y отображаются в статусной строке внизу окна. Это поможет получить вам точные размеры платы. Отображение координат в миллиметрах или дюймах устанавливается пользователем.

32 32 Рисунок 22 Контур платы Существуют дополнительные инструменты для рисования окружностей, дуги, текста и т.д. Они используются не только для контуров платы, но также для рисования на вспомогательных слоях, таких как шелкография и маска припоя. Данный урок эту тему подробно не рассматривает Заполнение зоны В этом пункте мы можем завершить проект, но вместо этого мы сделаем одну последнюю оптимизацию. Мы заполним пустые области на стороне меди зоной меди. Вдобавок к дополнительному электрическому заземлению это уменьшит убытки, потому что понадобится меньшее количество реактива для травления, чтобы вытравить медь (это также делает возможным механическую обработку платы: гравировку и фрезерование). Выберите цепь, соединенную с зоной. Если вы хотите, чтобы зона была соединена с цепью (например с землей ), выберите цепь, используя инструмент подсветки цепи. Сначала вы должны соединить дорожки в цепь до заполнения зоны, или вы получите ошибки от Проверки правил проектирования. Если вы

33 33 не хотите, чтобы зона была привязана к цепи, удостоверьтесь, что в настоящий момент цепь не подсвечена (также посмотрите в статусную строку внизу окна). Активируйте инструмент Добавить зоны кликните на иконку в правой панели инструментов. Используйте левую кнопку мышки, чтобы нарисовать контур зоны, двойной клик закрывает полигон. Затем в пустой области кликните правой кнопкой, появится Выбор рабочего слоя, и выберите слой меди. На пустом участке внутри контура платы кликните правой кнопкой и активируйте команду Залить и перезалить все зоны. Вы получите диалог с различными опциями контроля процесса заливки. Поэкспериментировав, можно увидеть, как они работают. Если вам не нравится результат заливки, кликните правой кнопкой Удалить заливку всех зон и попытайтесь снова. Если есть незаполненные островки, вы можете также их залить, используя операцию заливки, действуя мышкой над этими зонами. Рисунок 23 ниже показывает плату с выполненной заливкой. Рисунок 23 Завершенная плата Ограничивающий контур зоны не может быть отредактирован. Вы должны удалить его и начать снова. Процесс корректировки вашей топологии может оказаться для вас трудоемким. Один из обходных путей нарисовать контур

34 34 дорожкой, которая не связана ни с одной цепью. Вы можете нарисовать такую дорожку при отключенном DRC. Зона заполнения закончится на этой дорожке (при условии, что она не подсвечена, когда вы выполняете заливку), и позже вы сможете исправить дорожку при помощи обычных команд редактирования дорожки. 6. Просмотр платы в 3D Viewer (Просмотрщик 3D) Вы можете посмотреть трехмерное изображение платы, выбрав 3D вид > 3D вид из строки меню. Программа просмотра трехмерных изображений даст вам возможность поворачивать изображение, чтобы взглянуть на него под разными углами. В 3D виде можно выключить заливку зон, чтобы они не закрыли все остальное. Объемный вид всегда показывает дорожки и отверстия, он показывает также изображения компонента, если имеются необходимые библиотечные файлы. 3D вид этого проекта может быть еще более усовершенствован, если вы скопируете некоторые 3D компоненты с авторского web-сайта. Изменить вид так, чтобы вы видели панель для схемы MAX232 позволит диалог Свойства модуля (вызывается либо двойным кликом в свободной области над элементом, либо правым кликом Посадочное место > Править. Выбираем закладку Настройки 3D. Просматриваем, чтобы найти файл soquete_16.wrl (Найти добавленные вами файлы с объемным изображением будет легче, если вы разместите их в директории или поддиректории проекта). Объемный вид устройства может состоять из нескольких различных частей, так вы могли бы вывести на экран как микросхемную панель, так и интегральную схему с панелью. Чтобы это сделать, нужно так же, как и ранее войти в диалог Настройки 3D и кликнуть на Добавить 3D образ. Нажав Просмотр форм, выбрать форму dil_16.wrl и установить смещение по оси Y Это поднимет часть картинки над платой, поэтому микросхема отобразится над панелью. Вы могли бы также проделать это в другом порядке вместо того, чтобы подключить вначале dil_16 к панели, вы могли бы изменить смещение dil_16 на , а затем добавить панель, как вторую форму. Вы могли бы также использовать новые модели конденсаторов (c_vert_c1v5.wrl) с авторского web-сайта. Изменять модели в авторской библиотеке KiCad плохая идея. Вместо этого помещайте новые модели в отдельный каталог и редактируйте свойства модуля, чтобы отослать в файл нового каталога. Результат будет выглядеть так, как на следующем рисунке. Рисунок 24 показывает аксонометрическую проекцию платы с компонентной стороны.

35 35 Рисунок 24 Объемный вид платы Создание файлов для изготовления платы Если вы используете услуги стороннего предприятия для изготовления печатных плат на оборудовании с ЧПУ, то вам необходимо сгенерировать Gerberфайлы, описывающие топологию платы, а также выдать DRL-файлы для сверления отверстий на плате. Сначала вам нужно будет добавить вспомогательные оси на ваш чертеж с помощью инструмента справа на панели инструментов Добавить визирные крестики для совмещения слоев. Также существует инструмент Настройка смещения координат в файлах сверловки и размещения, с помощью которого вы можете задать начало координат и разместить вспомогательные оси в это начало координат для файлов сверления и фотопечати. Для создания Gerberфайлов используйте команду Чертить (кнопка вверху панели инструментов либо пункт меню Файл > Чертить). Выберите формат вывода Gerber и установите другие опции согласно вашим производственным требованиям (слой контура платы, форматная рамка, текстовые надписи и др.). Формируется набор файлов Gerber одного типа *.рно или разных для каждого слоя в дюймовой системе координат с точностью четыре знака (в десятых мила). Для визуального контроля файлов управляющих программ для фотоплоттеров в формате Gerber RS-274X служит программа GerbView (Рисунок 26).

36 36 Рисунок 26 Просмотр печатной платы GerbView Пользуясь вертикальной инструментальной панелью либо меню Настройки > Параметры можно определить параметры единиц (мм или дюймы) и точности (формат 2.3 или 3.4) представления данных. Задаются параметры графического просмотра элементов топологии печатной платы (проводников, площадок и многоугольных зон) в заполненном или в контурном виде ( Показать полигоны в контурном режиме) (рисунок 27), можно задать язык для интерфейса программы (Настройки > Язык). Нижняя кнопка служит для управления выводом цифровых обозначений D-кодов апертур для засветки элементов проводящего рисунка платы (проводников, контактных площадок и др.) (рисунок 28). Рисунок 27 Контурный режим просмотра

37 37 Рисунок 28 Визуализация D-кодов апертур Список D-кодов выводится в меню Разное > Список D-кодов: Создание файла сверления *.drl необходимая операция, которая выполняется по команде Чертить > Создать файлы сверловки либо Файл > Файлы для производства > Файл сверловки. В диалоговом окне (Рисунок 29) задаются основные режимы операции сверления отверстий. Здесь отмечается, что диаметр для отверстий предустановлен (для каждого класса цепи). Выбираются исходные координаты абсолютные (по умолчанию) или относительные (координаты относительно вспомогательных осей, размещаемых в подходящем месте кнопкой ). Здесь же задаются система измерения координат отверстий (метрическая или дюймовая), выводится статистика по отверстиям, выбираются формат (десятичный или целочисленный) выводимых координат, точность (количество знаков после запятой) и режим подавления нулей (слева, справа, не подавлять) при целочисленном формате координат. Для метрической системы точность вывода 3:3 (тысячные мм).

Kicad

Система автоматизированного сквозного проектирования, позволяющая создавать профессиональные электрические схемы, разрабатывать для них печатные платы и подготавливать выходные данные для производства.

Программа KiCad написана на языке С++. В ее состав входят следующие:
1. основные приложения:
• менеджер проектов kicad, позволяющий создавать и настраивать параметры новых работ;
• редактор электрических схем eeschema для рисования и компонирования схем, включающий редактор символов;
• редактор печатных плат pcbnew, формирующий схему электрических цепей и включающий в себя редактор посадочных мест,
2. дополнительные утилиты:
• просмотрщик файлов формата Gerber – gerbview;
• программа для определения посадочных мест в соответствии с компонентами на схеме – cvpcb;
• редактор просмотра отчётов wyoeditor.
Кроме того KiCad включает в себя множество библиотек электронных компонентов для которых есть выполненные в программе Wings3D трехмерные модели.

Редактор eeschema позволяет создавать многолистовые иерархические схемы и проводить их проверку на соответствие электрическим правилам. В нем же создаются перечни элементов в виде таблицы и netlist-список для моделирования схемы в редакторе печатных плат. Дополнительная опция позволяет сохранить netlist в популярном формате Spice и провести симуляцию схемы в стороннем приложении.

Pcbnew работает с платами, содержащими 16 медных и 12 технических слоев, внутренние слои металлизации, термальные контактные площадки, слепые, сквозные и внутренние переходные и микро-переходные отверстия, СВЧ-структуру. Существует возможность использовать внешние трассировщики, например FreeRouter и TopoR, присутствует калькулятор печатных плат и опция автоматического и ручного размещения компонентов. В конце работы генерируются технологические файлы на изготовление (для фотоплоттеров и сверлильных станков), а также предлагается послойная распечатка в форматах HPGL, PostScript, DXF, PDF и SVG с рамкой формата или без нее. KiCAD создает списки компонентов для заказа, а также логотип разработчика на плате, может экспортировать чертежи в форматах DXF и PDF.

Размер схемы или платы в KiCad не ограничен, на любом этапе работы можно вернуться назад, внести изменения, а потом легко перенести их дальше. Опция 3D Viewer позволяет на базе OpenGL построить объемное изображение печатной платы. Качество рендеринга, конечно же, ниже, чем у платных аналогов, но вполне достаточно для визуальной оценки. К сожалению, основные форматы трехмерных моделей компонентов, представляемые производителями, *.iges и *.step – программа не поддерживает.
К недостаткам системы проектирования стоит отнести неудобный и не интуитивный интерфейс. Программу сложно освоить без чтения соответствующей документации.

Автором данного софта является француз Жан-Пьер Шарра, разработавший его в 1992 году. Жан-Пьер работает исследователем в лаборатории изображений и сигналов, а также преподает электронику и обработку изображений в технологическом институте в городе Сен-Мартен-д\’Эр (Гренобль, Франция).

Основное достоинство среды KiCad, помимо полнофункциональности – это свободная лицензия и открытые для изменений коды, форматы данных, библиотек, схем, проектов печатных плат.

К программе регулярно выходят обновления. Для системы Windows предлагается сборка в виде установочного EXE-файла или в виде ZIP-архива. Для инсталляции программы необходимо запустить EXE-файл или разархивировать архив в папку C:\\Program Files\KiCad.

Данная система проектирования поддерживает английский, португальский, испанский, чешский, польский, французский, немецкий, русский и многие другие языки. Стараниями многих добровольцев в настоящее время приложение полностью адаптировано к ГОСТ.

KiCad является кросс-платформенным программным средством и работает на операционных системах FreeBSD, Linux, MS Windows, Apple Mac OS X и Solaris.

Распространение программы: бесплатная, открытый исходный код

Официальный сайт Kicad: http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/

Скачать Kicad

Обсуждение программы на форуме

Войт, Николай Николаевич — Уроки проектирования печатной платы в САПР KiCAD [Текст] : учебное пособие для бакалавров по направлению 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», обучающихся по дисциплинам «Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ», «Автоматизация конструкторско-технологического проектирования», «Автоматизация проектирования технических систем»

Поиск по определенным полям

author:иванов

author:иванов title:исследование

Логически операторы

исследование разработка

author:иванов title:разработка

исследование OR разработка

author:иванов OR title:разработка

исследование NOT разработка

author:иванов NOT title:разработка

Тип поиска

$исследование $развития

исследование*

«исследование и разработка«

Поиск по синонимам

#исследование

Группировка

author:(иванов OR петров) title:(исследование OR разработка)

Приблизительный поиск слова

бром~

Поиск в интервале

author:[Иванов TO Петров]

author:{Иванов TO Петров}

KiCAD: как сделать печатную плату | others

В этой статье рассматриваются основные вопросы проектирования печатной платы (PCB) в KiCAD.

В KiCAD, как и во всех системах сквозного («сквозного» означает, что в одной среде проектируется и схема, и печатная плата) проектирования печатных плат, процесс разработки платы включает в себя следующие основные шаги:

1. Подбор и/или создание элементов схемы (символов).
2. Подбор и/или создание посадочных мест деталей (модулей).
3. Рисование схемы, экспорт списка цепей.
4. Привязка символов и модулей друг к другу.
5. Рисование контура платы, загрузка списка цепей и привязки символов и модулей.
6. Ручная или автоматическая, или полуавтоматическая трассировка платы.
7. Получение Gerber-файлов для фотоплоттера и файлов для сверлильного станка.

[1. Подбор и/или создание элементов принципиальной схемы]

Иногда компонент, который Вы хотите поместить на свою создаваемую схему, отсутствует в библиотеках KiCad. Это обычная штатная ситуация, и нет причин для беспокойства.

В среде KiCad компонентом является блок текста (в файле с расширением *.lib), начинающийся с DEF и заканчивающийся на ENDDEF. Один или большее количество компонентов обычно помещаются в файл библиотеки (простой текстовый файл с расширением lib). Для того, чтобы копировать компоненты из одной библиотеки в другую, Вы можете использовать обычный текстовый редактор, и команды Copy/Cut и Paste. Библиотеки схемотехнических отображений компонентов, который поставляются вместе с KiCad, находятся в папке c:\Program Files\KiCad\share\library\.

Как создавать новый компонент схемы средствами KiCad, можно подробно прочитать по ссылке [5]. Однако помните, что готовые компоненты для KiCad можно попробовать найти в Интернете [6, 7].

[2. Подбор и/или создание посадочных мест деталей]

В KiCad посадочные места для компонентов (package) называются почему-то модулями (module). Модули объединены в библиотечные файлы с расширением *.mod. Точно так же как и файлы *.lib, это обычные текстовые файлы, которые можно легко просмотреть текстовым редактором. Библиотеки модулей (корпусов деталей), который поставляются вместе с KiCad, находятся в папке c:\Program Files\KiCad\share\modules\. Как создавать новое посадочное место детали средствами KiCad, можно подробно прочитать по ссылке [5].

[3. Рисование схемы, экспорт списка цепей]

Рисование схемы особенностей не имеет, все делается так же, как и в других системах сквозного проектирования радиоэлектроники. Нужно только освоить специфику редактора схем Eeschema, как делать основные операции: копирование и перемещение объектов, копирование и перемещение групп, добавление цепей, присваивание имен цепям.

Почему нужно обязательно рисовать схему, и нельзя сразу нарисовать печатную плату? Рисование схемы придумано не просто так. Схема позволяет проверить правильность дизайна платы, а также делает возможным дальнейшую поддержку разработки — исправление ошибок и изменения схемы. Кроме того, в схеме можно отдельным цепям назначить имена, чтобы в дальнейшем можно было использовать классы цепей — цепи земли и питания можно сделать толще, можно назначить для отдельных цепей особые значения зазоров (clearance), и т. п. Поэтому почти во всех пакетах рисование схемы — обязательный шаг.

Копирование, перемещение объектов. В KiCAD команды Copy/Paste отсутствуют как класс. Drag-and-drop не работает, как общепринято — оказывается, чтобы что-то перетащить, нужно это сначала обвести рамочкой, или навести курсор и нажать на клавишу M. Таким способом можно переместить как отдельные объекты, так и группу объектов. Копирование можно произвести, если предварительно нажать на клавишу Shift, обвести левой кнопкой мыши рамку вокруг копируемых объектов, и переместить обведенную область на новое место — при этом на новом месте образуется копия. Один объект можно скопировать, если нажать на клавишу Shift, кликнуть на объекте и перетащить его — перетащите копию объекта. При перемещении компонентов схемы уже проложенные проводники отрываются от деталей, и их приходится перекладывать заново.

Перенумерование компонентов на схеме. Когда схема будет готова, нужно присвоить каждому элементу схемы уникальную метку (R1, R2, C1 и т. д.). Чтобы пронумеровать схему (расставить RefDes), нужно выбрать в меню Tools -> Annotate.

После того, как схема готова и пронумерована, проверьте, что у Вас правильно настроены текущие библиотеки символов (меню Preferences -> Library) и выгрузите список цепей (netlist) через меню Tools -> Generate Netlist (*.net). Список цепей понадобится, чтобы перенести детали и соединения принципиальной схемы на печатную плату.

[4. Привязка символов и модулей друг к другу]

Из-за того, что имеется принципиальная схема и соответствующая им печатная плата, то компоненты (радиодетали) представлены в системе KiCAD как две разновидности объектов — символы и корпуса (в KiCAD корпуса деталей называются модулями). Этот принцип общий для всех систем проектирования плат, по разному устроена только привязка символов и модулей друг к другу. В KiCAD привязка делается с помощью специальной программы CvPcb. Интерфейс программы CvPcb тоже довольно необычен, но освоиться можно.

На входе программы CvPcb имеется список цепей (netlist) и библиотеки корпусов (модулей, файлы с расширением *.mod). На выходе CvPcb генерирует список соответствия символов и модулей (файл с расширением *.cmp) — т. е. каким символам какой корпус детали поставлен в соответствие. Проверьте правильную настройку библиотек (Preferences -> Library), и каждому символу в списке деталей схемы присвойте соответствующий модуль.

Сохраните файл привязки *.cmp.

[5. Создание чертежа печатной платы]

Чертеж печатной платы создается в программе Pcbnew. Предполагается, что схема уже нарисована, и библиотека (или библиотеки) посадочных мест (модулей) подготовлены. Запустите Pcbnew (PCB editor), поменяйте размер листа на нужный (меню File -> Page settings). Проверьте настройку библиотек модулей (меню Preferences -> Library).

Создание чертежа платы начинается с рисования контура на слое Edge.Cuts. Выберите слой Edge.Cuts и нарисуйте контур будущей печатной платы. Для того, чтобы ориентироваться в размерах, сделайте привязку относительных координат сетки к левому верхнему углу контура печатной платы. Эти координаты отражаются в строке статуса в виде параметров dx, dy, d.

Привязку относительных координат можно поменять в любой момент, для этого переместите курсор в нужную точку и нажмите пробел — параметры dx, dy, d сразу обнулятся, и по их значению теперь можно отсчитывать абсолютные размеры. Абсолютные координаты положения курсора Z, X, Y (они также отображаются в строке статуса) поменять нельзя, они всегда привязаны к верхнему левому углу чертежа.

После того, как нарисовали контур платы, загрузите список цепей (файл *.net) и соответствие символов модулям (файл *.cmp) с помощью операции Tools -> Netlist. Появится окно Netlist для загрузки списка цепей. Переведите радиокнопку Module Name Source в состояние From separate .cmp file, кнопкой Browse Netlist Files выберите сгенерированный файл списка цепей. Затем нажмите на кнопку Read Current Netlist.

Список цепей загрузится. Если в процессе загрузки будут ошибки, то они будут видны в поле Messages. Обычно ошибки бывают следующих видов — несоответствие нумерации выводов символа и модуля, отсутствие привязки символа к модулю, недоступность библиотек модулей.

После успешной загрузки списка цепей детали платы окажутся наваленными в кучу в правом нижнем углу платы. Можно растащить детали вручную, как обычно (кнопка M — Move), но лучше это сделать автоматически. На панели инструментов вверху есть кнопка Mode footprint: manual and automatic move and place modules. Активируйте её, как показано на скриншоте:

После этого в контекстном меню редактора (это меню вызывается правой кнопкой мыши) появится пункт Glob Move and Place. Выберите в этом меню Glob Move and Place -> Autoplace all modules, и на предупреждение «Footprints NOT LOCKED will be moved Yes/No» («Все незафиксированные посадочные места будут перемещены Да/Нет») ответьте положительно (Yes). Начнется процесс авторастаскивания компонентов по плате, который занимает несколько минут.

Обычно процесс авторазмещения запускают только после того, как на плате вручную перемещены и зафиксированы в нужных местах компоненты, которые должны быть в заранее известных местах. Обычно это коннекторы, которые размещены по краям платы. Фиксируются детали на плате тоже неочевидным образом — нужно навести курсор на фиксируемую деталь и нажать клавишу L (от сокращения Lock — зафиксировать). В результате авторазмещение получится нечто подобное, как показано на скриншоте.

[6. Трассировка токопроводящего рисунка платы]

Трассировка платы можно делать полностью вручную, можно автоматически, а можно смешанным способом — сначала развести важные цепи (например цепи кварцевого генератора, питание и т. п.), а затем оставить всю остальную разводку автороутеру. Я обычно использую смешанный вариант, он хорошо работает со всеми системами проектирования печатных плат. KiCAD в этом отношении не оказался исключением.

Рекомендации по соблюдению допусков трассировки. Завод, на котором Вы будете заказывать изготовления печатной платы, имеет технологические ограничения по минимальной толщине линии проводящего рисунка, минимальному зазору между проводниками, минимальной толщине линии шелкографии, минимальной высоте текста шелкографии, минимальному диаметру отверстия. Общие рекомендации китайского завода для двухслойной платы обычной точности приведены в таблице.

Если Вы выполните при создании печатной платы эти условия, то у технологов завода скорее всего к Вам не будет много лишних вопросов.

Ручная трассировка. Правила разводки следующие: чтобы начать прокладывать трассу, кликните на выводе детали, или на уже проложенной дорожке. Далее ведите трассу, кликая на каждом конце сегмента. Направление трассы можно менять клавишей /, слой можно поменять клавишей V (при этом ставится переходное отверстие). Толщина прокладываемой дорожки и зазоры зависят от Design Rules, и может назначены на класс цепей. Заканчивается трасса двойным щелчком мыши.

Если дорожки не прокладываются ни вручную, ни автоматически, то значит это не позволяют правила Design Rules. Причем редактор не дает никаких предупреждений, и только что разведенная дорожка сразу исчезает. Исправить проблему можно, если исправить ограничения на толщину дорожки и зазор на класс проблемной цепи. Другое решение проблемы — откройте меню Preferences -> General и снимите галочки:

Enforce design rules when routing — если эта галочка снята, то Вы можете прокладывать дорожки как угодно, не взирая на установки DRC и существующие цепи.

Delete unconnected tracks — если эта галочка снята, то Вы можете проложить сегменты дорожек, ни к чему не подключенные. Например, Вы можете теперь для ножек питания микросхем с мелким шагом провести короткие тонкие сегменты, которые не укладываются в требования DRC.

Авторассировка. В систему KiCAD из коробки встроена поддержка бесплатного автороутера FreeROUTE. Трассировщик FreeRoute [1] в настоящее время находится в активной разработке. Однако уже есть стабильный релиз, который сейчас показывает отличные результаты при разводке с шагом угла 45 градусов. Скорость трассировки все еще оставляет желать лучшего, однако качество трассировки очень хорошее, если сравнивать с результатами имеющихся на рынке автотрассировщиков.

Версия трассировщика FreeRoute, основанная на Веб (web-based version), является бесплатной. Обмен данными между программным обеспечением разработки печатных плат (PCB design) происходит через стандартный интерфейс Specctra DSN. Этот интерфейс есть в Cadsoft-Eagle, KiCAD и многих других средах проектирования печатных плат. Трассировщик можно использовать с такими программами, как FreePCB, Kicad, gEDA, CadSoft-Eagle всеми системами разработки PCB, в составе которых есть интерфейс взаимодействия с автотрассировщиками Specctra или Electra.

Трассировщик FreeRoute можно запустить прямо в браузере по ссылке со странички [1], если у Вас установлен пакет Java 6. Трассировщик FreeRoute довольно прост в настройке и использовании. Вот общие указания по использованию автотрассировщика FreeRoute:

1. Трассировщик FreeRoute не перекладывает проводящий рисунок, который уже имеется на плате в момент запуска трассировки. Этим можно воспользоваться, если предварительно вручную оттрассировать важные цепи, которые должны быть определенным образом проложены. После того, как дизайн платы будет готов к автоматической трассировке, создайте файл *.dsn в интерфейсе Specctra — такая возможность есть во многих программах проектирования плат. К примеру, в KiCAD эта возможность вызывается в программе Pcbnew через меню File -> Export -> Specctra DSN.

2. Запустите трассировщик по ссылке со странички [1] (будет ссылка наподобие http://www.freerouting.net/java/freeroute.jnlp). Или в программе Pcbnew выберите Tools -> FreeRoute. Загрузится автотрассировщик FreeRoute, написанный на Java — откроется маленькое окошко диалога запуска трассировки.

Нажмите кнопку «Open Your own Design» и выберите файл DSN, который был создан на шаге 1.

3. Запустите процесс трассировки — нажмите кнопку Autorouter, и начнется неспешный процесс автотрассировки платы. Процесс трассировки состоит из двух основных стадий — сначала трассы прокладываются так, чтобы все соединения были разведены (routing). Стадия разводки не закончится, пока не останется неразведенных цепей. После этого запускается стадия оптимизации разводки (Bath Optimizer) — все трассы оптимизируются на предмет уменьшения длины и количества переходных отверстий. Вторая стадия оптимизации продолжается довольно долго. Прервать оптимизацию в любой момент можно, если кликнуть левой кнопкой мыши в окно Board Layout.

4. После завершения трассировки сохраните разводку в виде сессии Specctra (файл *.ses) через меню «Export Specctra Session File» окна Board Layout.

5. Импортируйте сгенерированную сессию через интерфейс Specctra на Вашей системе разработки плат. В программе KiCAD Pcbnew это делается через меню File -> Import -> Specctra session.

Особенности трассировки с помощью FreeRoute. Дорожки, которые уже были разведены перед запуском FreeRoute, никак не будут затронуты трассировщиком. Поэтому эту возможность следует использовать для предварительной трассировки заранее известных и критичных цепей. Перед началом трассировки обязательно удалите все заливки медью (добавленные инструментом Add filled zones), иначе после окончания разводки можете получить неподключенные выводы, которые относились к цепи заливки. Если трассировка застопорилась на первом этапе, то лучше остановить трассировку, передвинуть некоторые компоненты, которые мешают разводке, и/или предварительно развести некоторые цепи вручную. Когда первый этап трассировки прошел, и началась вторая стадия Bath Optimizer, то её можно не останавливать, и дождаться полного завершения оптимизации. 

Проверка платы — тест DRC. После полного завершения трассировки, перед генерацией файлов Gerber нужно проверить дизайн платы на ошибки и соответствие допускам толщины дорожек и зазоров. Для этого служит инструмент DRC. Запускается он из меню Tools -> DRC или кнопкой на панели инструментов.

Откроется окно DRC Control, где можно настроить допуски на минимальную ширину дорожки и минимальные размеры переходных отверстий. Можно ничего не менять, оставить как есть, и просто нажать на кнопку Start DRC.

Тест DRC займет несколько секунд, в окне Messages появятся сообщения наподобие «Compile ratsnest… Pad clearances… Track clearances… Fill zones… Test zones… Unconnected pads… Keepout areas … Finished». Если в процессе теста будут обнаружены ошибки, то их можно увидеть на закладках Problems / Markers и Unconnected.

Если у Вас были наложены зоны заливки медью (filled zones), то после теста DRC они перезаливаются заново, даже если Вы отменили заливку на зоне.

[7. Как получить файлы Gerber]

Файлы для фотоплоттера и сверлильного станка в KiCAD получить очень просто. Предположим, что Ваша плата двухсторонняя, и у неё есть маска и шелкография с двух сторон. Все действия производятся в редакторе печатной платы Pcbnew. Далее описан процесс по шагам.

1. Установите зазор между контактными площадками для пайки и границей маски через меню Dimensions -> Pads Mask Clearance.

По умолчанию там указан зазор Solder mask clearance: 0.2 мм. Для простых плат этот зазор подойдет, но если к примеру у Вас есть микросхемы с шагом выводов 0.5 мм, то зазор лучше установить поменьше, порядка 0.05 мм.

2. Запустите диалог вывода файлов для фотоплоттера (Gerber) через меню File -> Plot.

Проверьте, что Plot Format задан Gerber, задайте папку для файлов Output directory относительно текущего рабочего каталога (в нашем примере gerbers/), поставьте галочки против нужных слоев:

F.Cu медь на верхней стороне платы (Forward, в других редакторах это слой Top).
B.Cu медь на нижней стороне платы (Bottom).
F.SilkS шелкография на верхней стороне платы (обычно надписи белой краской).
B.SilkS шелкография на нижней стороне платы.
F.Mask маска для пайки на верхней стороне платы (покрытие, открывающее только места пайки, обычно зеленое).
B.Mask маска для пайки на нижней стороне платы.
Edge.Cuts контур печатной платы.

Установите ширину линии по умолчанию 0.01 мм (Default line width mm), галочки поставьте как на скриншоте.

Нажмите кнопку Plot, и в папке gerbers/ появятся Gerber-файлы. Если Ваш проект называется MyProject, то файлы будут такие:

MyProject-B_Cu.gbl медь на нижней стороне платы
MyProject-B_Mask.gbs маска для пайки на нижней стороне платы
MyProject-B_SilkS.gbo шелкография на нижней стороне платы
MyProject-Edge_Cuts.gbr контур печатной платы
MyProject-F_Cu.gtl медь на верхней стороне платы
MyProject-F_Mask.gts маска для пайки на верхней стороне платы
MyProject-F_SilkS.gto шелкография на верхней стороне платы

3. Осталось получить файлы для сверлильного станка. Для этого нажмите кнопку Generate Drill File, и появится окно настройки генерации файлов для сверления. Тут точно так же установите выходную папку для файлов Output directory относительно текущего рабочего каталога (gerbers/), и проверьте правильность установки всех опций.

Нажмите кнопку Drill File, и в папке gerbers/ появятся файлы для сверлильного станка:

MyProject-NPTH.drl отверстия NPTH (Non-Plated Through-Hole), если таковые есть
MyProject.drl обычные отверстия

Для просмотра (проверки) выходных Gerber-файлов используйте программу ViewMate [3]. Она бесплатна для простого просмотра формата Gerber. Есть и другие инструменты — CAM350, GerbTool, Genesis 2000 (платные программы, для которых существуют демо-версии).

[Ссылки]

1. FreeRoute site:freerouting.net.
2. RefDes, reference designator — общепринятые префиксы для нумерации элементов принципиальной схемы.
3. ViewMate gerber viewer site:pentalogix.com.
4. KiCAD: бесплатная система проектирования печатных плат.
5. KiCAD: как сделать новый библиотечный элемент.
6. KiCAD Electronic CAD libraries site:smisioto.no-ip.org.
7. KiCAD libraries site:kicadlib.org.

руководство для начинающих и профи, особенности работы ПО

Для того, чтобы создавать 3D объекты высокого качества, можно воспользоваться программой Freecad. Она проста для освоения, обладает большим количеством полезных инструментов, позволяет проводить расширение функциональности. Эта программа создаёт параметрические объекты, позволяющие корректировать форму модели без внесения изменений в предварительно подготовленный чертёж.

Область применения

Эта программа может использоваться для проектирования трёхмерных деталей. Она проста для освоения и обладает понятным, продуманным интерфейсом. Freecad предназначена для параметрического моделирование. Это означает, что сделав модель, её можно менять, корректируя параметры и не внося более сложных изменений. Таким образом, уменьшается риск снизить качество чертежа при доработке.

Модульная структура позволяет наращивать функциональность путём добавления новых компонентов. Использование скриптовых языков дает возможность самостоятельно создавать нужные дополнения, улучшающие функциональность.

Это приложение будет полезно для следующих категорий пользователей:

1. Freecad для начинающих в качестве домашнего хобби. Подойдёт, если пользователь хочет начертить 3D чертёж, не обладая профессиональными навыками трёхмерного проектирования. При работе не требуется практический опыт использования подобных систем. В сети есть большое количество понятных обучающих материалов и даже Freecad руководство на русском языке.
2. По для опытных юзеров. Используя профессиональную систему на работе, будет легко найти аналогичные инструменты стандартной версии графического редактора.
3. На этой программе будет удобно работать программисту, владеющему скриптовыми языками. Ему будет нетрудно разобраться, как работать, использую Python и Qt.

Справка! Freecad может работать с различными операционными системами: существуют варианты для Windows, Linux и MacOS. Программное обеспечение является открытым, то есть код приложения доступен пользователям. Это даёт возможность при необходимости вносить коррективы в программу.

Может быть интересно: 3D-принтер FDM

Функциональные возможности приложения

Программа была создана для 3D CAD моделирования. Основным типом чертежей являются машиностроительные. Приложение себя хорошо зарекомендовало для использования в качестве программы для архитектурного моделирования. Программа попадает также в такие категории: САПР, CAE, PLM, Cax. Здесь имеются возможности для совместной работы с другими приложениями, например, с KiCad.

В программе предусмотрено большое количество 2D инструментов. Они позволяют сделать качественное двумерное изображение трёхмерного объекта.

Функциональные возможности приложения позволяют сделать следующее:

1. Трёхмерные модели высокого качества.
2. Параметрические объекты дающие расширенные возможности для проектирования.
3. С помощью Freecad можно заниматься архитектурным моделированием.
4. Здесь можно заниматься проектированием внешнего вида объектов, работая с его трёхмерной моделью.
5. Можно создавать набор двумерных эскизов трёхмерных деталей.
6. Получение чертежей высокого качества на основе двумерных моделей.
7. Использовать большой набор специализированных инструментов для проектирования.
8. В комплекте имеется значительное количество примитивов, с помощью которых можно составлять сложные формы.
9. Можно подбирать оптимальные размеры объектов после создания первоначального чертежа.
10. Предусмотрены специальные окружения для исполнения профессиональных задач в определённых сферах.
11. Архитектурные объекты могут изображаться в качестве сочетания блоков различных форм и размеров.
12. Интерфейс программы можно настраивать в соответствии со своими требованиями.

Эти и другие возможности позволяют эффективно использовать Freecad для трёхмерного моделирования. В последних моделях приняты дополнительные меры для того, чтобы программа демонстрировала стабильность и надёжность.

Полезно почитать: Все о программе 3Ds Max

Особенности интерфейса

Используемые инструменты разделены на группы:

1. К первой относятся применяемые виды: аксонометрический, вдоль различных осей координат.
2. Вторая группа открывает доступ к существующим примитивам. Их использование позволяет ускорить работу над моделью. Здесь можно выбрать следующие варианты: шар, куб, пирамиду, параллелепипед, тор, конус и другие. Есть возможность создавать собственноручно разработанные примитивы. Для того, чтобы к этому приступить, достаточно кликнуть по соответствующей кнопке.
3. Третья группа предусматривает возможность выполнения логических операций над изображаемыми объектами. С их помощью можно выбирать, например, объединение или пересечение форм.

Имеются встроенные электронные таблицы. Они используются для хранения параметров Freecad модели. Содержимое таблиц можно изменять, модифицируя созданный объект.

Доступно создание многокомпонентных конструкций. При этом сначала создаются детали, а затем из них собирается нужный объект.

Внимание! В интерфейсе предусмотрены ссылки на большое количество обучающих материалов и чертежей моделей, которые могут быть использованы в качестве примера.

Может быть интересно: SolidWorks

Работа с ПО

После запуска пользователь попадает в главное окно программы. Оно разделено на две части. Справа находится поле, в котором будет создаваться трёхмерная модель. У левого поля можно выбрать из двух вкладок: «model» и «Задачи». На первой из них можно переключать вид, выбирать нужные элементы, изменять масштаб, вращать деталь или делать другие действия. Во второй отображаются особенности выполняемых задач. Если некоторые из них являются активными и требуют ввод от пользователя, то рядом с ними отображается иконка в виде карандаша.

Для того, чтобы выбрать подходящие инструменты, необходимо установить соответствующий им режим. Здесь не предусмотрено одновременное наличие сразу всех их.

Перед началом работы переходят в пункт главного меню – «Рабочий стол». После этого открывается возможность выбирать из всех доступных режимов работы. Доступно черчение, редактирование или просмотр.

Программа использует в работе собственный графический формат: FCStd. При сохранении можно выбрать один из наиболее распространённых вариантов: Freecad DWG, DXF, SVG, PDF и ещё много других распространённых вариантов.

Работая с моделями можно применять следующее:

1. Присутствует модуль, предназначенный для проведения рендеринга.
2. Создав объёмный объект, на его основе можно создать двухмерные чертежи в различных проекциях.
3. Для создания модели доступно использование предустановленных примитивов. Не представляет сложностей самому создать новые, если возникла необходимость.
4. Перед тем, как работать в Freecad, есть возможность выбрать из нескольких растровых форматов.
5. В программе доступно использование модуля, имитирующего выполнение обработки металлической детали.
6. Присутствует встроенная среда для создания, отладки и работы с макросами.
7. Работать в редакторе можно не только визуально, но и с помощью скриптовых команд.

Эта программа, хотя имеет значительные возможности, тем не менее отличается скромным потреблением ресурсов компьютера. С ней удобно работать даже на машинах бюджетного класса с объёмом оперативной памяти от 800 МБ. Дистрибутив занимает 125 МБ, что для современных утилит совсем немного.

Полезно почитать: 3DRESHAPER

Преимущества редактора

Оставленные о Freecad отзывы, показывают, что программа имеет следующие достоинства:

1. С её помощью можно создавать рисунки и чертежи трёхмерных деталей. Доступна работа с фигурами различной степени сложности.
2. Предусмотрена возможность экспорта готовых моделей наиболее популярных форматов и импорта в них.
3. Графический редактор позволяет оформлять документацию и выполнять необходимые инженерные расчёты.
4. Free cad обладает всеми необходимыми инструментами, которые необходимы для трёхмерного рисования.
5. Для выполнения во Freecad 3D чертежей можно использовать следующие форматы: STEL, SVG, STEP, DXF, OBJ, DAE и IGES.
6. Здесь применяется модульная архитектура. Таким образом можно выполнить конфигурирование программы нужным пользователю образом.
7. В процессе работы можно использовать скрипты на Python или Qt.
8. Для работы предусмотрено наличие консоли.

Чертежи, которые создаются при помощи редактора, являются параметрическими. А при их рисовании не нужно прилагать значительные усилия для получения качественного результата.

Может быть интересно: PTC CREO

Недостатки

Программа обладает всего двумя явными минусами:

1. Она не включает в себя всех функций, необходимых для работы полноценной САПР.
2. В работе важную роль играет использование скриптов на Python или Qt. Далеко не всем пользователям подходит необходимость изучения этих языков для рисования трёхмерных фигур.

Заключение

Freecad поможет нарисовать трёхмерные детали. Здесь можно создать самому дополнения для увеличения функциональности редактора или воспользоваться уже готовыми. Однако уровень функциональности недостаточен для использования в сложных коммерческих проектах.

Полезное видео

Практический урок для новичков:

Руководство по KiCad для начинающих — learn.sparkfun.com

Введение

Если вы похожи на меня и решили сделать решительный шаг с EAGLE PCB на KiCad, это может быть действительно неприятно. У EAGLE было много причуд и шероховатостей, которые, я уверен, я проклял, когда впервые изучил его в 2005 году. С тех пор EAGLE стал для меня вторым языком, и я забыл все сложные моменты.Поэтому при переходе на KiCad не забывайте делать перерывы и дышать (и произносите в уме «Key-CAD»). Вы сразу же начнете мечтать о KiCad!

Это руководство проведет вас через пример проекта KiCad от захвата схемы до компоновки печатной платы. Мы также коснемся связывания, редактирования и создания библиотек. Мы также экспортируем нашу печатную плату в Gerbers, чтобы ее можно было изготовить.

Хотя это руководство предназначено для начинающих, я собираюсь использовать такие термины, как «компоненты схемы» и «заливка полигонов».Если что-то не имеет смысла, это нормально, просто найдите время и выполните быстрый поиск. Если вы действительно застряли, воспользуйтесь разделом комментариев справа. Мы всегда хотим улучшать наши учебные пособия, чтобы сделать их проще.

Окно проекта KiCad

Загрузите и установите KiCad

Примечание: Это руководство было написано с использованием KiCad 4.0.6 для Windows 10. (т. Е. Используйте эту версию для дальнейшего изучения.)

v5 Обходной путь: Пользователи, пытающиеся использовать более свежие версии KiCad, неизбежно столкнутся с проблемами после выполнения этого пошагового руководства.Тем не менее, один из наших клиентов любезно предоставил различные обходные пути для v5 , которые могут быть интересны другим пользователям, идущим по тому же пути. Ознакомьтесь с разделом комментариев для получения дополнительной информации.

Пользователи также могут ознакомиться с этими другими руководствами по KiCad (v5):

Приступим! Перейдите на страницу загрузки KiCad и загрузите последнюю версию программного обеспечения для вашей конкретной платформы:

Запустите KiCad

После установки запустите KiCad.Появится главное окно навигации, в котором вы сможете открыть все периферийные программы, такие как схематический снимок и разводка печатной платы.

Щелкните изображение для более детального просмотра

Окно проекта KiCad выглядит довольно пустым и грустным. Приведем пример!

Настройка проекта

УФ-датчик ZOPT2201, изначально разработанный в SparkX, является отличным датчиком УФ-индекса I ² C и послужит нашим начальным примером для этого руководства.Загрузите схемы выхода ZOPT220x UV Sensor Breakout для KiCad и распакуйте четыре файла в локальный каталог:

Примечание: Я широко использую папку … \ Dropbox / Projects, поэтому вы увидите эту файловую структуру на многих изображениях. Эта настройка позволяет моему ноутбуку и рабочему компьютеру синхронизироваться без проблем.

Как только четыре файла будут расположены в локальном каталоге ( попробуйте найти в папке загрузок … \ ZOPT220x_UV_Sensor_Breakout-Tutorial ), щелкните File -> Open Project и откройте ZOPT220x UV Sensor Breakout.pro файл.

Щелкните изображение для более детального просмотра

Что это за файлы?

• ** * .pro ** — Основной файл проекта для отслеживания файловой структуры.
• ** * .cmp ** — определяет, какие посадочные места соответствуют компонентам схемы.
• ** * .kicad_pcb ** — Разводка печатной платы.
• ** * .sch ** — Схема.

Эти четыре файла — все, что вам нужно, чтобы поделиться дизайном KiCad с другим соавтором.Вам также может потребоваться предоставить общий доступ к файлу отпечатка, что будет объяснено позже в этом руководстве.

Возможно, у вас было первое критическое прищуривание. Зачем нужен файл для определения посадочных мест и компонентов схемы? Это фундаментально для KiCad и сильно отличается от того, как работает EAGLE. Это не плохо, просто другое.

Настройка библиотек компонентов схемы

Дважды щелкните файл схемы в редакторе схем Eeschema от Kicad.Вероятно, вы получите ошибку:

Пока не обращайте на это внимания. Щелкните «Закрыть» .

Схема будет загружена с большим количеством компонентов со знаками вопроса (например, ?? ). В KiCad отсутствует ссылка на устройства на этой схеме. Давайте свяжем их!

Связывание библиотек компонентов с Eeschema

В EeSchema нажмите Preferences -> Component Libraries . Это откроет новое окно. На изображении ниже вы можете видеть, что файл проекта содержит информацию о том, где искать « Файлы библиотеки компонентов ».Каждый проект имеет свои собственные подключения к разным файловым структурам. Нам нужно указать этому проекту, где найти символы для этой схемы.

Нам понадобится файл SparkFun_SchematicComponents.lib . Загрузите и сохраните его в локальном каталоге:

В окне KiCad нажмите верхнюю кнопку «Добавить» . Мы немного покажем вам, как создавать свои собственные схематические символы.

Перейдите в каталог, в котором вы сохранили SparkFun_SchematicComponents.lib и нажмите «Открыть» . Этот файл содержит все компоненты схемы.

После добавления файла библиотеки компонентов схемы SparkFun он должен быть добавлен в список.

Проницательный заметит немного другую структуру каталогов в окне:

C: \ Users \ Nathan …

и

C: \ Users \ nathan.seidle …

В этом разница между моим домашним и рабочим ПК.Чтобы избежать будущих ошибок при открытии этой схемы, давайте удалим запись из активных файлов библиотеки. Выделите в списке запись C: \ Users \ Nathan … и нажмите кнопку «Удалить» .

Щелкните «ОК» , чтобы закрыть диспетчер библиотек компонентов . Теперь закройте и снова откройте схему для обновления.

Поздравляю! Не более ?? ящиков. Для получения дополнительных сведений об использовании библиотек схемных компонентов на нескольких компьютерах см. Следующий подраздел о «определяемом пользователем пути поиска».«В противном случае приступим к редактированию схемы!

Пользовательский путь поиска: использование библиотек компонентов на нескольких компьютерах

Библиотеки компонентов схемы назначаются с помощью диспетчера библиотек компонентов KiCad. Если вы похожи на меня и имеете общие библиотеки схем на нескольких компьютерах, полезно добавить « Пользовательский путь поиска »:

На изображении у меня определено « .. & bsol; .. \ SparkFun-KiCad-Libraries «. Это локальный относительный путь к папке Dropbox.Эти пути к библиотеке компонентов относятся к данному проекту и файлу * .pro . Когда я открываю этот проект на своем ноутбуке, он сначала ищет файлы в папке « C: \ Users \ nathan.seidle … ». Он завершится неудачно, а затем выполнит поиск по относительному пути к «** .. \ SparkFun-KiCad-Libraries **» и найдет файлы. Это позволяет мне обмениваться библиотеками между компьютерами и между репозиториями GitHub без необходимости переназначать библиотеки каждый раз, когда я открываю проект на другом компьютере.

На данный момент вам следует продолжить обучение.В будущем вы, возможно, захотите вернуться к этому, если будете использовать KiCad на нескольких компьютерах.

Редактирование схемы

Если я заставлю вас больше ничего не делать, я научу вас сочетаниям клавиш! Да, вы можете нажать на эквивалентные кнопки. Однако скорость и эффективность KiCad действительно сияют, когда задействуется мышечная память, так что начните запоминать. Вот сочетания клавиш в KiCad Eeschema, которые мы будем часто использовать в этом руководстве:

• a — Чтобы добавить компонент.
• c — Копирование компонента, когда курсор находится над другим компонентом.
• w — Для подключения компонентов.
• v — Изменить значение компонента.
• Esc — Выход из режима или любой другой выполняющейся команды и возврат в нормальный режим указателя.
• ** ctrl + z ** — отменить. Обильно используйте, чтобы исправить любые ошибки.
• ctrl + s — для сохранения. Обязательно экономьте почаще!

Примечание: Чтобы просмотреть или отредактировать список всех горячих клавиш, перейдите к Preferences -> Hotkeys .

Для этой коммутационной платы требуется большая развязывающая крышка на 4,7 мкФ (потому что я так говорю). Добавим!

Добавление компонента в схему

Нажмите ‘a’ , чтобы добавить устройство в схему. Это откроет окно компонента. (Если вы используете другой инструмент, вам может потребоваться также щелкнуть схему):

Есть сотни компонентов (668 элементов согласно строке заголовка). Не стесняйтесь копаться, но чтобы быстро найти то, что нам нужно, введите «cap» в поле Filter: .Выберите устройство с пометкой C_Small из библиотеки устройств . Затем нажмите Enter или нажмите «ОК» .

Поместите его на схему рядом с крышкой 0,1 мкФ.

После того, как вы поместите конденсатор, вы заметите, что все еще находитесь в режиме размещения. Нажмите кнопку «Esc» на клавиатуре, чтобы вернуться в обычный режим указателя. Я обнаруживаю, что дважды часто нажимаю на побег, чтобы убедиться, что я вернулся в состояние по умолчанию.

Копирующий компонент

В состоянии по умолчанию наведите указатель мыши на значок 3.Маркер 3 В на крышке 0,1 мкФ. Нажмите ‘c’ , чтобы скопировать это устройство и разместить его над новым конденсатором.

Сделайте то же самое с маркером земли. Нажмите ‘ctrl + s’ , чтобы сохранить работу.

Электропроводка

Теперь давайте соединим их вместе. Как вы уже догадались, нажмите ‘w’ , но вот загвоздка: наведите указатель мыши на один из пузырей, прежде чем нажимать ‘w’ .

Наведите указатель мыши на другой кружок и щелкните левой кнопкой мыши, чтобы завершить подключение GND.Помните, если вы ошиблись, нажмите «Esc» один или два раза, чтобы вернуться к значениям по умолчанию. Затем переместите указатель мыши на пузырек, который вы хотите подключить, нажмите ‘w’ и начните подключение 3,3 В. Ярлык «w» обозначает провод.

Что-то пошло не так? Обильно используйте ‘ctrl + z’ , чтобы исправить любые ошибки.

Теперь к нашему конденсатору подключены питание и земля.

Изменение значения компонента

Давайте изменим значение с C_Small на 4.7 мкФ. Наведите указатель мыши на C_Small и нажмите ‘v’ (для изменения значения). Измените C_Small в поле Text , набрав 4,7 мкФ . Затем нажмите Enter или нажмите «ОК» .

Поздравляю! Вы только что подключили свой первый схемный компонент. Нажмите ctrl + s , чтобы сохранить работу.

Аннотирование компонентов схемы

А как насчет C? Обозначение ?! Не беспокойтесь об этом! Одним из многих преимуществ KiCad является возможность автоматического добавления комментариев к схеме.

Нажмите кнопку Аннотировать компоненты схемы .

Используйте настройки по умолчанию и просто нажмите кнопку «Аннотировать» для подтверждения.

Подтверждающая аннотация KiCad

KiCad спросит вас, уверены ли вы, просто нажмите клавишу возврата или нажмите «ОК» еще раз.

Конденсатор с правильным номиналом и обозначением! Мы все настроены. Пора редактировать печатную плату.

Редактирование топологии печатной платы

Прежде чем мы начнем редактировать печатную плату, вот сочетания клавиш в KiCad Pcbnew, которые мы будем часто использовать в этом руководстве:

• + — Нажмите для перехода к следующему слою.
• — — Нажмите, чтобы перейти к предыдущему слою.
• м — Переместить элемент.
• b — Обновить заливку полигонов земли.
• Удалить — удалить след или компонент.
• x — Маршрут новой дорожки.
• v — Добавить сквозное переходное отверстие.
• n — Следующий размер сетки. Используйте с осторожностью. Если вы используете сетку за пределами 50 или 25 мил, будут разрывы.
• Page Up — Вернуться к верхнему слою меди.
• Esc — Выход из режима или любой другой выполняющейся команды и возврат в нормальный режим указателя.
• ctrl + z — Отменить. Обильно используйте, чтобы исправить любые ошибки.
• ctrl + s — для сохранения. Обязательно экономьте почаще!

Примечание: Чтобы просмотреть или отредактировать список всех горячих клавиш, перейдите к Preferences -> Hotkeys .

Создать список цепей

У нас есть схема, теперь давайте разместим на плате новый колпачок 4,7 мкФ.На схеме нажмите кнопку «Создать список цепей» .

Вы увидите следующее окно:

KiCad — это мощный . И с этой мощью приходит огромное количество вариантов. К счастью для нас, мы лишь поверхностно прикоснулись, поэтому нам не нужно возиться ни с одним из этих вариантов. Просто нажмите ввод или щелкните «Создать» , чтобы подтвердить этот экран. KiCad спросит вас, где вы хотите сохранить список цепей в виде файла ** * .net **, где по умолчанию используется папка проекта.Снова нажмите Enter или нажмите «Сохранить» для подтверждения.

Настройка цветов слоев

Вернитесь в главное окно проекта и дважды щелкните файл ** * .kicad_pcb **.

Добро пожаловать в редакцию печатных плат. Из всех различий между EAGLE и KiCad меня больше всего оттолкнул внешний вид печатной платы. В меню View вы найдете еще три вида: Default , OpenGL и Cairo . Я предпочитаю OpenGL .Давайте теперь переключим Canvas на OpenGL .

Колесо мыши делает то, что вы ожидаете: увеличение / уменьшение и панорамирование щелчком.

Мне не нравятся цвета слоя! Я. Я тоже. Чтобы изменить цвета слоя, в правом боковом меню используйте колесо мыши, чтобы щелкнуть зеленый квадрат рядом с B.Cu (нижний медный слой). Я предпочитаю следующие цвета слоя:

• Красный 2 (по умолчанию) для F.Cu (верхняя медь)
• Синий 4 для B.Cu (нижняя медь)
• Белый для F.SilkS (передняя шелкография)
• Желтый 3 для B.SilkS (нижняя шелкография)
• Серый 3 для Edge.Cuts (также известный как контур платы или размерный слой в EAGLE)
• Серый 2 (по умолчанию) для F.CrtYd (Обозначает общее пространство на плате, необходимое на верхнем слое для компонента)

Нажатие ‘+’ и ‘-‘ переключает между верхним и нижним слоями меди.Это полезно, когда вам нужно просмотреть определенный слой.

Это все косметическое средство, но эти цвета слоя помогают мне увидеть, что происходит.

Не забудьте потрогать вкладку Render (рядом с вкладкой Layer), а именно флажки Values ​​ и References .

Я считаю, что значения , и Ссылки сильно отвлекают при включении, поэтому я оставляю их ВЫКЛЮЧЕННЫМИ. Многие дизайнеры живут и умирают этими ценностями, поэтому используйте их по мере необходимости.

Добавление посадочного места

Разве мы здесь не для того, чтобы добавить к плате конденсатор на 4,7 мкФ? Где это находится? Это нигде, извините.

Что происходит? Нам не удалось назначить посадочное место для конденсатора, который мы добавили в схему. Помните, что KiCad не связывает компоненты схемы с посадочными местами, как EAGLE. Мы должны специально подключить посадочное место к каждому добавленному компоненту схемы.

Вернитесь к схеме и нажмите кнопку «Запустить CvPcb» , чтобы связать компоненты и посадочные места:

Если вы впервые запускаете CvPcb, вы получите следующее предупреждение:

Просто щелкните по нему.

В зависимости от того, сколько библиотек вы установили, это может занять до 30 секунд. Позже мы сделаем это лучше, но пока наберитесь терпения.

В левом столбце указаны все библиотеки посадочных мест, с которыми поставляется KiCad. В середине находится список компонентов вашей схемы. Справа — любое посадочное место, которое может работать с выделенным посередине компонентом. Ваша задача — дважды щелкнуть по посадочному месту справа, которое соответствует компоненту посередине.

Чтобы облегчить жизнь, нажмите кнопку «Просмотр выбранного посадочного места» .

Теперь вы можете предварительно просмотреть посадочное место, щелкнув список справа.

В Windows я нажимаю и удерживаю кнопку Windows, нажимаю стрелку влево и отпускаю. Это заблокирует окно CvPcb с одной стороны. Затем выберите и заблокируйте окно предварительного просмотра Footprint справа. Это позволяет нам пролистывать следы в левом окне, видя предварительный просмотр справа.

Выделите C2 в средней колонке. Затем дважды щелкните Capacitors_SMD: C_0603 в правом столбце. C2 теперь должно быть назначено посадочное место.

Повторно сгенерировать список цепей

Закройте окно CvPcb и нажмите «Сохранить и выйти» . Нам нужно повторно экспортировать список соединений. Помните, как это сделать? Нажмите «Generate netlist» кнопку еще раз, дважды нажмите Enter. Откройте редактор плат либо из схемы, либо из окна проекта.

Эй! Он все еще отсутствует! Мы изменили ситуацию, поэтому нам нужно импортировать список соединений! Помните как? Нажмите кнопку «Прочитать список цепей» , и вы должны увидеть это окно:

Щелкните «Прочитать текущий список цепей» и «ДА» для подтверждения. Вы также можете дважды нажать Enter. Вы должны увидеть новый конденсатор рядом с платой.

Это развязывающий колпачок, поэтому давайте поместим его рядом с уже имеющимся колпачком 0,1 мкФ. Начните с наведения курсора на новую крышку и нажмите м для движения.

Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы разместить конденсатор. Теперь нажмите ‘m’ над крышкой 0,1 мкФ, сдвинув ее влево.

Нажмите ‘b’ , чтобы обновить заливку полигона GND.

Нам нужно исправить некоторые следы, но это неплохо. Наведите указатель мыши на фрагменты следов, которые вы хотите удалить, и нажмите «Удалить» . Удалим трассу и переходное отверстие, которое находится под клеммой + 3v3 конденсатора. Если ваш указатель находится над несколькими элементами (как показано на изображении ниже, когда курсор находится над кривой и конденсатором), KiCad отобразит всплывающее меню, чтобы уточнить ваш выбор.По сути, это просьба выбрать, над какой из них вы хотите работать.

Если вы когда-нибудь столкнетесь с проблемой, нажмите «Esc» , чтобы вернуться в режим указателя по умолчанию. Если вы удаляете что-то не так, нажмите ‘ctrl + z’ .

После того, как вы удалили большую часть проблемных следов, вы можете начать трассировку, нажав ‘x’ .

Почему добавленное мной место 0603 не совпадает с посадочным местом на плате? SparkFun на протяжении многих лет изменял посадочные места на печатной плате, чтобы они соответствовали нашим производственным процессам.Это включает в себя выбор и размещение и автоматический оптический контроль. В этом нет ничего волшебного; мы обнаружили, что наша немного большая площадь основания 0603 лучше всего подходит для нашей установки. Мы используем смесь посадочных мест, поставляемых с KiCad, и наш собственный набор посадочных мест. Для целей этого урока не беспокойтесь об этом. Этот след будет работать нормально.

Щелкните один раз на контактной площадке с серым воздушным проводом и перетащите ее на контактную площадку, к которой она должна подключиться. Еще раз щелкните один раз, чтобы зафиксировать провод на месте.Нажмите ‘b’ , чтобы обновить полигоны.

На изображении ниже KiCad пытается странным образом развести эту трассу. Если мы разместим след здесь, он создаст острый угол, что в целом плохо (читайте «кислотные ловушки»). Мы хотим, чтобы след был Т-образным пересечением. Нам нужно изменить сетку.

Ну вот раздражает!

Нажмите ‘n’ , чтобы перейти к следующему размеру сетки. Мне нужно было нажать ‘n’ только один раз, чтобы перейти на 0.Сетка 25 мил , чтобы получить это красивое пересечение, вам может потребоваться более мелкая сетка. Вы также можете найти это в параметрах меню в разделе «Сетка : 0,0635 мм (2,5 мил) ».

Я настоятельно рекомендую , вам не следует использовать сетку, отличную от 50 мил или 25 мил . Иначе потом будут слезы. Все ваши компоненты, переходные отверстия, дорожки и контуры платы должны быть на сетке 50 или 25 мил. (Шелкография — это отдельная история)

Хороший Т-образный перекресток!

На изображении ниже я прокладываю воздушные провода GND.На самом деле в этом нет необходимости, потому что заливка полигоном соединяет две контактные площадки, но она показывает, насколько хороша «магнитная» помощь при трассировке в KiCad. Переходить от пэда к пэду очень легко и быстро.

У нас осталось два воздушных провода. Чтобы получить их, нам нужно разместить переходные отверстия до нижнего слоя. Начните с нажатия ‘x’ и снова щелкнув в начале воздушного провода конденсатора для GND.

Выведите след.

Когда вы дойдете до открытого грунта, нажмите ‘v’ , чтобы создать переходное отверстие.Щелкните один раз, чтобы разместить переходное отверстие, и KiCad автоматически начнет трассировку на нижнем слое. Нажмите «Esc» , чтобы прекратить создание следов; заливка полигона возьмет его отсюда. Нажатие «Page Up» вернет вас на верхний уровень.

Остался один воздушный провод!

Чтобы получить этот последний воздушный провод, вы можете попробовать нажать на контакт GND крышки 0,1 мкФ, но, к сожалению, KiCad не начнет трассировку ?! Почему?! На самом деле это хорошо: кривая SDA слишком близко (фактически перекрывается) с контактной площадкой GND на 0.Крышка 1 мкФ. Не позволяя вам начать маршрутизацию, KiCad говорит, что попытка поставить здесь трассировку нарушит правила DRC. Что делать? Разорвите линии SCL и SDA, чтобы освободить место.

Ага! Намного лучше. Нажмите ‘x’ , щелкните клемму GND конденсатора, выведите след и нажмите ‘v’ , чтобы пропустить переходное отверстие в этой области. Нажмите escape, чтобы остановить трассировку (пусть об этом позаботится многоугольник). Наконец, нажмите «Page Up» , чтобы вернуться к просмотру верхнего слоя.

Используйте кнопки «Удалить», и «x» , чтобы перенаправить линии SDA и SCL для завершения этой платы.Затем нажмите ‘b’ , чтобы обновить полигоны. Доска должна выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

Проложено без воздушных проводов!

Поздравляю! Мы закончили разводку следов. Теперь давайте запустим DRC, чтобы убедиться, что мы законны.

Как удалить посадочное место компонента из топологии печатной платы

Прежде чем мы продолжим, давайте рассмотрим процесс изменения или удаления компонента из топологии печатной платы. Например, предположим, что вы хотите удалить из конструкции дополнительный конденсатор или резистор.Вы бы сделали все обычные шаги:

1. Удалить устройство из схемы.
2. Экспортируйте список соединений, нажав кнопку создания списка соединений.
3. Импортируйте список соединений в PCB Layout, нажав кнопку чтения списка соединений.

Отличие в нескольких настройках импорта:

Во время импорта списка соединений по умолчанию установлены следующие значения: «Сохранить» обменного места и «Сохранить» дополнительных посадочных мест.

Здесь нам нужно изменить две вещи:

• Exchange Footprint -> Изменить : это позволит посадочным местам изменять
• Extra Footprints -> Delete : Это удалит все лишние следы, которые остались

Вы также можете захотеть «Удалить» несвязанных дорожек, чтобы очистить все оставшиеся дорожки от компонента, который вы удалили.

Проверка правил проектирования

Щелкните божью коровку с зеленой галочкой, чтобы открыть окно проверки правил проектирования (DRC).

Примечание: Все настройки DRC указаны в миллиметрах. Если вы предпочитаете видеть настройки в дюймах, закройте это окно. В левом меню инструментов окна компоновки печатной платы нажмите кнопку « in» . Это изменит все единицы на дюймы. Снова откройте окно DRC, и теперь вы можете изменить настройки, используя британские единицы.

Давайте поговорим о ширине дорожек, расстоянии между дорожками и переходных отверстиях. Обычно SparkFun разрабатывает платы с:

• Ширина следа 10 мил
• Расстояние между дорожками 10 мил
• 20 мил переходных отверстий

Мы делаем меньше этого во многих проектах, но если вы разрабатываете свою первую печатную плату, не разрабатывает с 4-миллиметровыми дорожками и 8-миллиметровыми переходными отверстиями. Вам не нужно , чтобы было таким маленьким на вашей первой плате.

Зачем проектировать, используя следы 10 мил / пространство, если в фабричном доме допускается 8 мил или меньше по той же цене?

Изготовление печатных плат — дело сложное, и с каждым удаленным приращением допуска вы увеличиваете вероятность того, что печатная плата (прототип или нет) будет изготовлена ​​с ошибкой.И эти ошибки бывает сложно идентифицировать. Мы проектируем с 10-миллиметровым следом / пространством, чтобы застраховать и снизить вероятность того, что мы увидим печатные платы с ошибками на производстве. Нет ничего хуже, чем найти неисправность в неисправном продукте и спросить себя: «Я перепробовал все переделки и уловки с пайкой, описанные в книге, это плохая печатная плата?»

При этом мы видим, что многие производители печатных плат берут низкие цены за 7 мил дорожек / пространство и 12 мил переходных отверстий. Если у вас сложная плата с жесткими проблемами компоновки, лучше использовать дорожку / пространство и переходные отверстия меньшего размера.Сэкономьте время на разводке и положитесь на компанию, занимающуюся изготовлением печатных плат, чтобы правильно изготовить вашу плату.

Обычно мы используем значения по умолчанию для KiCad:

• Зазор: По классу сети
• Мин. Ширина гусеницы: 0,2 ​​мм = 7,9 мил
• Мин. Размер переходного отверстия: 0,4 мм = 15,7 мил

Нажмите Enter еще раз, чтобы запустить DRC с настройками по умолчанию.

ErrType (): Через рядом с дорожкой

Ой, черт возьми! Что не так с моей доской? Переходные отверстия, отмеченные красными стрелками, расположены слишком близко к трассам поблизости.Сообщение об ошибке отобразится в окне как ошибка с указанием: « Via near track ». Исправьте их, оторвав (нажмите ‘Удалить’, ) любые дорожки рядом с переходными отверстиями и перенаправив их (нажмите ‘x’ ).

После корректировки трассировок, вызывающих проблемы, перезапустите DRC. Эти три флага должны исчезнуть.

Маркеры DRC сброшены

Поздравляю! Вы устранили эти проблемы «Вблизи от трассы».

ErrType (): Контактная площадка рядом с контактной площадкой

Но подождите, мы еще не закончили! Остались еще две стрелки ошибки DRC с сообщением об ошибке: «Контактная площадка рядом с контактной площадкой» .KiCad пытается сказать нам, что контактные площадки этой перемычки для пайки расположены слишком близко друг к другу. SparkFun использует этот след в течение многих лет и его устраивает дизайн, поэтому давайте изменим ограничение зазора Netclass.

Откройте правила DRC из меню «Правила проектирования».

Здесь вы можете создать определенные правила для определенных трасс и классов трасс. Проблема, с которой мы сталкиваемся, — это По умолчанию Зазор составляет 7,9 мил (0,2 мм). Если мы уменьшим это значение до 7 мил (0.1778 мм), нажмите ‘OK’ и повторно запустите DRC …

ошибок DRC! Теперь уменьшение зазоров DRC, чтобы ваша доска проходила DRC, не является идеальным решением. Мы хотим, чтобы контактные площадки на паяльной перемычке располагались достаточно близко, чтобы их можно было легко перемыть припоем, поэтому увеличение расстояния между контактными площадками на посадочной поверхности было бы контрпродуктивным. В общем, вы должны установить свои правила DRC и придерживаться их.

Следите за своими Airwires!

Последнее замечание о DRC: оставление воздушных проводов на печатной плате — верный способ создания подставок (плохих, непригодных для использования печатных плат).

В окне DRC есть кнопка «Список неподключенных» . Это покажет вам местоположение любых неподключенных трасс (мне пришлось разорвать трассу SDA в правом нижнем углу печатной платы, чтобы показать эту ошибку). Перед заказом печатных плат очень важно проверить наличие воздушных проводов. По мере продвижения по макету я рекомендую сосредоточить внимание на счетчике «Не подключено» и в нижней части экрана (обведено розовым). Если вы думаете, что закончили разводку платы, но все еще видите несколько неподключенных проводов, которые вы не можете найти, окно DRC поможет вам найти их.

Нажмите ‘ctrl + s’ , чтобы сохранить работу.

Молодец. Вы прошли проверку правил проектирования! Пришло время заказать доски.

Экспорт герберов

Мы добавили компонент в схему, мы изменили компоновку печатной платы и проверили наличие ошибок. Теперь мы уверены и готовы к созданию наших досок! Пора экспортировать файлы gerber.

Создание файлов Drill и Gerber

Gerber-файлы — это «художественные работы» или слои, которые компания, занимающаяся изготовлением печатных плат, будет использовать для создания платы.У нас есть отличное руководство по различным слоям печатной платы, поэтому обязательно прочтите, если все это для вас в новинку.

Нажмите кнопку «График» рядом со значком принтера на верхней панели, чтобы открыть окно «График» .

Как правило, для изготовления печатной платы требуется 8 слоев:

• Верхняя медь (F.Cu) + паяльная маска (F.Mask) + шелкография (F.SilkS)
• Нижняя медь (B.Cu) + паяльная маска (B.Mask) + шелкография (B.SilkS)
• Контур платы (Edge.Отрубы)
• Напильник

В окне графика с форматом графика, установленным для Gerber , убедитесь, что эти Layers отмечены:

• ☑ F.Cu
• ☑ B.Cu
• ☑ B.SilkS
• ☑ Ф. шелкS
• ☑ Б. Маска
• ☑ F. Маска
• ☑ Кромки

Дополнительно нажмите кнопку «Создать файл сверления» . Здесь также можно использовать значения по умолчанию. Подробнее о флажке PTH vs. NPTH через минуту.На данный момент просто щелкните «Файл сверления» или нажмите клавишу ввода, чтобы сгенерировать файл сверления.

Щелкните «Закрыть» в окне «Создание файлов сверления».

Щелкните «Plot» , чтобы сгенерировать файлы gerber для слоев, а затем щелкните «Закрыть» .

Время пересмотреть свои герберы

Это последний шанс обнаружить какие-либо ошибки, прежде чем платить реальными деньгами. Просмотр слоев гербера часто показывает вам потенциальные ошибки или проблемы, прежде чем вы отправите их на фабрику.

Вернитесь в главное окно проекта KiCad и откройте GerbView, нажав кнопку.

После открытия GerbView KiCad щелкните Файл -> Загрузить файл Gerber . Выберите все показанные файлы и нажмите Открыть .

Затем нажмите File -> Load EXCELLON Drill File .Загрузите файлы сверления, выбрав все показанные файлы сверления, и нажмите «Открыть» . Они должны быть в одном каталоге.

Макет выглядит совсем по-другому, но это хорошая вещь . Вы часами разглядываете свой дизайн, и вашему мозгу трудно увидеть проблемы. Обычно я не меняю цвета слоя без необходимости. Я хочу, чтобы обзор Gerber был резким и отличался от моих методов верстки, чтобы у меня было больше шансов уловить проблемы.

Из этого вида выключите все слои, кроме Top Copper (слой 5) .Кроме того, в меню Render отключите Grid и DCodes . Это сделает обзор менее загроможденным.

Теперь переходите по разным слоям, включая и выключая их. Вы ищете неровности и вещи, которые выглядят неуместно. Вот некоторые вещи, которые я ищу:

• Есть ли у трассировок странная маршрутизация, которую можно было бы улучшить?
• Выровнены ли переходные отверстия с верхней медью там, где они должны?
• Имеет ли смысл верхняя паяльная маска для посадочного места SMD IC?
• Закрыты ли переходные отверстия паяльной маской (также называемые «тентовые переходные отверстия») или они открыты?
• Хорошо ли выглядит верхняя шелкография? Есть смысл? Все выровнено так, как я хочу? Индикаторы контакта 1 чистые?

Теперь выключите все и повторите для нижних слоев.

Вы его поймали? В этом примере есть несколько ошибок.

1. На нижней шелкографии отсутствует индикатор GND.
2. Верхний индикатор шелкографии GND выделен курсивом .
3. Почему-то есть два файла сверления.

Если оставить индикатор шелкографии выключенным, плата не сломается, но вот такие мелкие дефекты, которые и призван выявить Gerber Review.

Ой! Нижняя шелкография для GND отсутствует!

Домашнее задание:

Найдите минутку и вернитесь в окно компоновки печатной платы, чтобы внести эти исправления.

• Добавьте шелкографию к нижнему слою для GND. Для этого выберите нижний слой шелка (B.SilkS) в Pcbnew. Щелкните Place -> Text , введите «GND» в поле Text: и нажмите «OK» . Вы также можете скопировать текст на нижнем слое шелкографии, щелкнув его правой кнопкой мыши, выбрав Дубликат и поместив текст рядом с контактной площадкой GND. Обязательно измените текст на GND, щелкнув текст правой кнопкой мыши, выбрав Свойства , изменив текст и нажав «ОК» .
• Измените верхний индикатор GND, чтобы он не выделялся курсивом. Для этого отредактируйте свойства текста и измените стиль : на Нормальный .
• Постройте новые файлы гербера.
• Просмотрите свою работу в GerbView, чтобы проверить исправления.

Теперь нам нужно разобраться с двумя файлами сверления.

PTH против NPTH

При создании файла сверления для этого проекта были созданы два файла:

• * .drl — Стандартный файл сверла EXCELLON, который необходимо отправить на завод по производству печатных плат.
• * -NPTH.drl — Напильник для сверления сквозных отверстий без покрытия.

Сквозные отверстия без покрытия — это отверстия на печатной плате, не покрытые медью, покрывающей вертикальные стенки отверстия. Иногда это требуется для усовершенствованных конструкций, где требуется тщательная электрическая изоляция. Однако бывает редко. Хотя плакированные сквозные отверстия (PTH) распространены и дешевы, NPTH требует дополнительного этапа в процессе изготовления печатной платы и часто требует дополнительных затрат.

Нам не нужен NPTH для этой конструкции, что же произошло? Посадочное место STAND-OFF (т.е.используемое для просверливания отверстий в верхней части платы для монтажных отверстий) было импортировано из библиотеки SparkFun Eagle, и KiCad, похоже, по какой-то причине считает, что это отверстие без покрытия.

Чтобы исправить это, вернитесь к компоновке печатной платы, щелкните плоттер, щелкните «Создать файл сверления» и установите флажок «Объединить отверстия PTH и NPTH в один файл». В следующем разделе мы рассмотрим, как отредактировать посадочное место STAND-OFF, чтобы использовать обычное отверстие PTH.

Трафареты для паяльной пасты

Вы делаете оплавление SMD? Вам нужно заказать трафарет для нанесения паяльной пасты на плату? Включите F.Paste в окне Plot, чтобы создать верхний слой вставки.

Этот файл * .gtp отправляется изготовителю трафарета для создания трафарета для паяльной пасты из нержавеющей стали или майлара. Если вы не знакомы с трафаретной паяльной пастой, у нас есть отличное руководство.

Мы используем OSHStencils для наших прототипов. Верхний слой пасты не нужен для изготовления печатной платы.

Закажите свою доску!

Если вас устраивает макет, закажем печатные платы! Каждая фабрика понимает и работает с Gerber-файлами, поэтому перейдите в каталог на вашем компьютере, где находится ваш проект KiCad.

Выберите и заархивируйте следующие 8 файлов:

• * .drl — Напильник
• * .gbl — нижний слой Gerber
• * .gbs — Нижняя паяльная маска Gerber
• * .gbo — нижняя шелкография Gerber (наложение)
• * .Edge.Cuts.gm1 — Контур платы (Gerber Mechanical 1)
• * .gtl — Верхний слой Gerber
• * .gts — Паяльная маска Gerber Top
• * .gto — Верхняя шелкография Gerber (наложение)

Вы можете заархивировать все файлов в каталоге и отправить их в свой дом, но я не рекомендую это делать. Существует огромное количество пакетов программного обеспечения для компоновки печатных плат, генерирующих всевозможные имена и форматы файлов. Часто бывает трудно сказать, ** *.cmp ** — это файл gerber или что-то еще. Интересует ли покупателя файл ***. Gtp ** или это просто лишнее? Лучше отдавать фабричный дом только то, что вы хотите изготовить.

Последний шаг? Закажите доски! Герберы — это универсальный способ общения с поставщиком печатных плат. Существуют сотни, если не тысячи поставщиков печатных плат. Делайте покупки вокруг!

Помимо герберов, вам необходимо указать по электронной почте или на веб-сайте поставщика печатной платы различные элементы печатной платы:

• Какая толщина печатной платы? 1.6 мм является стандартным, но 0,8 мм так же жестким и может помочь с согласованием импеданса дорожки 50 Ом.
• Паяльная маска какого цвета? Зеленый цвет по умолчанию, но красный выглядит потрясающе.
• Какого цвета шелкография? Чаще всего используется белый цвет, но доступны и другие цвета.
• Сколько слоев? Этот пример представляет собой двухслойную плату , что означает, что есть только верхняя медь и нижняя медь. Однако в некоторых конструкциях для разводки платы необходимо иметь слои 4x, 10x и даже 16x.Дополнительные слои значительно увеличивают стоимость.

Паяльная маска выглядит большой

Если вы взглянули на паяльную маску на этой печатной плате и задались вопросом, почему она выглядит странно, вы не одиноки. Давайте сравним паяльную маску печатной платы для KiCad (как показано зеленым) и Eagle (как показано розовым). Вы должны заметить две вещи:

1. В дизайне KiCad у меня есть площадка на основном датчике, которая выглядит так, как будто она немного неправильно размещена. Пэд 1 не совпадает с другими пэдами. Странный.Это проблема, которую нужно исправить, но ошибка не убьет плату.
2. Что еще более важно, паяльная маска на конструкции Eagle имеет зазоры между контактами разъема и микросхемой датчика. Это поможет уменьшить образование перемычек между контактами. В версии KiCad отверстия маски выглядят слишком большими.

Паяльная маска KiCad

Паяльная маска Eagle

На изображении ниже мы видим разъем SMD Qwiic внутри Eagle.По умолчанию зазор под паяльной маской Eagle составляет 0,1 мм с каждой стороны.

В KiCad Pcbnew откройте раздел ZOPT220x и щелкните Dimensions -> Pads Mask Clearance . Зазор паяльной маски KiCad по умолчанию составляет 0,2 мм с каждой стороны. Мы рекомендуем вам изменить это значение на 0,1 мм . Большинство фабричных домов также будут использовать по умолчанию 0,1 мм. Затем вам нужно будет повторно экспортировать герберы и загрузить их обратно в GerbView.

Сделать зазор меньше 0.1 мм затруднит правильную регистрацию для фабрики.

Что такое регистрация? Это совмещение разных слоев. Если слой паяльной маски смещен на 2 мм от слоя меди, то контактные площадки SMD, которые необходимо припаять, будут закрыты паяльной маской. Чтобы сделать функциональную плиту, фабричный дом должен выровнять эти слои с высокой точностью. Уменьшение зазора ниже 0,1 мм снижает вероятность ошибок в заводском доме и может привести к задержкам или увеличению затрат на изготовление.

В этом разделе показано, как создавать собственные локальные пользовательские посадочные места, чтобы вы могли их использовать и подключать к компонентам схемы с помощью CvPcb. Мы предполагаем, что вы уже прошли предыдущие разделы этого руководства; у вас должен быть загружен и установлен KiCad.

Откройте менеджер проектов KiCad и нажмите кнопку редактора посадочного места платы.

Вы можете получить предупреждение. Ничего страшного, просто щелкните по нему.Это способ KiCad сообщить вам, что он собирается создать таблицу библиотек по умолчанию, которая ссылается на обширные репозитории KiCad на GitHub.

Щелкните Preferences -> Footprint Libraries Manager . Откроется список всех доступных вам библиотек посадочных мест.

Это потрясающий список библиотек! Нажмите «ОК» , чтобы закрыть диспетчер.

Давайте покопаемся в этих библиотеках. Нажмите «Загрузить посадочное место из библиотеки» , а затем «Выбрать браузером» .Это удобный инструмент для просмотра доступных посадочных мест.

Перейдите к светодиодам -> LED_CREE-XHP50_12V footprint. Вот пример посадочного места в библиотеке светодиодов. Дважды щелкните этот след, чтобы открыть его в редакторе.

Обратите внимание, что строка заголовка окна редактора изменилась. В активной библиотеке теперь есть светодиоды, и она доступна только для чтения. Очевидно, KiCad хочет контролировать свои библиотеки; не каждый может сохранять в свои репозитории. Если мы хотим отредактировать этот отпечаток, нам понадобится наша собственная локальная копия.

Давайте создадим локальный каталог для хранения всех наших локальных следов. Для этого руководства создайте локальную папку с именем ‘C: \ KiCadLibs \’ (или эквивалент вашей платформы).

Теперь нажмите File-> Save Footprint in New Library .

Я рекомендую использовать разные имена каталогов для разных наборов посадочных мест (резисторы, разъемы, светодиоды и т. Д.). Выберите папку «KiCadLibs» , которая была создана, а затем введите «\ LEDs». KiCad создаст новые светодиоды ‘.довольно каталог ‘ с файлом ‘ C: \ KiCadLibs \ LEDs.pretty \ LED_CREE-XHP50_12V.kicad_mod ‘. И мы отправляемся на гонки. За исключением того, что еще не совсем.

Обратите внимание, что в строке заголовка в редакторе посадочных мест по-прежнему указано, что активная библиотека — это светодиоды и доступна только для чтения. Нам нужно переключить активный каталог в нашу локальную папку. Я собираюсь вас отвлечь: Файл-> Установить Active Directory не работает, так как выдает только список библиотек, с которыми поставляется KiCad. О KiCad!

Прежде чем мы сможем сделать наш новый каталог посадочного места активным, нам нужно сообщить об этом KiCad.Снова откройте Preferences -> Footprint Libraries Manager .

Нажмите кнопку «Добавить с помощью мастера» . Вам будет предложено найти каталог, который вы хотите добавить. В этом случае мы хотим добавить «Файлы на моем компьютере» . Нажмите кнопку «Далее>» , выберите созданный нами каталог (например, «C: \ KiCadLibs \ LEDs.pretty», . Нажмите «Далее>» несколько раз. При появлении запроса «Где вы желаете, чтобы были добавлены новые библиотеки », выберите « В глобальную конфигурацию библиотеки (видимую для всех проектов) » и нажмите « Готово ».

KiCad может выдать ошибку, поскольку псевдоним «LEDs» используется дважды. Я переименовал свой в «LEDs-Custom» , затем щелкнул «OK» , чтобы закрыть диспетчер библиотек посадочных мест.

Если вы еще раз осмотрите панель инструментов редактора посадочных мест, вы увидите, что библиотека светодиодов все еще активна и доступна только для чтения. Теперь мы можем нажать «Файл-> Установить активную библиотеку» . Вот где сияет KiCad — фильтр работает хорошо. Введите LED и выберите библиотеку LEDs-Custom.

Наконец-то! У нас есть действующая местная библиотека.Теперь, когда вы нажимаете «Сохранить посадочное место в локальной библиотеке» или нажимаете «ctrl + s», KiCad предлагает вам окно «Сохранить посадочное место с именем» (каждый раз раздражает). Нажмите Enter, и ваши изменения будут сохранены.

Предупреждение: KiCad не выдает предупреждения о перезаписи. Поэтому, если у вас уже есть посадочное место под названием «1206 LED», но вы создаете новое посадочное место и сохраняете его как «1206 LED», KiCad перезапишет старый посадочный материал без пика.

Теперь вы можете изучить создание и редактирование посадочных мест с помощью редактора посадочных мест.

После создания первого или двух посадочных мест обязательно прочтите KiCad Library Conventions (KLC). Это хорошо документированная система для создания общих следов сообщества. Предоставленные нашим собственным устройствам, мы все будем создавать вещи немного по-другому; KLC пытается увести нас всех на одну страницу, а SparkFun следует за ним.

В будущем, если вы создаете много следов, рассмотрите возможность использования git repo для управления изменениями. В SparkFun мы используем следующую структуру:

• \ SparkFun-KiCad-Libraries — каталог репозитория git, содержащий все файлы компонентов схемы KiCad (* .lib )
• \ SparkFun-KiCad-Libraries \ Footprints — содержит каталоги посадочных мест
• \ SparkFun-KiCad-Libraries \ Footprints \ LEDs.pretty — каталог, содержащий все посадочные места светодиодов (* .kicad_mod )
• \ SparkFun-KiCad-Libraries \ Footprints \ Sensors.pretty — Каталог, содержащий все отпечатки сенсоров (* .kicad_mod )
• и т. Д.

Используя репозиторий git, инженеры SparkFun и наши пользователи могут добавлять компоненты схемы и посадочные места.

Прекращение использования библиотек KiCad

При открытии CvPcb для назначения посадочных мест компонентам схемы загрузка может занять очень много времени. Это связано с тем, что KiCad проверяет все репозитории KiCad на github и отключает 93 библиотеки. Чтобы сделать это быстрее, мы рекомендуем удалить устаревшие библиотеки или библиотеки, которые вы никогда не будете использовать.

Удалить библиотеку быстро и легко: выберите строку в диспетчере библиотек посадочных мест и нажмите кнопку «Удалить библиотеку».Если что-то пойдет не так, не паникуйте! Просто нажмите «Отмена» в окне диспетчера, и диспетчер библиотеки закроет без сохранения изменений . Если что-то пойдет не так, вы всегда можете удалить файл ‘fp-lib-table’ и перезапустить KiCad. Это приведет к созданию таблицы посадочных мест со значениями KiCad по умолчанию.

Файл таблицы библиотек посадочных мест (в Windows 10) находится в вашем AppData. Он должен выглядеть примерно так: ‘C: \ Users \ Nathan \ AppData \ Roaming \ kicad \ fp-lib-table’ .

Содержимое «fp-lib-table»

Удаление устаревших библиотек приводит к тому, что счетчик по умолчанию уменьшается до 75, и CvPcb по-прежнему загружается очень долго. Здесь вам придется принять непростые решения. Планируете ли вы когда-нибудь нуждаться в библиотеке «Shielding-Cabinets» ? Возможно. Возможно нет. Если мне когда-нибудь понадобится радиочастотный экран для дизайна, это, скорее всего, будет нестандартная деталь или деталь, имеющая номер , а не в библиотеке. Так что один получает бросок.

SparkFun использует смешанный подход. Мы очень хорошо знакомимся со стандартными библиотеками KiCad и используем их посадочные места везде, где это имеет смысл. Когда мы находим или используем понравившийся пакет, мы копируем его в репозиторий SparkFun-KiCad-Libraries на GitHub. В то же время мы продолжаем использовать все наши собственные следы Eagle, которые мы использовали и создавали более десяти лет. Мы знаем эти следы и доверяем им. У меня было испорчено много печатных плат, потому что я доверял чужому следу, поэтому я склонен быть очень параноиком.Используйте сообщество там, где вы можете, но очень тщательно проверять их на правильность.

Если вам нужен общий штекерный разъем 2×5 контактов, проверьте библиотеки KiCad. Он должен работать нормально. Однако, если вы используете более эклектичную деталь, возможно, вам будет лучше создать отпечаток с нуля. Даже если библиотеки KiCad содержат деталь, вы захотите очень внимательно сверить ее с таблицей данных и выполнить тестовую печать один к одному.

Использование следов орла в KiCad

Если вы знакомы с Eagle, может быть страшно подумать, что все время, потраченное на создание посадочных мест, будет потеряно при переходе на KiCad.Не бойся! KiCad по своей сути считывает следы орла! Да, он встроен прямо в него. Не волнуйтесь слишком сильно. KiCad не может прочитать компоненты вашей схемы Eagle, но у нас есть решение для этого в следующем разделе.

Подход, который мы применяем в SparkFun, состоит в том, чтобы связать с локальной копией всех наших классических Eagle Librarie. Каждый раз, когда нам нужен один из посадочных мест Eagle, мы копируем и вставляем его в современную библиотеку KiCad. Нам не нужно воссоздавать посадочное место, а просто перенести его в библиотеку KiCad.Затем мы можем редактировать посадочное место по мере необходимости. Кроме того, любые новые посадочные места создаются с нуля и сохраняются в соответствующей библиотеке SparkFun KiCad.

К настоящему моменту вы должны были открыть редактор PCB Footprint Editor хотя бы один раз. В результате будет создан файл fp-lib-table , который мы скоро будем редактировать. Теперь, чтобы начать, убедитесь, что KiCad закрыт.

Загрузите библиотеки SparkFun Eagle с GitHub.

Разархивируйте их в любой локальный каталог по вашему выбору.Я храню наши библиотеки Eagle в папке DropBox, поэтому и мой компьютер, и ноутбук могут получить доступ к одному и тому же набору файлов.

Вы можете использовать диспетчер библиотек посадочных мест, расположенный в редакторе посадочных мест, но добавление или удаление многих библиотек становится утомительным; файл таблицы проще редактировать напрямую.

Содержимое fp-lib-table

« fp-lib-table » сообщает KiCad, где найти все различные библиотеки и к каким типам они относятся (KiCad, github, EAGLE и т. Д.).

Мы собираемся отредактировать этот файл, чтобы добавить его в библиотеки SparkFun, а также удалить устаревшие библиотеки и библиотеки, которые SparkFun не использует.

Вот важные файлы:

• исходный файл fp-lib-table — это то, что KiCad создает по умолчанию. Вам действительно не нужно его скачивать. Это просто для справки.
• sparkfun fp-lib-table — Список библиотек SparkFun. Его не нужно скачивать, просто для справки.
• объединенная fp-lib-table — это комбинация исходной таблицы с удаленными посторонними библиотеками и добавленными библиотеками SparkFun.

Загрузите «объединенную таблицу fp-lib-table» в локальную папку. Переименуйте его в ‘fp-lib-table’ . Теперь переместите файл туда, где его ожидает KiCad. Файл таблицы библиотек посадочных мест (в Windows 10) находится в папке AppData, примерно так: ‘C: \ Users \ Nathan \ AppData \ Roaming \ kicad \ fp-lib-table’ .Вы захотите перезаписать файл, который там есть.

После того, как файл будет размещен, повторно откройте KiCad, откройте редактор посадочных мест печатной платы и, наконец, диспетчер библиотек посадочных мест. Вы должны увидеть длинный список библиотек, включая новые библиотеки SparkFun.

Последний шаг — сообщить KiCad локальный путь к библиотекам SparkFun. В настоящее время это переменная SFE_LOCAL. Нам нужно присвоить это чему-то. Закройте окно «Диспетчер библиотек», нажмите «Настройки » -> «Пути конфигурации» .Нажмите кнопку «Добавить» . Отредактируйте поля «Имя» и «Путь».

На изображении ниже вы можете видеть, что я установил для переменной ‘SFE_LOCAL’ локальный путь ‘C: \ Users \ nathan.seidle \ Dropbox \ Projects \ SparkFun-Eagle-Libraries \’ . Установите эту переменную в то место, где вы локально хранили библиотеки SparkFun Eagle.

Поздравляем! Теперь вы можете просматривать, использовать и копировать все библиотеки SparkFun Eagle.

Создание пользовательских компонентов схемы KiCad

Как только вы научитесь создавать свои собственные схемные части и пользовательские посадочные места, вы получаете неограниченные возможности выбора технологий, с которыми вы можете играть.Давайте начнем!

Из главного окна проекта запустите редактор схемных библиотек .

Этот процесс аналогичен тому, как мы запускали собственную библиотеку посадочных мест. Во-первых, давайте найдем схематический символ, с которого мы хотим начать нашу пользовательскую библиотеку. Фотоэлемент настолько же распространен, насколько и бывает. Давайте возьмем компонент схемы «R_PHOTO» из библиотеки устройства и воспользуемся им для запуска нашей новой библиотеки пользовательских схемных компонентов.

Начните с нажатия «Выбор рабочей библиотеки» (i.е. книга), расположенный в верхнем левом углу. Затем выберите «устройство» , чтобы установить рабочую библиотеку.

Нажмите кнопку «Загрузить компонент для редактирования из текущей библиотеки» и введите r_photo в фильтре, чтобы быстро найти компонент фоторезистора. Когда найдете, нажмите «ОК» .

Нажмите «Сохранить текущий компонент в новую библиотеку» кнопку

Я рекомендую вам хранить этот файл * .lib в том же каталоге C: \ KiCadLibs \, в котором мы хранили библиотеку посадочных мест.Я назвал свой файл библиотеки «CustomComponents.lib» , чтобы знать, что это мои.

После того, как вы нажмете «Сохранить» , появится предупреждение. Это просто вежливый способ KiCad сообщить вам, что вы не можете получить доступ к своей библиотеке, пока не создадите ссылку на нее. Так что давай сделаем это.

Щелкните «Настройки » -> «Библиотеки компонентов» , чтобы просмотреть текущий набор библиотек. На изображении ниже мы видим стандартные библиотеки компонентов схемы, которые поставляются с KiCad.Рядом с «Файлы библиотеки компонентов» щелкните «Добавить» .

Перейдите в каталог ‘C: \ KiCadLibs’ , а затем откройте ‘CustomComponents.lib’ . Теперь он должен появиться внизу списка файлов библиотеки компонентов . Нажмите «ОК» , чтобы вернуться в редактор библиотеки.

Снова нажмите кнопку «Выбрать рабочую библиотеку» , но на этот раз либо прокрутите до своего настраиваемого списка, либо введите «Пользовательский», чтобы найти библиотеку «CustomComponents» .Нажмите «ОК» .

Затем нажмите кнопку «Загрузить компонент для редактирования из текущей библиотеки» , и мы должны увидеть только компонент схемы фоторезистора. Дважды щелкните R_PHOTO, чтобы начать его редактирование.

Теперь мы можем добавлять новые символы с нуля в нашу библиотеку, а также можем копировать из одной библиотеки в другую.

Как скопировать компонент в пользовательскую библиотеку KiCad

KiCad постоянно меняется, и они стремительно улучшаются, но копирование компонента схемы из одной библиотеки в другую все еще немного дико.

Например, давайте скопируем CP2104 из библиотеки silabs в нашу пользовательскую библиотеку. Начните с настройки активной библиотеки на ту, которая содержит часть, которую вы хотите скопировать, нажав кнопку «Выбрать рабочую библиотеку» . В нашем примере мы хотим установить silabs в качестве активной библиотеки.

Загрузите компонент CP2104, щелкнув «Загрузить компонент для редактирования из текущей библиотеки» .

Теперь установите активную библиотеку в ту библиотеку, в которую мы хотим скопировать CP2104.В этом примере это означает, что нам нужно нажать кнопку «Выбрать рабочую библиотеку» и установить для активной библиотеки значение «CustomComponents».

Нажмите кнопку «Обновить текущий компонент в текущей библиотеке» , чтобы сохранить компонент в CustomComponents.lib . Кнопка «Сохранить текущую библиотеку на диск» станет активной, и вы сможете сохранить этот компонент в своей пользовательской библиотеке.

Чтобы проверить, что теперь он находится в библиотеке, нажмите «Загрузить компонент для редактирования из текущей библиотеки» .Вы должны увидеть свой новый блестящий CP2104 в списке.

Как удалить компонент из пользовательской библиотеки KiCad

Плохой CP2104! Плохой компонент.

Чтобы удалить компонент, убедитесь, что вы установили свою пользовательскую библиотеку как активную. Давайте попробуем удалить компонент, который мы только что добавили в нашу пользовательскую библиотеку CustomComponents.lib . Если вы еще этого не сделали, нажмите «Выбрать рабочую библиотеку» , чтобы установить для активной библиотеки значение CustomComponents .Нажмите кнопку «Удалить компонент в текущей библиотеке» (т. Е. Корзину). Вам будет предложено выбрать компонент, который вы хотите удалить. Выберите CP2104 из списка.

Нажмите «ОК», , а затем «Да», , чтобы удалить компонент из библиотеки. Нажмите «Текущая библиотека на диск» и «Да» для сохранения.

Привет Joan_Sparky! Он лучший! (Нет отношения)

KiCad Library Convention

Обязательно ознакомьтесь с KiCad Library Convention, когда вы освоитесь с созданием компонентов.Эти соглашения принимают во внимание множество отраслевых специализированных знаний, от которых мы все можем извлечь выгоду.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Поздравляем! Это был большой урок, и вы его прошли.

Дополнительную информацию о KiCad можно найти на следующих ресурсах:

Теперь, когда вы узнали, как изменять схемы, макеты печатных плат и библиотеки, пришло время испытать свои навыки в собственном индивидуальном проекте.Мы рекомендуем использовать файлы KiCad ZOPT220x UV Sensor Breakout в качестве отправной точки для вашего следующего проекта. В этом примере проекта вы можете удалять или добавлять устройства по мере необходимости, а не начинать с пустого холста.

Нужно еще вдохновение? Ознакомьтесь с Enginursday от SparkFun и сообщениями в блогах проекта о KiCad.

Eagle для KiCad

Если вы гуру EAGLE и начинаете разбираться в KiCad, обязательно ознакомьтесь с конвертером Lachlan’s Eagle в KiCad для преобразования макетов печатных плат Eagle в KiCad.Это не идеально, но Лахлан проделал огромную работу.

Спасибо за чтение, и если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы, задавайте их в разделе комментариев.

Digi-Key и SparkFun KiCad Video серии

Или посмотрите серию видеороликов KiCad из 10 частей с Digi-Key и SparkFun, поскольку Шон разрабатывает простую схему таймера 555 для значка, заказывает детали и спаяет значок вместе! Видео, ссылка на которое находится ниже, снято сразу после того, как Digi-Key проведет вас через KiCad, и мы начнем применять наши навыки для создания значка.

Начало работы в KiCad | 5.1 | Английский | Документация

 sudo apt-get install xsltproc 

 sudo yum установить xsltproc 

 xsltproc -o "% O" "/ home /  /kicad/eeschema/plugins/bom2csv.xsl" "% I" 

 xsltproc -o "% O.csv" "/ home /  /kicad/eeschema/plugins/bom2csv.xsl" "% I" 

5 лучших курсов и сертификация Kicad [2021] [ОБНОВЛЕНО]

«Этот пост содержит партнерские ссылки, за которые я могу сделать небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат, если вы сделаете покупку».

Наша команда экспертов проанализировала большой объем данных и прослушала несколько часов видео, чтобы составить список из 5 лучших онлайн-тренингов, курсов, классов, сертификатов, учебных пособий и программ Kicad .

5 лучших онлайн-курсов, тренингов, занятий и обучающих программ Kicad

1. KiCad Like a Pro 2-е издание доктора Питера Далмариса Курс Удеми