Tworzenie kompletnego projektu w wersji 4.0

Wstęp

W niniejszym artykule chciałbym zawrzeć skrótowy opis tworzenia nowych projektów za pomocą najnowszych edycji programu KiCad. Wiele osób wciąż napotyka pewne trudności, wynikających głównie z nabytych przyzwyczajeń z poprzednich wersji programu.

Tworzenie nowego projektu

Po uruchomieniu programu KiCad (Menadżera projektu) można skorzystać z dwóch opcji utworzenia nowego projektu:

  • Tworzymy całkowicie nowy projekt, który nie zawiera żadnych innych dokumentów  oprócz samego pliku .PRO z zapisanymi podstawowymi informacjami o ustawieniach i bibliotekach.
  • Tworzymy nowy projekt z wykorzystaniem szablonu, który w zależności od zawartości szablonu tworzy potrzebne pliki oraz biblioteki.

Nowy pusty projekt

By utworzyć nowy projekt należy kliknąć w ikonę Utwórz nowy projekt. Otworzy się okno z wyborem nazwy pliku projektu. Warto w tym miejscu skorzystać z dodatkowych opcji tego systemowego okna i utworzyć dla projektu oddzielny folder, który najlepiej nazwać tak samo jak przyszły projekt.

qs_rys1

Zasadniczo, to wszystko co należy zrobić w tym miejscu. Pozostałe pliki zostaną utworzone podczas dalszych prac z poszczególnymi aplikacjami pakietu.

Nowy projekt z szablonu

Utworzenie nowego projektu z wykorzystaniem szablonu również sprowadza się do kilku kliknięć. Najpierw należy kliknąć w ikonę Nowy projekt na podstawie szablonu. Otworzy się okno z wyborem nazwy pliku projektu. Warto w tym miejscu skorzystać z dodatkowych opcji tego okna i utworzyć dla projektu oddzielny folder, który najlepiej nazwać tak samo jak przyszły projekt.

qs_rys2Po wyborze folderu docelowego, menedżer projektu otworzy okno z listą dostępnych w systemie szablonów. Jeśli lista szablonów jest pusta to należy sprawdzić czy ścieżka domyślna do plików szablonów jest poprawna.

qs_rys3

Kliknięcie klawisza OK spowoduje, że wszystkie pliki wybranego szablonu zostaną skopiowane do folderu projektu, zaś podstawowe pliki: definicja projektu, schemat, obwód drukowany, lista sieci zostaną nazwane tak samo jak wybrany folder.

Rysowanie schematu

Aby stworzyć kompletny projekt płytki należy najpierw narysować do niej schemat. W tym celu należy się posłużyć programem Eeschema.

qs_rys4

W przypadku projektów opartych na szablonach, schemat może być już częściowo narysowany, a podstawowe biblioteki skonfigurowane. W przypadku pustych projektów należy najpierw skonfigurować potrzebne biblioteki.

qs_rys5

W tym celu należy wywołać polecenie Ustawienia → Biblioteki symboli. Otworzy się okno z listą bibliotek projektu. Jeśli domyślna lista nie odpowiada potrzebom projektu należy dodać potrzebne biblioteki za pomocą przycisków po prawej stronie. Warto też z tego miejsca usunąć biblioteki, z których projekt nie będzie korzystał. Listę bibliotek można uaktualniać w dowolnym momencie, mając jednak na uwadze już użyte symbole lub biblioteki własne szablonu.

Gdy ta część konfiguracji zostanie wykonana, można przystąpić do rysowania właściwego schematu.

Nowe symbole – Edycja bibliotek

W przypadku, gdy na schemacie ma pojawić się symbol, który nie występuje w żadnej z posiadanych bibliotek najlepiej taki symbol utworzyć we własnym zakresie z wykorzystaniem wbudowanego w Eeschema Edytora bibliotek.

qs_rys6

Szczegółowy opis jak jak tworzyć nowe symbole i biblioteki można znaleźć w serii artykułów p.t. Tworzenie bibliotek w dziale Biblioteki.

Sprawdzenie poprawności elektrycznej

Przed przystąpieniem do sprawdzenia poprawności schematu warto upewnić się, że wszystkie elementy są ponumerowane. Najprościej będzie się posłużyć narzędziem automatycznym wywoływanym poleceniem Numeruj schemat.

qs_rys7Gdy już wszystkie elementy mają unikalną numerację można uruchomić podstawowy test elektryczny ERC, który pozwoli wychwycić większość podstawowych błędów, np. brak połączenia, dwa połączone wyjścia, itp.

 

Przypisanie footprintów

Jeżeli test elektryczny nie zgłosi błędów można przystąpić do procedury połączenia symboli z footprintami – odzwierciedleniami obudów – wszystkim elementom na schemacie.

Procedurą tą zajmuje się wewnętrzny moduł programu zwany CvPcb. W poprzednich edycjach programu był on samodzielnym programem, teraz jednak wchodzi w skład Eeschema. Dane o footprintach trafiają bezpośrednio do schematu, zatem nie ma potrzeby stosowania plików pośrednich, tak jak w poprzednich edycjach.

qs_rys8

Gdy po instalacji nie dokonano ustawień globalnej tabeli footprintów lub projekt ma korzystać z własnych bibliotek warto przejść do polecenia Zarządzanie bibliotekami footprintów by ustalić listę wykorzystanych bibliotek.

Szczegółowy opis jak jak działają tabele bibliotek można znaleźć w artykule p.t. Konfiguracja FP-LIB-TABLE w tym dziale.

Braki w footprintach – Edycja bibliotek

W przypadku, gdy w bibliotekach nie można znaleźć odpowiedniego footprintu, najlepiej jest go utworzyć we własnym zakresie z wykorzystaniem wbudowanego Edytora footprintów.

qs_rys10

Opis jak jak tworzyć nowe footprinty i biblioteki można znaleźć w serii artykułów p.t. Tworzenie bibliotek w dziale Biblioteki.

Utworzenie listy sieci

W edycji 4.0 programu KiCad lista sieci przenosi wszystkie informacje potrzebne do zaprojektowania obwodu drukowanego: listę elementów, listę połączeń, listę użytych footprintów. Dlatego też operację utworzenia listy sieci należy przeprowadzić na samym końcu pracy ze schematem.

Przenoszenie schematu na obwód drukowany

W przypadku posiadania już kompletnej listy sieci można uruchomić program Pcbnew, który służy do rysowania obwodów drukowanych.

qs_rys11

Jako pierwszy element obwodu należy narysować zakładany obrys płytki na warstwie Edge.Cuts (dawniej zwana Krawędziową). Następnie przystąpić do wczytania utworzonej listy sieci za pomocą narzędzia Lista sieci. Warto bacznie obserwować okno z wiadomościami, gdyż przy tej operacji mimo to, mogą wystąpić błędy.

Po wczytaniu listy sieci można rozłożyć elementy na płytce, ustalić reguły projektowe i rozpocząć trasowanie ścieżek.

Sprawdzenie poprawności obwodu

Przed utworzeniem plików wyjściowych: plików dla producentów obwodów bądź wydruków w celu ich amatorskiej produkcji, należy dokonać sprawdzenia projektu narzędziem DRC, które pozwoli sprawdzić projekt pod względem poprawności elektrycznej jak i pod względem poprawności z ustalonymi wcześniej regułami.

qs_rys12

Tworzenie plików wyjściowych

Jeśli narzędzie DRC nie zgłosiło błędów lub ostrzeżeń można przystąpić do utworzenia plików wyjściowych.

Generalnie układ plików wyjściowych można podzielić na dwa rodzaje:

  1. Pliki do amatorskiego wykonania obwodu, gdzie wystarczy zwykle wydruk w skali 1:1 wszystkich warstw ze ścieżkami i obrysem płytki.
  2. Pliki do wykonania obwodu przez zakład produkcyjny, gdzie w zależności od wymagań będą potrzebne:
    • Pliki Gerber z wszystkimi użytymi warstwami: sygnałowe, opisowe, maski.
    • Pliki wiertarskie w formacie Excellon z informacjami o wierceniach w płytkach oraz mapę wierceń.
    • Pliki dla automatów montujących, gdy obwód ma być dodatkowo wstępnie zmontowany.

qs_rys13

Podgląd plików Gerber, wiertarskich

W przypadku plików Gerber i wiertarskich, przed wysłaniem ich do zakładu produkcyjnego należy je dokładnie sprawdzić za pomocą narzędzia GerbView.

qs_rys14W tym celu za pomocą narzędzi Wczytaj plik Gerber i Wczytaj plik wierceń można załadować do kolejnych warstw poszczególne pliki i optycznie sprawdzić czy warstwy są ze sobą zgodne i czy maski obejmują tylko właściwe pola.

 

 

Witryna poświęcona aplikacjom KiCad EDA Suite