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© Guido Kramann

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6.2 Entwicklung eines einfachen Layouts mit Hilfe von kicad

Kicad ist eine frei verfügbare Software für die Entwicklung von Schaltungslayouts. Sie ist sowohl unter Linux, als auch Windows erhältlich.

  • Beispielhafte Installationssequenz für eine Debian basierte Linux-Distribution, wie beispielsweise Knoppix:
echo " "
echo "**********************"
echo "* Installiere KICAD  *"
echo "**********************"
echo " "
cd /mnt-system/fhb_knoppix/knoppix_zusatzpakete/009_kicad
sudo dpkg --root / -i zlib-bin_1.2.3.4.dfsg-3_i386.deb;
sudo dpkg --root / -i extra-xdg-menus_1.0-4_all.deb;
sudo dpkg --root / -i kicad-common_0.0.20100314-1_all.deb;
sudo dpkg --root / -i kicad_0.0.20100314-1_i386.deb;
sudo dpkg --root / -i kicad-doc-en_0.0.20100314-1_all.deb;
sudo dpkg --root / -i kicad-doc-de_0.0.20100314-1_all.deb;
#Zusatzlibraries aus eagle einfügen:
tar xvfz KiCAd_Libs_all.tar.gz -C /usr/share/kicad/library

Code 6.2-1: #

  • Neben den Basispaketen von Kicad selbst müssen benötigt in diesem Fall Knoppix 6.3. weitere Installations-Pakete: zlib-bin und extra-xdg-menus.
  • Es ist möglich auch Libraries aus eagle zu integrieren (s.o.).

Beispielprojekt

  • Als Beispiel soll eine Mikrocontrollerschaltung mit einem ATtiny84 umgesetzt werden.
  • Dieser steuert hier lediglich drei LEDs an und wird über einen Goldcap einige Minuten mit Spannung versorgt:

Schritt1: Arbeiten im Layout-Editor

Es istmöglich von einem Schaltplan ein Layout automatisch erstellen zu lassen. Ebenso ist es möglich direkt ein Layout zu gestalten. Letzteres soll hier vorgeführt werden.

Auswahl für das Arbeiten im Layout-Editor.

Bild 6.2-1: Auswahl für das Arbeiten im Layout-Editor.

Schritt2: Design-Regeln festlegen

Design-Regeln festlegen.

Bild 6.2-2: Design-Regeln festlegen.

0,7mm Leiterbahnbreite als Defaultwert.

Bild 6.2-3: 0,7mm Leiterbahnbreite als Defaultwert.

Mindestleiterbahnbreite: 0,3mm.

Bild 6.2-4: Mindestleiterbahnbreite: 0,3mm.

Schritt3: Lagen-Einstellungen

Auswahl: Lagen Einstellungen

Bild 6.2-5: Auswahl: Lagen Einstellungen

Reduzierte Lageneinstellungen. Leider läßt sich eine vorderseitige Kupferschicht nicht ganz ausschalten, wird aber nicht benutzt.

Bild 6.2-6: Reduzierte Lageneinstellungen. Leider läßt sich eine vorderseitige Kupferschicht nicht ganz ausschalten, wird aber nicht benutzt.

Schritt4: Arbeiten ohne vorgegebenes Leiterbahnnetz erlauben

Punkt anhaken:

Bild 6.2-7: Punkt anhaken: "Design Rules Check deaktivieren"

Schritt5: Anzahl der verwendeten Bauteil-Bibliotheken anpassen

Menüauswahl: Bibliothek

Bild 6.2-8: Menüauswahl: Bibliothek

Alle Bibliotheken entfernen und eine eigene hinzufügen.

Bild 6.2-9: Alle Bibliotheken entfernen und eine eigene hinzufügen.

Schritt6: Sinnvolles Rastermaß zum Arbeiten auswählen.

Sinnvolles Rastermaß auswählen: 2,54mm

Bild 6.2-10: Sinnvolles Rastermaß auswählen: 2,54mm

Schritt7: Beginn der Arbeit, Hinzufügen eines Bauteils aus der Bibliothek

Menüauswahl: Bauteil einfügen.

Bild 6.2-11: Menüauswahl: Bauteil einfügen.

Alle verfügbaren Bauteile anzeigen.

Bild 6.2-12: Alle verfügbaren Bauteile anzeigen.

Beispielauswahl: Ein ATtiny84.

Bild 6.2-13: Beispielauswahl: Ein ATtiny84.

Hineinzoomen in Schaltung, bisher: Mikrocontroller und Quarz.

Bild 6.2-14: Hineinzoomen in Schaltung, bisher: Mikrocontroller und Quarz.

Schritt8: Leiterbahnen einfügen.

Einstellen der richtigen Leiterbahnendicke, kann hier von Hand eingeschrieben werden, hier: 0,7mm.

Bild 6.2-15: Einstellen der richtigen Leiterbahnendicke, kann hier von Hand eingeschrieben werden, hier: 0,7mm.

Richtige Lage (Layer) wählen. Gefräst wird die Rückseite (grün) - hier werden alle Bauteile und Leiterbahnen gesetzt.

Bild 6.2-16: Richtige Lage (Layer) wählen. Gefräst wird die Rückseite (grün) - hier werden alle Bauteile und Leiterbahnen gesetzt.

Menüauswahl: Neue Leiterbahn zeichnen.

Bild 6.2-17: Menüauswahl: Neue Leiterbahn zeichnen.

Einfügen der Leiterbahn, Abschneiden mit Doppelklick.

Bild 6.2-18: Einfügen der Leiterbahn, Abschneiden mit Doppelklick.

Schritt9: Umrißlinie einfügen

  • Nach Abschluß des Layout-Entwurfs muß um die Schaltung herum eine rechteckige Umrißlinie gezeichnet werden.
  • Hierzu wird als Layer "Platinenumrisse" gewählt.
  • Gezeichnet wird dann mit "Grafische Linie", nicht etwa mit "Leiterbahn".
Einstellungen für das Zeichnen der Umrißlinie.

Bild 6.2-19: Einstellungen für das Zeichnen der Umrißlinie.

Schritt10: Eigene Bauteile für eine Bauteilbibliothek entwickeln: s. nachfolgendes Unterkapitel

Schritt11: Exportieren der Schaltung für den Fräsbohrplotter

Die Menüauswahl, um ein Layout zum Fräsen zu exportieren ist

Bild 6.2-20: Die Menüauswahl, um ein Layout zum Fräsen zu exportieren ist "Plotten".

Unsere Einstellungen für das Gerberformat - danach

Bild 6.2-21: Unsere Einstellungen für das Gerberformat - danach "Plotten" drücken.

Dann

Bild 6.2-22: Dann "Generiere Bohrdatei" anwählen. Einstellungen, siehe Bild.