Kicad

KiCad
Basisdaten
Entwickler	Jean-Pierre Charras
Aktuelle Version	KiCad-2011-07-08-BZR3044 (8. Juli 2011)
Betriebssystem	Linux, Windows ab 2000 Anmerkung: Für Ubuntu 8.10 und Ubuntu 9.10 besteht direkte Unterstützung. Debian "Lenny" wird durch die Ubuntu 8.10 Version mitabgedeckt.
Kategorie	EDA
Lizenz	GPL
Deutschsprachig	ja
KiCad

Beispiel für die 3D-Ansicht einer erstellten Leiterplatte

KiCad ist ein freies CAD-Programm zur Erstellung von Leiterplatten.

Der Autor Jean-Pierre Charras ist Wissenschaftler am Laboratoire des Images et des Signaux (LIS) in Grenoble, Frankreich und Lehrer am IUT de Saint-Martin-d’Hères.

KiCad beinhaltet die folgenden Programmteile:

• KiCAD – Grundmodul mit integrierter Projektverwaltung.
• EESchema – Schaltplan-Editor mit integriertem Schaltplan-Symbol-Editor.
• CVpcb – Tool für die Verbindung Schaltplan-Symbol mit dem Bauteil-Footprint.
• PCBnew – Layout-Editor für Leiterplatten mit integriertem Footprint/Modul-Editor.
• Gerbview – Programm zum Datenaustausch im Gerber-Format, z. B. für Plotter oder Leiterplattenhersteller.
• Bitmap2component (experimentell) Werkzeuge zur Erstellung von Symbolen und Footprints aus Bitmaps (z.B.um Logos zu importieren).

KiCad basiert auf dem WxWidgets-Framework. Erhältlich ist es für die Plattformen Linux und für Windows (ab 2000). Es ist ebenfalls erfolgreich auf Solaris und FreeBSD einsetzbar.

Mit KiCad können Leiterplatten mit bis zu 16 Ebenen erstellt werden. Die Schaltpläne können an Spice weitergegeben werden.

Arbeitsablauf

Der Arbeitsablauf ist dergestalt, dass zuerst mit EESchema (dem Schaltplanmodul von KiCAD) ein Schaltbild der zu entwickelnden Platine unter Verwendung der Schaltplansymbole aus der Symbolbibliothek erstellt wird. Dabei unterstützt EEschema sogenannte hierarchische Schaltpläne, d. h. ein Schaltplan kann als „Blackbox“ Unterschaltpläne enthalten, die wiederum selber weitere Unterschaltpläne enthalten können. Umgekehrt kann auch aus vorhandenen Unterschaltplänen durch passendes Einbinden in übergeordnete Schaltpläne sehr schnell ein Schaltplan modular aufgebaut werden.

Schaltplansymbole können mit dem in EESchema enthaltenen Symboleditor angepasst bzw. komplett neu erschaffen werden. Des Weiteren enthält EESchema ein Tool für Annotation (Automatisches vergeben von Referenzbezeichnern für die verwendeten Bauteile), und für einen ERC (Electrical rule check), der den Schaltplan grob auf Fehler untersucht, z. B. ob alle Pins angeschlossen sind, mit Ausnahme derer, bei denen ausdrücklich kein Anschluss verwendet wird. Des Weiteren kann eine Netztliste erstellt werden, die in verschiedenen Formaten (z. B. für Spice oder den Specctra Autorouter) exportiert werden kann.

Danach wird diese Netzliste in CVpcb eingelesen. Dort kann jedem Bauteil ein Footprint (die in KiCAD Module heißen) zugewiesen werden. Bei einem Technologiewechsel (z. B. der Übergang von Through hole auf SMD) können hier auch nachträglich andere Footprints eingetragen werden. Nach erneutem Abspeichern der Netzliste kann diese nun im Platinenlayoutmodul von KiCAD, PCBnew, eingelesen werden.

In PCBnew können die Bauteile dann auf der Platine verteilt und verbunden werden. Ebenso können in PCBnew Netzklassen, die z. B. Leiterbahnbreiten und Isolationsabstände festlegen, definiert werden. Das Verbinden kann entweder manuell oder über den Autorouter erfolgen. Dabei kann bei KiCAD zwischen einem internen Autoruter, und einem externen, der irgendwo auf einem Server läuft, gewählt werden. Auch kann ganz fremde Software, wie z. B. der Specctra Autorouter, verwendet werden.

Das manuelle Routen wird von einem abschaltbaren permanenten DRC (design rule check, überprüft ob Leiterbanbreiten und Abstände gemäß der Netzlistendefiniton eingehalten werden) unterstützt, der das Platzieren nicht DRC-konformer Leiterbahnen unterbindet. Trotzdem kann der DRC zum Abschluss der Arbeit extra selbstständig gestartet werden, falls man z. B. den DRC abgeschaltet hatte, um Ausnahmen durchzuführen. In dem Fall werden die Ausnahmen und alle anderen DRC Verletzungen gemeldet, so dass man nun entscheiden kann, ob man die Regelverletzung beseitigt, oder als Ausnahme zulässt. Die Ausgabe der Platine kann entweder als Extendet Gerber, Postscript, DXF, HPGL, SVG oder direkt auf einen Drucker erfolgen. Natürlich können auch Bohrdatenfiles, Pick+Place-Daten für SMD-Bestückungsroboter und eine Stückliste erstellt werden. Die Stückliste kann als klassische Textliste oder als in Excel importierbare CSV-Datei erzeugt werden.

PCBnew unterstützt auch das Einbinden schon vorhandener gerouteter Platinen, so dass aus verschiedenen Platinen Ausschnitte entnommen und zu einer neuen verbunden werden können. Allerdings muss dazu alle nötige Annotation sorgfältigst von Hand vorgenommen werden.

Eine Besonderheit stellt die Fähigkeit von KiCAD dar, „Extended Gerber“ mit dem mitgebrachten Gerberviewer „Gerbview“ nicht nur ansehen zu können, sondern auch als Layout in PCBnew importieren zu können.

Dort kann die Platine bearbeitet werden, z. B. zu größeren Nutzen vervielfacht werden, und wieder als Extended Gerber exportiert werden. Eine weitergehende Bearbeitung ist aber nur möglich, falls eine Netzliste besteht. Diese Netzliste könnte durchaus von Hand unter Benutzung von gerbview und PCBnew erstellt werden. Insofern ist KiCAD für reverse engineering geeignet.

KiCAD ermöglicht auch die 3D-Vorschau der erstellten Leiterplatten. Diese basiert auf Wings 3D. Voraussetzung ist allerdings, dass für die verwendeten Bauteile nicht nur Footprints (in KiCAD Module genannt), sondern auch 3D-Modelle der Bauteile als WRL-Dateien hinterlegt wurden.

Durch die Arbeit einer aktiven Community rund um KiCAD stehen viele Bauteilbibliotheken zur Verfügung.

Der Programmteil Bitmap2component wandelt Bitmaps wahlweise in Symbole oder in Footprints um. Auf diese Weise können also auch Logos oder spezielle Muster für HF-anwendungen in KiCAD importiert werden, sobald sie als Bitmap vorliegen. Diese Funktion ist allerdings sehr neu (im Frühjahr 2011 eingefügt) und eher als experimentell zu bezeichnen.

Mit dem Werkzeug TTConv können AutoCAD *.dxf-Dateien im- und exportiert werden.

Weblinks

• Website des Projekts (französisch/englisch)
• KiCad-Bibliotheken (englisch)
• EN60617 / DIN617 Symbolbibliothek Bibliothek mit Schaltplansymbolen nach EN60617 bzw. DIN617 für KiCAD. Die Originalinstallation von KiCAD enthält KEINE EN60617 / DIN617 Symbole sondern nur amerikanische!
• Anleitung für den Symboleditor, der das Erzeugen und Verändern von Schaltplansymbolen erlaubt. (deutsch)
• Benutzergruppe von KiCad (englisch)
• PHP-Script zum Erstellen von Komponenten für KiCad
• KiCad Wiki auf Sourceforge