Przeszukaj forum

Ki-Cad to program, a właściwie zbiór programów służących do tworzenia schematów elektrycznych i obwodów drukowanych. Cechuje się dużą możliwością personalizacji interfejsu i posiada kompleksowy zestaw narzędzi pozwalający na przeniesienie pomysłu na gotowy projekt układu. Pełny program można pobrać ze strony producenta: https://kicad-pcb.org/. Pobieramy program, instalujemy go i otwieramy. Ten wpis brał udział konkursie na najlepszy artykuł o elektronice lub programowaniu. Sprawdź wyniki oraz listę wszystkich prac » Partnerem tej edycji konkursu (marzec 2020) był popularny producent obwodów drukowanych, firma PCBWay. Tworzenie projektu Po otwarciu programu ukaże się nam takie oto okno: Tworzymy nowy projekt klikając ikonę z niebieskim folderem i nadajemy mu nazwę. W naszym przypadku będzie to “poradnik-forbot”. Gdy stworzymy nasz projekt razem z nim utworzą się dwa pliki. Pierwszy z rozszerzeniem “.kicad_pcb” służy do projektowania fizycznej wersji układu(tj. rysowania ścieżek na obwodzie drukowanym, stawiania footprintów itp.). Drugi plik z rozszerzeniem “.sch” służy do tworzenia schematu ideowego naszego układu(tj. tworzenie logicznych połączeń, dodawanie logicznym reprezentacji układów itp.). Najprostszym sposobem na stworzenie projektu jest rozpoczęcie go od schematu ideowego, gdyż gdy stworzymy schemat ideowy na schemacie fizycznym automatycznie pojawią się połączenia między footprintami, które ułatwią nam rysowanie ścieżek. Schemat ideowy i dodawanie elementów Schemat ideowy stworzymy za pomocą edytora schematów “Eeschema”. Po otwarciu ukaże się nam taki widok: Po zapoznaniu się z interfejsem możemy wejść w “Ustawienia strony”, aby zmienić jej wymiary, autora, datę itp. W tym projekcie spróbujemy zrobić prostego, okrojonego klona Arduino Pro Mini. Projektowanie warto rozpocząć od postawienia portów zasilania , wykonujemy to poprzez otwarcie interfejsu oznaczonego jako “D”. W “Dodawanie portów zasilania” znajdziemy możliwe do dodania porty zasilania. W moim naszym przypadku użyjemy portu 5V i GND. (widok po otwarciu okna “Dodawanie portów zasilania”) Dodanie portów zasilania w taki sposób jest istotne, aby program mógł poprawnie zinterpretować nasz układ. Gdy już mamy porty zasilania czas dodać elementy elektryczne, klikamy na przycisk “Dodaj Symbol”, ukaże się nam takie oto okno: Analogiczny do interfejsu “Dodawanie portów zasilania”, jednak z większą ilością zakładek. Najpierw dodamy ATmega 328p do naszego schematu. Jest to mikrokontroler używany w Arduino Pro Mini. Szukamy zakładki MCU microchip ATmega, rozwijamy ją i szukamy “ATmega328p-AU”. Skrót AU oznacza, że ten mikrokontroler jest w obudowie TQFP-32, taka sama jak w Arduino Pro Mini. Zaznaczamy i klikamy “ok”, aby dodać element do schematu. Taki element możemy podczas przesuwania obracać klawiszem R ,a także najeżdżając kursorem na element bądź napis kliknąć M ,aby poruszać elementem. Jest to wygodniejsze niż zaznaczanie gdyż zaznaczając możemy przez przypadek oznaczyć także inny element lub połączenie. Następnie, tak samo jak mikrokontroler dodajemy potrzebne rezystory , kondensatory oscylatory itd. Łączymy za pomocą narzędzia “Dodawanie połączeń”. Dodawanie Etykiet Podczas procesu łączenia elementów warto pomyśleć o dodaniu Etykiet. Etykiety pozwalają na połączenie wszystkich pinów do których mają być przyłączone. W ten sposób tworzy się sieć połączeń. Ma to dwie główne zalety w porównaniu do tradycyjnych połączeń. Po pierwsze schemat staje się bardziej czytelny, gdyż przy dużej ilości połączeń może wyjść nieczytelne spaghetti połączeń. Po drugie nadaje to nazwę naszej sieci połączeń, przyda się nam to szczególnie w trakcie projektowania samej PCB. Aby utworzyć Etykietę naciskamy przycisk “dodaj Etykietę globalną”. Nazywamy ją w polu “Etykieta” i umieszczamy na schemacie. Utworzyliśmy tym samym typ etykiety np.”VCC”. Aby dodać kolejną etykietę robimy to samo, tylko nie wpisujemy nazwy w pole etykieta, ale je rozwijamy. Wewnątrz powinna się znajdować nasza etykieta “VCC” wybieramy ją i klikamy “ok”. Tym sposobem dodaliśmy naszą etykietę do schematu. Podobnie jak elementy, etykiety można obracać klawiszem “R”. Teraz, gdy przyłączymy te etykiety do określonych pinów, program połączy je w sieć o nazwie “VCC”. Właściwości elementów i znacznik "niepołączone" Zaznaczając element i klikając przycisk “E” możemy wejść w właściwości danego elementu. Możemy tutaj edytować różne parametry, takie jak ułożenie, wyśrodkowanie napisów itp. A także wpisać wartość naszego elementu( tak jak na rysunku poniżej, oscylator o wartości 16 MHz). Zwróćcie uwagę na znak zapytania obok oznaczenia, oznacza on jeszcze nie nadaną numerację tego elementu. Ważne jest by każdy element był oznaczony, możemy to zrobić za pomocą pewnego narzędzia, które przedstawię wam później. Może się tak zdarzyć że niektóre piny np. w mikrokontrolerze nie będą przez nas używane i do niczego ich nie podłączymy. Należy wtedy użyć narzędzia "znacznik niepołączone" i oznaczyć nim nasze nieużywane piny. (Wtedy program nie będzie wskazywał błędów) (Wygląd gotowego schematu z ATmega328p) Gdy nasz układ jest już połączony zostały nam tylko trzy kroki. Są nimi: numeracja elementów, przypisywanie footprintów do elementów i generowanie listy sieci. Numeracja elementów: Klikamy przycisk “Numerowanie symboli na schemacie”, ukaże nam się taki widok: Klikamy “Numeruj”, narzędzie automatycznie ponumeruje nam elementy na schemacie. Przypisywanie footprintów do elementów: Elementy na schemacie są tylko ideowe, więc trzeba przypisać do nich footprinty, czyli fizyczne miejsca dla elementów na obwodzie drukowanym. Robimy to za pomocą przycisku “Przypisywanie footprintów do symboli”. Następnie ukazuje się nam takie oto okno: W pierwszej kolumnie mamy listę folderów zawierających footprinty, w drugiej symbole z naszego schematu, a w trzeciej rozwinięty, aktualnie otwarty, folder z lewej kolumny. ATmega328p-AU ma już przypisany swój footprint, z uwagi na dostępny tylko ten konkretny model obudowy. Możemy to zmienić, lecz ta obudowa jest w pełni kompatybilna. Do reszty elementów musimy konkretne footprinty przypisać sami. Wyszukujemy w pierwszej kolumnie odpowiedni folder, zaznaczamy go i w trzeciej kolumnie wyszukujemy footprint, który jest nam potrzebny. Klikamy dwa razy lewy przycisk myszy, aby przypisać footprint do naszego symbolu. Jeśli potrzebujemy mieć wgląd w dokładny wygląd footprintu, możemy go zaznaczyć prawym przyciskiem myszy i wyświetlić jego fizyczne przedstawienie na płytce. (Wygląd okna z przypisanymi footprintami) Generowanie listy sieci Gdy już to skończymy musimy jeszcze wyeksportować listę sieci z naszego schematu do pliku , które program Pcbnew (Ten w którym robimy już fizyczny obwód) mógł odczytać nasz schemat. Klikamy więc po zamknięciu przypisywanie footprintów klikamy przycisk “Generowanie listy sieci”. Zaznaczmy zakładkę Pcbnew i klikamy “generowanie listy sieci” . Plik ten zostanie utworzony w folderze naszego projektu. Pcbnew i właściwe tworzenie układu drukowanego Następnie otwieramy program Pcbnew , aby rozpocząć właściwe tworzenie obwodu drukowanego. Po otwarciu programu ukaże się nam taki oto widok: Interfejs jest bardzo podobny do programu Eeshema. Domyślnie program obsługuje dwie warstwy miedzi (warstwa F i warstwa B). Możemy to zmienić wchodząc w “Ustawienia projektowe płytki”. Kiedy zapoznamy się z interfejsem “Pcbnew” możemy przystąpić do załadowania listy sieci, którą zrobiliśmy przed chwilą. Klikamy “Załaduj listę sieci”, ukaże się nam taki widok: Klikamy na ikonkę folderu w prawym górnym rogu i wybieramy naszą wcześniej utworzoną listę sieci. Następnie klikamy przycisk “Uaktualnij PCB”. Dzięki temu wszystkie footprinty, które dodaliśmy do schematu zostaną dodane do naszego obwodu drukowanego. Powinno to wyglądać mniej więcej tak: Jak widać wszystkie footprinty zostały dodane. Dodatkowo zostały utworzone linie pomocnicze, które mówią nam co powinno być sobą połączone na podstawie schematu. Jest to bardzo pomocne, jeśli chcielibyśmy coś dodać do naszego układu, ale nie usuwać istniejących footprintów i połączeń. Możemy jeszcze raz załadować listę sieci. Wtedy zostaną zaaplikowane poprawki, które wykonaliśmy na schemacie. Pamiętajmy także o opcji “Odbuduj połączenia wspomagające”, aby zostały one uaktualnione. Ustawienia obwodu drukowanego Zanim zaczniemy rysować ścieżki warto jeszcze dostosować ich parametry . Robimy to wchodząc w “Ustawienia obwodu drukowanego”. Możemy tam dostosować różne parametry naszego obwodu drukowanego, np.szerokość ścieżek, odległość między ścieżkami itp. oraz przypisać te właściwości do konkretnych sieci w naszym układzie. W naszym przypadku dodamy tylko dwie klasy sieci domyślną oraz zasilania(trochę grubszą z uwagi na większe możliwe prądy przepływające przez te ścieżki). Przypiszemy też klasę zasilania do sieci GND i 5V. Klikamy “ok” i od teraz program automatycznie przełączy nam właściwą szerokość ścieżki w zależności od sieci którą będziemy rysować. Skróty klawiszowe Pcbnew Przejdźmy do właściwego układania footprintów i rysowania ścieżek. Skróty klawiszowe są podobne jak w programie “Eeschema”, też klawisz “M” używamy aby przemieścić obiekt, “R” aby obracać obiekt. Ważny skrót klawiszowy to “V”, gdyż nim przełączmy między warstwami miedzi. Można też, gdy trzymamy obiekt tym klawiszem, przełożyć go na drugą stronę płytki oraz podczas rysowania ścieżki możemy utworzyć przelotkę. Jest to mała metalizowana dziura która pozwala na przejście wertykalne przez płytkę i np. połączyć elementy na dwóch różnych warstwach, stworzyć przejście pod ścieżką która nas blokuje na innej warstwie itp. Istnieje możliwość przełączania się tym klawiszem między warstwami, gdy nie jest zaznaczony żaden element. Strefy Warto pomyśleć o dodaniu warstw miedzi jako masę na całej dolnej warstwie naszej płytki. Nie tylko ułatwi to nam dołączanie elementów do uziemienia ale także zapewni proste ekranowanie układu. Robimy to za pomocą narzędzia “Dodaj strefy”. Naszym oczom ukaże się takie oto okno: Zaznaczamy warstwę “B.Cu” oraz wybieramy sieć “GND”, resztę ustawień pozostawiamy domyślne. Następnie klikamy “OK”. Potem fizycznie musimy narysować obrys strefy na naszym układzie. Strefa następnie zostanie dodana na całym obrysowanym przez nas obszarze. Musimy też pamiętać że podczas rysowania w obszarze strefy nie aktualizuje się on w czasie rzeczywistym i musimy po dokonaniu jakiś zmian nacisnąć klawisz “B”, aby na nowo wypełnić strefę (np. strefa usuwa się z utworzonych przez nas ścieżek, elementów oraz wypełniła puste miejsca na płytce) Po tym możemy już spokojnie połączyć wszystkie elementy układu. Oto efekt: (Gotowy układ z uruchomioną kontrolą DRC. Wszystko jest dobrze , nie ma błedów) Warto po zakończonej pracy sprawdzić układ kontrolą DRC, aby upewnić się że wszystko jest odpowiednio połączone, itp. Należy też pamiętać że : Ścieżki powinny zginać się pod kątem 45 stopni nie 90 stopni Napisy warstwy opisowej (np. C1 , R2 itp. zaznaczone kolorem zielonym) nie powinny się znajdować na padach lutowniczych naszych footprintów) (Przegląd 3D naszego układu) Po kliknięciu przycisku ALT+3 możemy włączyć widok 3D naszej płytki , aby zobaczyć jak wygląda i czy napisy są umieszczone czytelnie. Eksportowanie projektu Na końcu, aby wyeksportować naszą płytkę tak, aby fabryka PCB mogła ją zrobić należy wejść w “Rysuj”. Ukaże się nam takie okno. Zależnie od fabryki, w której będziemy chcieli wyprodukować płytkę, możemy użyć różnych formatów projektu. Zazwyczaj potrzeba plików w formacie GERBER. Zaznaczamy, więc warstwy jakie chcemy wyeksportować, wybieramy format wyjściowy i folder wyjściowy(jeśli tutaj nic nie wybierzemy program utworzy nam pliki w folderze projektu). Następnie klikamy “Rysuj”, a potem “Generuj pliki wierceń”, aby stworzyć pliki wierceń (wyświetli nam się podobne okienko w którym możemy wybrać format wyjściowy itp.). I takim sposobem stworzyliśmy swoją pierwszą płytę w KiCadzie. Dziękuję za uwagę! Aleksander Flont

Witam. Chcemy dla Was udostępnić w najbliższym czasie nową usługę, profesjonalny montaż SMT Waszych płytek. Poniższa ankieta pomoże nam sprecyzować Wasze oczekiwania, tak by każdy z Was mógł sobie pozwolić na zmontowanie swojego układu na automacie. Niezależnie czy potrzebujesz 1 sztuki czy całej partii zrobisz to w przystępnej cenie. Zapraszam do wypełniania: https://forms.gle/w8BWFaaSCj9XHg2w6

Zlecę zaprojektowanie przetwornicy DC/DC o parametrach: Napięcie wej. 17-60V (minimum 18-50V, mile widziane 17-70V ) Napięcie wyj. 2x12V lub 24V (lepiej 2x12V) Moc około 3W (minimum 2,5W) Separacja galwaniczna wej/wyj Wymiary maksymalne: 20mmx30mm wys. 15mm. Koszt produkcji ( seryjnej) do 15zł (mile widziane mniej) Części łatwo dostępne w Polsce Przetwornica nie może się za bardzo grzać. Można wykorzystać ścieżki na płytce PCB jako uzwojenia (plus rdzeń) Mile widziana faktura VAT