KICAD: wstęp i instalacja

Kicad jest programem do projektowania urządzeń elektronicznych, który zdobywa coraz większą popularność. Nie jest to wprawdzie program, przy pomocy którego zaprojektujemy płytę główną od komputera czy dekoder telewizyjny, ale mimo to, można w nim zrobić bardzo wiele użytecznych rzeczy. Pooglądaj moje projekty - wszystkie są zrobione w Kicadzie. Postanowiłem dołożyć swoją cegiełkę do popularyzacji tego programu, pisząc ten kurs, który będę publikował w odcinkach. Mam nadzieję, że po przeczytaniu mojego kursu, docenisz zalety tego programu. 

Dlaczego Kicad?

Kicad jako jedyny program EDA jest całkowicie darmowy również do celów zarobkowych. A kogo to obchodzi, skoro tyle ludzi korzysta z piratów i jest ok? Ludzie potrafią być złośliwi, w szczególności, kiedy chodzi o pieniądze. Wyobraź sobie, że zakładasz wreszcie własną firmę, wygrywasz swój pierwszy przetarg. Nie stać Cię jeszcze na zakup profesjonalnego oprogramowania, wartego kilka, kilkanaście lub kilkadziesiąt tysięcy złotych i korzystasz z pirata. A tu nagle konkurencja wysyła list do odpowiednich służb: "uprzejmie donoszę, że pan x w firmie x czerpie korzyści majątkowe z nielegalnego oprogramowania..." - później tylko kontrole, kary i projekt stoi... Projektując urządzenia w programie Kicad możesz spać spokojnie. 

No dobra, koniec tego straszenia! Liczy się także wygoda obsługi. Mając pewne niemiłe doświadczenia z Eagle mogę z całą stanowczością powiedzieć, że Kicad jest o niebo wygodniejszy. Jest zdecydowanie bardziej intuicyjny w obsłudze, co zwiększa wydajność i szybkość pracy. Dostępnych jest bardzo wiele różnych skrótów i sztuczek, aby maksymalnie skrócić klikaninę i w mig osiągnąć to, co chcesz. Zdarzało mi się zrobić projekt począwszy od rysowania schematu do mozaiki ścieżek w jeden dzień!

Kolejna rzecz, może nieistotna dla elektronika, ale informatykowi się spodoba - Kicad to projekt opensource. Mając chęć i odpowiednie zdolności programistyczne, można dodać do programu własne narzędzie lub zmodyfikować istniejące. Nie ma też problemów w uruchomieniem Kicada na Linuxie. Jeśli chodzi o Windowsa, program jest wyjątkowo mobilny - działa bez instalacji. Jeżeli chcesz przenieść program między komputerami, wystarczy przegrać jego katalog na pendrive i... uruchomić prosto z pendive'a na dowolnym komputerze. 

Skąd ściągnąć program Kicad?

Wejdź na stronę http://www.kicad-pcb.org. Jest to strona domowa Kicada, gdzie możesz szukać pomocy, bibliotek i innych rzeczy. Kliknij Download Kicad, a następnie wybierz ikonkę Windowsa lub Linuxa. W chwili obecnej widzę, że najnowsza jest wersja KiCad-2012-01-19-BZR3256-stable-Win_full_with_components_doc_install.exe tak więc wystarczy ściągnąć instalator, jak w przypadku wszystkich innych programów. Użytkownicy Linuxa oczywiście mają własną wersję.

Po uruchomieniu pliku zgadzamy się na umowę licencyjną, zaznaczamy instalację wszystkich możliwych składników programu i (dla wygody) wybieramy katalog instalacji c:kicad - oczywiście można pozostawić katalog c:program fileskicad, ale często zachodzi potrzeba grzebania w katalogach projektowych, więc warto mieć to pod ręką. Po zakończeniu instalacji program pyta, czy zainstalować edytor modeli Wings3D - istnieje możliwość wizualizacji płytki drukowanej. W Kicadzie znajduje się sporo modeli 3D, więc możesz korzystać z gotowych, a ten edytor nie jest potrzebny do projektowania elektroniki i nie będzie omawiany w dalszej części kursu.

W ciągu kilku lat współpracy z programem, zmodyfikowałem jego biblioteki na tyle, że oryginalne wcale mi się nie podobają. Zmieniłem większość elementów na mniejsze, poprawiłem ich opisy i dodałem własne symbole oraz obudowy. Kurs będzie prowadzony w oparciu o elementy z mojej biblioteki, dlatego udostępniam je tutaj: 

Pliki do pobrania:

• Biblioteki do programu Kicad

Po ściągnięciu, plik należy rozpakować. Pojawią się katalogi library, modules i templete. Otwórz katalog c:/kicad/share. Skasuj oryginalne katalogi o takich nazwach i wrzuć tam moje.

No to startujemy!

Na pulpicie powinna się utworzyć ikona do programu. W przeciwnym razie uruchamiamy program c:/kicad/bin/kicad.exe. Po włączeniu programu ukazuje się okno widoczne na poniższym obrazku. Jeżeli program uruchomił się w wersji angielskiej, wybierz Ustawienia > Język > Polski. Ja już otworzyłem jakiś projekt, aby czymś "wypełnić" to przykładowe zdjęcie poniżej. I tak: z lewej strony mamy drzewko projektu, czyli wszystkie pliki jakie znajdują się w katalogu, w którym jest plik nazwa_projektu.pro; z prawej jest konsola, w której pokazują się komunikaty, a nad nimi są najbardziej istotne przyciski w całym programie, służace do uruchomienia poszczególnych edytorów i narzędzi. 

Program jest w rzeczywistości pakietem programów:

• EESCHEMA - służy do rysowania schematu przy pomocy istniejących elementów bibliotecznych, zawierających symbole. Jeżeli w bibliotekach nie ma symbolu, który potrzebujesz, to EESCHEMA zawiera edytor bibliotek. Po zakończeniu rysowania schematu, generuje się tzw. netlistę, zawierającą spis elementów, połączeń i inne dane potrzebne do dalszych części projektowania. Plik schematu ma rozszerzenie sch.
• CVPCB - jest to bardzo prosty program i służy jedynie o tego, by powiązać elementy schematowe z rzeczywistymi obudowami. Na przykład: rezystor może mieć obudowę SMD ledwo widoczną gołym okiem, może mieć obudowę przewlekaną z drucikami albo może mieć obudowę mocy wielkości butelki od piwa. Plik netlisty ma rozszerzenie net.
• PCBNEW - edytor płytek PCB. Program PCBNEW przygotowuje płytki, które są zdatne do "produkcji domowej". Możliwe jest wykonanie schematu montażowego (de facto w dużej mierze tworzy się sam). Plik płytki ma rozszerzenie brd.
• GERBVIER - Służy do przygotowania plików typu Gerber, w celu zlecenia wykonania płytki w profesjonalnym zakładzie, zwanym potocznie płytkarnią.

Pozostają jeszcze dwa programy, których nie było w poprzednich wersjach. Pierwszy z nich pozwala przekonwertować obrazek na element, a drugi to podręczny kalkulator, przydatny do obliczania szerokości ścieżek, odstępów, linii transmisyjnych, tłumików i innych rzeczy.

Podczas tego kursu, zrobimy sobie prostą sondę logiczną. Narysujemy jej schemat, dobierzemy obudowy i zaprojektujemy płytkę. Aby utworzyć nowy projekt, należy kliknąć pierwszy z lewej przycisk. Proponuję zapisać go w katalogu c:/kicad/sonda i nazwać sonda.pro.