Založit webové stránky nebo eShop

KiCAD a vše o návrhu a zhotovení plošných spojů

Práce s KiCADem

 
 
 
Postup tvorby desky plošného spoje v KiCADu, krok za krokem.
 
Začneme v EESchema vytvořením výkresu schéma zapojení.
 
1. Nakreslit schéma zapojení desky.
( nemáme - li v projektu nastavené pravidelné průběžné ukládání na HDD např. 1 x za 10 minut, během tvorby výkresu, tak  naši práci alespoň občas uložíme příkazem Save potože se může stát cokoliv, včetně výpadku elektřiny ).
 
 
2. Provédst očíslování referencí součástek ve výkresu ( R1,R2... atd. )
( kliknutím na tlačítko se symbolem součástky s otazníkem . Tam lze volit ještě i další věci, ale ve většině případů lze ponechat všechna klikátka nastavená defaultně ).
 
 
3. Provédst kontrolu výkresu (ERC), klikem na tlačítko lupy se zatržítkem.
( Electric rule check ) Kontrola schematu zapojení.
 
( tím se provede tzv. Schematic rules design check - kontrola výkresu. Warning je nekritická chyba - jen jakési upozornění. Error už je chyba kterou je nutno podle značek ve výkresu ( které na výkresu kontrolní utilita vytvoří, řešit. Jsou vypsány souřadnice problému a ten je nutno podle nich dohledat a odstranit).
 
4. Nakonec provédst to nejdůležitější - vygenerování netlistu.
( kliknutím na tlačítko se symbolem jakéhosi OZ a pady se symbolem rastru - vygenerovat netlist . Vytvoří se tak soubor - databáze o propojení schematických značek, které jsme provedli ve výkresu.
 
(Netlist je zcela klíčový program pro    CVpcb  v němž se na jeho základu, schematickým značkám přidělí už zcela konkrétní pouzdra součástek a celá databáze se pak už stane kompletní ).
 
Předáváte - li někomu výkres/výkresy, musíte mu spolu s výkresy -  *.sch  a  projektovým souborem *.pro poslat také soubor cache.lib kde jsou obsažené vámi nadefinované (speciální) schematické značky, jinak dotyčný příjemce, místo nich na výkresu uvidí pouze bloky s otazníky. Vůbec nejlepší je, poslat mu celý projekt zaZIPovaný přímo v KiCADu. Viz příslušné tlačítko v KiCAD mannageru.
 
 
Dále pokračujeme v CVpcb přidělením konkrétních pouzder součástek schematickým značkám.  
5. Přidělení konkrétních pouzder součástek schematickým značkám.
( Na levém panelu máme výpis schematických značek použitých v našem  výkresu a na pravém panelu se nabízí výběr součástek v použitých knihovnách, které jsme si nadefinovali CVpcb - Properties/ Configuration.   jako aktuální pro náš projekt.)
 
Zdánlivě tu chybí nějaké klikátko, jímž vlastní přiřazení provádíme, ale je to vyřešeno Šalamounsky. Dvojklikem na vybrané pouzdro součástky na pravém panelu, se toto pouzdro přiřadí přisvcené schematické značce na levém panelu. Přisvícené řádky v obou panelech mají totiž 2 stupně jasu. Alespoň v Linuxové verzi to tak je.
 
Po přiřazení pouzder všem schematickým značkám vygenerujeme kompletní netlist a soubor pochopitelně uložíme na disk k dalšímu použití.
 
 
A vše zakončíme v PCBnew vlastním routováním ( taháním spojů ) - tvorbou pl. spoje.
6. Natáhneme do PCBnew kompletní databázi propojení - netlist.
( Učiníme to kliknutím na tlačítko  Read Netlist . Jakmile toto provedeme, všechna pouzdra součástek
jsou ihned na výkresu desky, naházena na jednom místě přes sebe, tak že vám to připadá, že je jich jaksi málo, ale je to jenom dojem, protože jsou na sobě a vzájemně se překrývají ).
 
Pokud je chcete rozmístit plošně vedle sebe, musíte kliknout na tlačítko nahoře uprostřed -  Manual and automatic move or place of modules  a nechat se védst možnostmi v nabídce, při stisknutí pravého myšítka. Je tam mimo jiné i umístění všech součástek zhruba na místo, které jste před tím definovali klikem myši.
 
( Upřímě řečeno, je mi záhadou, proč se pouzdra součástek hned plošně někam nerozmístí samy, po natažení netlistu, tak jako to dělá například   Eagle . K čemu je dobré že jsou součástky po natažení netlistu zprvu jaksi na jedné "kupě". Opravdu nevím, ale budiž! )
 
A to je už asi všechno! Pouzdra součástek máte na ploše, nyní vám nezbývá, než v patřičné vrstvě (edge) nakreslit obrys desky a součástky na ní vhodně rozmístit a routit a routit...
 
Změna tloušťky čar modulů, kót, a jiných grafických symbolů a jejich barev je nastavitelná. Dále se dají v Design Rule Check nastavit velikosti prokovů - vias a to jak letovací plošky, tak díry v nich. Potom je jen klikem myší volíme z roletky nahoře. Stejný postup je i při volbě tloušťky spojů, které po nadefinování v Design Rule Check volíme myší v roletce vlevo nahoře. Ze začátku je tam vždy jen defaultní tloušťka  0.203 mm!
 
V jiné záložce Design Rule Check můžeme definovat třídy spojů - Net Class.
Např: napájecí vodiče se budou vždy tahat 0,8 mm - Napáj1   0.8 mm, datové spoje se budou automaticky tahat 0,25 mm - Data  0,25 mm atd. a to jak při ručním roucení tak s nima bude pracovat i autorouter.
Volba změny rastru je dostupná snad odkudkoliv.
Nastavit parametry si můžete i při hlídání ERC nebo DRC nebo ono hlídání zcela zakázat!
 
Prostě takřka všechno si v KiCADu můžete nadefinovat ku obrazu svému - zvolit a uložit na disk.
 
Nezapomínejte všude v KiCADu používat rychlou nápovědu - tzv. Hotkeys stiskem otazníku!
 

Opusťte myšlenku že autoplacer a autorouter vám rychle udělá pěkný, jednoduchý a levný spoj,
v duchu hesla VYPNI MOZEK - DŘINU STROJŮM.
 
Upozorňuju, že autorouter není všespasitelný a jediným možným řešením vedoucím k zaručenému úspěchu! Naopak.
 
Není li kontrolován lidským faktorem, natahá spoustu nesmyslných, spojů vygeneruje desítky zbytečných prokovů - vias. Celá věc se s použitím vícevrstvého plošného spoje v amatérských podmínkách komplikuje a v profesionálních podmínkách navíc prodražuje!
 
Výroba vícevrstvého spoje je vždycky technologicky daleko náročnější a tím pádem i dražší !!!
Aplikovatelnost na 1 kus desky je komplikovaný a drahý nesmysl a pro jednovrstvý spoj snad ani autorouter reálně použít nelze!   Jediná cesta je kombinovat manuální roucení s autorouterem a stále zhodnocovat a kontrolovat!! Pomáhat si zamykáním pouzder a spojů na které autorouter nesáhne. 
 
Pokud už děláte opravdu nějaký složitý vícevrstvý spoj a používáte autorouter je vždycky nutné, jeho práci kontrolovat a to v tom smyslu, aby na desce "nenasekal" desítky zbytečných prokovů a spojů, protože tím se výroba desky prodražuje, ( cena desky se většinou odvíjí od počtu prokovů - vias ), ale co je hlavní  zvyšuje se pravděpodobnost výskytu chyb   problémem je zejména v prokovech, ale i v jiných místech takového zbytečně složitého pl.spoje !!!
 
( Řečnická otázka:  Proč si myslíte že ve spotřební elektronice najdete v drtivé míře jednostrané plošné spoje s desítkami, možná stovkami drátových propojek ? - odpověď  zní CENA ! ) Oboustrané DPS se dělají pouze tam kde se výrobky dělají po tisícových sériích a je u nich vyžadovaná brutální miniaturizace. (Mobilní telefony, tablety, MP3 přehrávače a podobná zařízení).
 
Vůbec nejlepší je kombinovat autorouter a manuální roucení a používat   Net Class   - třídy spojů.
Prostě navrhnout dobrý, složitý vícevrstvý spoj je činnost hodně časově náročná, neikoliv na jedno nedělní odpoledne, nicméně i v KiCADu je velký projekt možný, protože je ničím neomezený.
 
 Ve většině případů však v amatérské praxi vystačíte s jednostranným plošným spojem ( i SMD )  !!!
 
Je dobré v průběhu návrhu desky přizpůsobovat průběžně schéma zapojení, navrhované desce, ( což je v KiCADu snadné! ) Plošný spoj potom vychází daleko jednodušeji a bez zbytečných drátových propojek ( Příklad: přece LED4 nemusí jít na pin P1.0 procesoru, může jít klidně na P2.3 , v SW se to přece uzpůsobí raz dva a pl. spoj vyjde o mnoho jednodušší! ) Ale netýká se to vždy jen SW! Prostě    je dobré, schéma zapojení přizpůsobit plošnému spoji !!!   ).
 
Klemy - drátové propojky uskutečníme tak, že je vytvoříme s použitím via - průchodem na druhou stranu plošného spoje - stranu součástek ( červenou ) a zase zpět! (   I u via jde totiž definovat velikost plošky i otvoru v ní   ). Není třeba si drátové propojky definovat v knihovně jako pouzdra součástek a vkládat je zpětně i do schéma zapojení! Ve schématu to potom vypadá velice zvláštně a také to hodně zdržuje !
 
Pokud zhotovujeme plošné spoje amatérsky na laserové tiskárně, platí to, že letovací ploška - pad má vždy 2 x větší průměr než otvor v ní - díra - drill. Ale nevadí to ani při profesionální výrobě u výrobce PCB.
 
Je také dobré vytvořenou desku nakonec zkontrolovat pomocí DRC, klikem na tlačítko lupy se zatržítkem.
( Design rule check )  Kontrola desky PCB.
 

Předáváte-li někomu podklady - výkres desky, musíte mu spolu s výkresem  *.brd  a  projektovým souborem *.pro poslat také vámi vytvořená speciální pouzdra (footprinty), příkazem Create footprint archive, kde jsou obsažená vámi nadefinovaná (speciální) pouzdra součástek, jinak dotyčný příjemce místo nich uvidí pouze bloky s otazníky. Vůbec nejlepší je, poslat mu celý projekt zaZIPovaný přímo v KiCADu. Viz příslušné tlačítko v KiCAD mannageru.
 
( Toto se pochopitelně nevztahuje na data pro výrobce PCB ve formátu GERBER 274X a Excellon. )
 
 
 
Gerb View    Prohlížeč výsledných dat formátu Gerber 274X 
Tento program snad ani amatér při zhotovování několika kusů plošného spoje nepoužije!
Pomocí něho lze výsledná data Gerber, Excellon a další zviditelnit uživateli, a umožnit tak, jejich finální - vzájemné prohlížení - a provéds tak poslední kontroly, před zadáním motivu pl. spoje do výroby. Jednotlivé vrstvy jdou totiž skládat na sebe a vzájemně porovnávat, jako skutečné celuloloidové filmy ve výrobě.
 
Gerb View použije nejspíš asi jenom ten, kdo desky zadává do průmyslové - hromadné výroby, k posledním kontrolám kompletního návrhu desky ).
 
 
 
TOPlist