Pcbnew est un outil logiciel puissant de création de circuits imprimés disponible pour les systèmes d’exploitation Linux, Microsoft Windows et Apple OS X. Pcbnew est utilisé en combinaison avec le programme de saisie de schéma Eeschema pour créer des circuits imprimés.

Pcbnew gère des librairies d’empreintes. Chaque empreinte est le dessin d’un composant physique, incluant les pastilles qui établissent les connexions sur le circuit. Les empreintes nécessaires sont automatiquement chargées lors de la lecture de la Netliste. Toute modification des sélections d’empreintes ou de l’annotation peut être effectuée dans le schéma et mise à jour dans Pcbnew par la régénération de la netliste et sa relecture dans Pcbnew.

Pcbnew fournit un outil de vérification des règles de conception (DRC), qui évite les problèmes de distance entre les pistes ou les pastilles, et qui évite également les mauvaises ou les non-connexions de lignes électriques. Lors de l’utilisation du routeur interactif, il vérifie en permanence les règles de conception et vous aide à tracer automatiquement des pistes individuelles.

Pcbnew fournit un affichage du chevelu, montrant les liaisons des broches d’empreintes qui sont connectées sur le schéma. Ces connexions suivent dynamiquement le déplacement des empreintes et le tracé des pistes.

Pcbnew a un autorouteur simple mais efficace, pour aider à la production du circuit imprimé. L’Export/Import au format dsn SPECCTRA lui permet également l’utilisation d’autres auto-routeurs plus avancés.

Pcbnew fournit des fonctions spécifiquement prévues pour la production de circuits micro-ondes à ultra hautes fréquences (comme les pastilles de formes trapézoïdales ou complexes, le tracé automatique de bobines sur le circuit imprimé, etc…​).

La plus petite unité dans Pcbnew est de 1 nanomètre. Toutes les dimensions sont stockées sous forme de nanomètres.

Pcbnew peut générer jusqu’à 32 couches de cuivre, 14 couches techniques (sérigraphies, masques de soudure, adhésif de composant, pâte à souder et découpes des contours), plus 4 couches auxiliaires (dessins ou commentaires), et il gère en temps réel l’affichage du chevelu des pistes manquantes (rats nest).

L’affichage des éléments du PCB (pistes, pastilles, textes, dessins …​) est personnalisable :

Sur des circuits complexes, on peut choisir de cacher des couches, des zones ou les composants pour plus de clarté à l’écran. Les pistes peuvent aussi être mises en surbrillance pour fournir un contraste élevé.

Les empreintes peut être orientées sous n’importe quel angle, avec une résolution de 0.1 degré.

Pcbnew inclut un éditeur d’empreintes qui permet d’éditer individuellement les empreintes d’un PCB ou celles d’une librairie.

L’éditeur d’empreinte apporte plusieurs outils permettant de gagner du temps :

Les pastilles d’empreintes ont un ensemble de propriétés ajustables. Les pastilles peuvent être rondes, rectangulaires, ovales ou trapézoïdales. Pour les composants traversants, les perçages peuvent être décalés à l’intérieur des pastilles et être de forme ronde ou en forme de rainure. Les pastilles individuelles peuvent aussi être orientées et avoir des masques de soudure, de net, ou de pâte propres. Les pastilles peuvent également avoir une connexion pleine ou une connexion thermique pour faciliter la fabrication. Toute combinaison de pastilles individuelles peut être placée à l’intérieur d’une empreinte.

Pcbnew génère de façon aisée les fichiers nécessaires à la production :

Du fait du grand besoin de précision et de contrôle nécessaire, il est grandement suggéré d’utiliser une souris 3 boutons dans Pcbnew. Beaucoup de fonctions, comme les déplacements, le zoom, etc.. requièrent une souris 3 boutons.

Dans cette nouvelle version de KiCad, Pcbnew a vu des changements radicaux apportés par les développeurs du CERN. Ceci inclut des fonctionnalités telles qu’un nouveau moteur de rendu (modes OpenGL et Cairo), un routeur interactif "push and shove", le routage et l’ajustage des tracés différentiels et des méandres, un éditeur d’empreinte retravaillé, et beaucoup d’autres fonctions. Veuillez noter que la plupart de ces nouvelles fonctionnalités existent uniquement dans les nouveaux modes d’affichage OpenGL et Cairo.

L’installation est décrite dans la documentation de KiCad.

Un fichier de configuration par défaut kicad.pro est fourni dans kicad/share/template. Ce fichier est utilisé comme configuration initiale de tous les nouveaux projets.

Ce fichier peut être modifié pour configurer les librairies à charger.

Pour ce faire :

As of release 4.0, Pcbnew organises the footprint libraries using files called "footprint library tables". A footprint library table contains descriptions of some number of individual footprint libraries, along with a "nickname" for each library, which is used to refer to that library when referencing a footprint.

There are several kinds of library supported by Pcbnew, each of which is supported by a "plugin":

It is allowed to have footprints with the same name in different libraries. The footprint will be stored as a combination of library and footprint name, ensuring that the correct footprint is loaded from the appropriate library.

There are two footprint library tables: the global one and the project one.

Dans Pcbnew, il est possible d’exécuter des commandes de plusieurs façons :

L’image ci-dessous montre certains moyens d’accéder à ces opérations :

Pendant la mise en place des éléments, le curseur se déplace sur une grille. La grille peut être activée ou désactivée à l’aide d’une icône de la barre d’outils de gauche.

Chacune des tailles de grille prédéfinies, ou une taille de grille définie par l’utilisateur, peuvent être choisies à l’aide du menu contextuel, ou par le menu déroulant de la barre d’outils du haut. La définition d’une taille de grille par l’utilisateur se fait en utilisant le menu Dimensions → Grille.

Le niveau de zoom peut être changé par les méthodes suivantes :

The cursor coordinates are displayed in inches or millimeters as selected using the 'In' or 'mm' icons on the left hand side toolbar.

Quelle que soit l’unité sélectionnée, Pcbnew travaille toujours avec une précision de 1/10000 d’inch.

La barre d’état au bas de la fenêtre affiche :

De plus, la position relative du curseur peut être affichée en utilisant des coordonnées polaires (angle + rayon). Ceci peut être activé ou désactivé par une icône de la barre d’outils de gauche.

Beaucoup de commandes sont accessibles directement par le clavier, majuscules ou minuscules. La plupart des raccourcis sont affichés dans les menus. Certains n’apparaissant pas sont :

Les opérations de déplacement, inversion (miroir), copie, rotation et suppression de blocs sont toutes disponibles via le menu contextuel. On peut également zoomer sur la zone décrite par le bloc.

Le cadre du bloc est tracé en déplaçant la souris tout en maintenant le bouton gauche enfoncé. L’opération est exécutée lorsque le bouton est relâché.

En maintenant une des touches Shift ou Ctrl, ou Shift et Ctrl ensemble, ou Alt, pendant le tracé du bloc, les fonctions inverser, tourner, supprimer ou copier sont automatiquement sélectionnées comme indiqué dans le tableau ci-dessous :

Quand une opération est faite sur un bloc, une fenêtre de sélection apparaît, qui permet de choisir les éléments concernés par l’action.

Any of the commands above can be canceled via the same pop-up menu or by pressing the Escape key (Esc).

Les unités utilisées pour afficher les dimensions sont en pouces (inches) et en mm. L’unité souhaitée est sélectionnée en cliquant sur une des icônes de la barre d’outils de gauche : . Mais on peut aussi entrer l’unité utilisée pour définir une valeur, lors de la saisie d’une nouvelle valeur.

Les unités acceptées sont :

Les règles sont :

La barre des menus du haut permet d’accéder aux fichiers (chargement et enregistrement), aux options de configuration, d’impression, de tracé, et aux fichiers d’aide.

Cette barre d’outils donne accès aux principales fonctions de Pcbnew.

Cette barre d’outils contient les outils d’édition pour modifier le circuit affiché dans Pcbnew.

La barre d’outils de gauche contient les options de contrôle et d’affichage qui agissent sur l’interface de Pcbnew.

Un clic droit de la souris ouvre un menu contextuel dont le contenu dépend de l’élément pointé par le curseur.

Celui-ci donne accès au :

Les captures d’écrans plus bas montrent à quoi ressemblent ces menus contextuels.

Il y a 3 modes lors de l’utilisation des menus contextuels. Ces modes ajoutent ou suppriment certaines commandes spécifiques dans les menus contextuels.

D’une manière générale, une feuille schématique est liée à un circuit imprimé au moyen d’un fichier netliste, qui est normalement produit par l’éditeur utilisé pour faire le schéma. Pcbnew accepte des fichiers de netliste faits avec Eeschema ou Orcad PCB 2. Le fichier netliste, généré à partir du schéma, ne contient généralement pas les empreintes associées aux différents composants. Par conséquent, une étape intermédiaire est nécessaire. Au cours de cette étape intermédiaire, l’association des composants schématiques avec des empreintes physiques est effectuée. Dans KiCad, c’est CvPcb qui est utilisé pour créer cette association et un fichier nommé *.cmp est produit. CvPcb met également à jour le fichier netliste en utilisant ces informations.

CvPcb peut également produire un "fichier stuff" *.stf, qui peut servir à la rétro-annotation du champ F2 de chaque composant dans le schéma, épargnant ainsi la tâche de ré-assignation d’empreintes à chaque passe d’édition du schéma. Dans Eeschema, la copie d’un composant copiera également l’affectation de l’empreinte, et marquera la référence comme non affectée pour l’annotation auto-incrémentielle qui suivra.

Pcbnew lit le fichier netliste .net modifié et, s’il existe, le fichier .cmp. Dans le cas d’une empreinte ayant été changée directement dans Pcbnew, le fichier .cmp est automatiquement mis à jour, évitant ainsi l’obligation d’exécuter CvPcb à nouveau.

Reportez-vous à la figure du manuel "Getting Started in KiCad" (Démarrer avec KiCad), section Échanges de données dans KiCad qui illustre le flux des données de KiCad, et comment sont obtenus les fichiers intermédiaires utilisés par les différents outils logiciels qui composent KiCad.

Après avoir créé votre schéma dans Eeschema :

Pcbnew chargera alors automatiquement toutes les empreintes nécessaires. Les empreintes pourront alors être placées sur la carte, manuellement ou automatiquement, et les pistes tracées.

Si le schéma est modifié, après qu’un circuit imprimé ait été généré, les étapes suivantes doivent être répétées :

Pcbnew chargera alors automatiquement les nouvelles empreintes, ajoutera les nouvelles connexions et supprimera les connexions redondantes. Ce processus, appelé annotation "vers l’avant" (forward annotation), est un processus très courant quand un PCB est réalisé et mis à jour.

Pcbnew peut travailler avec 50 différentes couches (ou layers) :

To open the Layers Setup from the menu bar, select Setup → Layers Setup.

The board thickness, number of copper layers, their names, and their function are configured there. Unused technical layers can be disabled.

Le choix de la couche de travail peut se faire de plusieurs façons :

Si le bouton Ajouter pistes et vias est sélectionné sur la barre d’outils de droite, le menu contextuel offre la possibilité de changer la paire de couches utilisée pour les vias :

Cette sélection ouvre une boite de dialogue qui permet le choix des couches utilisées pour les vias.

When a via is placed the working (active) layer is automatically switched to the alternate layer of the layer pair used for the vias (unless 'Shift' is held when adding the via).

One can also switch to another active layer by hot keys, and if a track is in progress, a via will be inserted.

On entre dans ce mode quand l’outil : est activé (barre d’outils de gauche).

Dans ce mode, la couche active est affichée comme dans le mode normal, tandis que toutes les autres couches sont affichées en gris.

Il y a deux cas où c’est utile :

Il est souvent nécessaire de modifier un circuit après un changement dans le schéma.

Le changement d’une empreinte (ou plusieurs empreintes identiques) vers une autre est très utile, et très facile :

Options de 'Changer Empreinte(s)' :

Il faut choisir un nouveau nom d’empreinte et utiliserc:

Lors du déplacement d’empreintes, le chevelu de l’empreinte (les connexions aux autres composants) peut être affiché pour aider au placement. Pour afficher ce chevelu, le bouton de la barre d’outils de gauche doit être activé.

Sélectionnez l’empreinte avec le bouton droit de la souris, puis choisissez la commande Déplacer dans le sous-menu de l’empreinte. Déplacez l’empreinte à la position désirée et placez la avec le bouton gauche de la souris. Si nécessaire, l’empreinte sélectionnée peut également être tournée, renversée ou modifiée. Sélectionnez Annuler dans le menu (ou appuyez sur la touche Echap) pour annuler.

Ici vous pouvez voir l’affichage du chevelu de l’empreinte lors d’un déplacement :

Le circuit, une fois que toutes les empreintes ont été placées, peut ressembler à ça :

D’une manière générale, les empreintes ne peuvent être déplacées que si elles n’ont pas été "Verrouillées". Cet attribut peut être activé ou désactivé à partir du menu contextuel (clic droit de la souris sur l’empreinte), en étant en Mode empreinte, ou par le menu Éditer Paramètres de l’empreinte.

Comme indiqué dans le chapitre précédent, les nouvelles empreintes chargées lors de la lecture de la netliste apparaissent empilées en un seul endroit du circuit. Pcbnew permet la répartition automatique des empreintes, afin de les sélectionner et les placer à la main plus facilement.

S’il y a une empreinte sous le curseur :

S’il n’y a rien sous le curseur :

Dans les deux cas, les commandes suivantes sont disponibles :

Les options générales sont accessibles par le menu Préférences → Général.

La fenêtre ressemble à ceci :

Pour la création de pistes, les paramètres nécessaires sont :

Pcbnew vous permet de définir différents paramètres de routage, pour chaque équipotentielle (ou net). Les paramètres sont définis pour des groupes de nets.

Une netclasse spécifie :

Manual routing is often recommended, because it is the only method offering control over routing priorities. For example, it is preferable to start by routing power tracks, making them wide and short and keeping analog and digital supplies well separated. Later, sensitive signal tracks should be routed. Amongst other problems, automatic routing often requires many vias. However, automatic routing can offer a useful insight into the positioning of footprints. With experience, you will probably find that the automatic router is useful for quickly routing the 'obvious' tracks, but the remaining tracks will best be routed by hand.

Pcbnew peut afficher le chevelu complet, si le bouton est activé.

Le bouton permet de mettre en surbrillance un net (équipotentielle). Cliquez sur une pastille ou sur une piste pour mettre en surbrillance le net correspondant.

La vérification des règles électriques (DRC) vérifie le tracé des pistes en temps réel pendant la création. On ne peut pas créer une piste qui ne corresponde pas aux règles de la DRC. Il est possible de désactiver la DRC en cliquant sur un bouton. Ceci n’est cependant pas recommandé, et il ne faudra l’utiliser que dans des cas spécifiques.

When clicking on a track or a pad, Pcbnew automatically selects the corresponding Netclass, and the track size and via dimensions are derived from this netclass.

As previously seen, the Global Design Rules editor has a tool to insert extra tracks and via sizes.

Avant d’utiliser le routeur interactif, veuillez effectuer les deux choses suivantes :

Pour activer l’outil de routage, appuyez sur le bouton du Routeur Interactif , ou sur la touche X. Le curseur va se transformer en une croix, et le nom de l’outil apparaîtra dans la barre d’état.

Pour débuter une piste, cliquez sur un élément (pastille, piste ou via), ou appuyez sur la touche X, tout en survolant un élément avec la souris. La nouvelle piste utilise le net de l’élément de départ. Un clic, ou l’appui sur X, sur un circuit vide, démarre une piste sans aucun net assigné.

Déplacez la souris pour définir la forme de la piste. Suivant le mode, le routeur essayera de suivre la trace de la souris, en contournant les obstacles immobiles (comme les pastilles) et en repoussant les pistes/vias gênantes sur le parcours. Le retrait du curseur de la souris remettra à leurs anciens emplacements les éléments repoussés.

Un clic sur un élément, pastille/piste/via, appartenant à la même équipotentielle (net) termine le tracé. Un clic sur un espace vide fixe les segments de piste déjà tracés et continue le routage de la piste.

Pour interrompre le tracé et annuler les changements (éléments repoussés, etc…​), appuyez simplement sur Echap.

Pressing V or selecting Place Through Via from the context menu while routing a track attaches a via at the end of the trace being routed. Pressing V again disables via placement. Clicking in any spot establishes the via and continues routing (unless 'Shift' is held).

En appuyant sur /, ou en sélectionnant Commuter Orientation dans le menu contextuel, on bascule la direction initiale du segment de piste entre directe ou diagonale.

Il y a plusieurs façons de sélectionner une largeur de piste / taille de via, ou de la changer pendant le routage :

Le routeur peut faire glisser des segments de piste, des virages et des vias. Pour tracter un élément, cliquez dessus avec la touche Ctrl enfoncée, ou survolez le à la souris et appuyez sur G, ou encore sélectionnez Drag Piste/Via dans le menu contextuel. Terminez le déplacement en cliquant à nouveau, ou annulez en appuyant sur Echap.

The router behavior can be configured by pressing E or selecting Routing Options from the context menu while in the Track mode. It opens a window like the one below:

Les options sont :

Les connexions de pastilles (et pistes) vers les zones de cuivre remplies sont vérifiées par le moteur de la DRC. Pour connecter les pads, une zone doit être remplie (et pas seulement créée). Pcbnew se sert de segments de piste ou de polygones pour remplir les zones de cuivre.

Chaque option a ses avantages et ses inconvénients, le principal inconvénient étant une augmentation du temps de rafraîchissement de l’écran sur les machines les plus lentes. Le résultat final sera toutefois le même.

Pour des raisons de temps de calcul, le remplissage de la zone n’est pas refait après chaque changement, mais seulement :

Les zones cuivrées doivent être remplies ou re-remplies après avoir fait des modifications de pistes ou de pastilles. Les zones cuivrées (généralement les plans de masse et de puissance) sont généralement rattachées à une équipotentielle (net).

Pour créer une zone cuivrée, vous devez :

Pcbnew essaie de remplir toutes les zones en une seule pièce et, normalement, il n’y a pas des blocs de cuivre non connectés. Il peut arriver que certaines zones ne soient pas remplies. Les zones ne faisant partie d’aucun net ne sont pas nettoyées et peuvent avoir des zones isolées.

Quand vous remplissez une zone, vous devez choisir :

Une zone remplie doit être existante. Pour ajouter une zone vide (une surface non-remplie à l’intérieur de la zone remplie) :

Un contour de zone peut être modifié par :

Si des polygones se chevauchent, ils seront combinés.

Pour cela, cliquez du bouton droit sur un angle ou un bord, et choisissez la commande appropriée.

Voici un angle de zone interdite qui a été déplacé :

Voici le résultat final :

Les polygones ont été combinés.

Par un clic droit sur le contour, et en choisissant 'Éditer les propriétés de la Zone', on ouvre la fenêtre des paramètres de la zone. Les paramètres initiaux peuvent y être rentrés. Si la zone est déjà remplie, elle devra être re-remplie.

Quand le circuit est terminé, on doit remplir ou re-remplir toutes les zones. Pour celà :

Après la modification d’un schéma, vous pouvez changer le nom de chaque net. Par exemple, VCC peut être changé pour +5V.

Lors de la vérification globale des règles de conception, Pcbnew vérifie si le nom de net d’une zone existe, et affiche une erreur dans le cas contraire.

Il faudra modifier manuellement les paramètres de zone, pour remplacer l’ancien nom de net par le nouveau.

Sélectionnez l’outil

La couche active doit être une couche cuivrée.

Après un clic sur le point de départ, cette fenêtre s’ouvre :

On peut choisir les éléments interdits :

Quand une piste ou une via est à l’intérieur d’une zone interdite qui ne l’autorise pas, une erreur DRC sera générée.

Pour les zones cuivrées, la surface à l’intérieur d’une zone interdite sans zone cuivre ne sera pas remplie. Une zone interdite est comme une zone remplie, l’édition de son contour est identique à celle des zones cuivrées.

La génération des fichiers nécessaires à la production de votre circuit imprimé comprend les étapes préparatoires suivantes.

Voici un exemple montrant l’ensemble de ces éléments, à l’exception des plans de masse qui ont été omis pour une meilleure visibilité :

Un repère de couleur pour les 4 couches cuivrées a également été ajouté :

Avant de générer les fichiers de fabrication, un dernier test global de la DRC est très fortement conseillé.

Les zones seront remplies ou re-remplies au lancement de le DRC. Appuyez le bouton pour ouvrir la fenêtre de la DRC :

Réglez les paramètres en conséquence, puis appuyez sur le bouton "Démarrer DRC".

Cette vérification finale vous permettra d’éviter de mauvaises surprises.

Définissez le point d’origine des coordonnées pour le photo-traceur et les fichiers de perçage, il faut placer l’axe auxiliaire sur cet origine. Utilisez l’icône . Déplacer l’axe auxiliaire par un clic gauche sur l’emplacement choisi.

Cela se fait par le menu Fichiers/Tracer, qui fait apparaître la fenêtre suivante :

Habituellement, les fichiers sont au format GERBER. Néanmoins, il est possible de produire des fichiers aux formats HPGL ou Postscript. Si le format Postscript est sélectionné, cette boîte de dialogue apparaîtra.

Pour ces formats, un ajustage fin de l’échelle pourra être effectué pour compenser la précision du traceur et avoir une véritable échelle 1 en sortie :

Les marges des masques peuvent être réglées globalement pour les couches masque de soudure et pâte à souder. Ces marges peuvent être ajustées aux niveaux suivants.

Et Pcbnew utilise, par ordre de priorité :

La création d’un fichier de perçage xxxx.drl au standard EXCELLON est toujours nécessaire.

On peut aussi produire, optionnellement, un fichier rapport ou un plan de perçage.

La génération de ces fichiers se fait par :

La fenêtre des options de perçage est la suivante :

Pour fixer l’origine des coordonnées, la zone de dialogue suivante est utilisée :

Pour produire les fichiers d’implantation, les couches sérigraphie composants et cuivre peuvent être tracées. Habituellement, la sérigraphie côté composant seule est suffisante pour le câblage d’un PCB. Si la sérigraphie côté cuivre est utilisée, le texte qu’elle contient devra être mis en miroir afin d’être lisible.

Cette option est accessible via le menu Fichiers/Exporter/Fichier (.cmp) de Composants. Aucun fichier ne sera toutefois généré, sauf si au moins une empreinte a l’attribut Normal + Insert activé (voir Édition d’Empreintes). Un ou deux fichiers seront produits, selon que des composants insérables seront présents sur l’une ou sur les deux faces du circuit imprimé. Une boîte de dialogue affiche les noms des fichiers créés.

Les options décrites ci-dessous (faisant partie de la fenêtre Fichiers/Tracer) permettent de contrôler finement le processus de tracé. Elles sont particulièrement utiles pour l’impression du marquage sérigraphique pour la documentation d’implantation.

Les options disponibles sont :

Pcbnew peut utiliser simultanément plusieurs librairies. Ainsi, lorsqu’une empreinte est chargée, toutes les librairies qui apparaissent dans la liste des librairies sont parcourues jusqu’à ce que la première instance de l’empreinte soit trouvée. Dans ce qui suit, notez que la librairie active est celle sélectionnée dans l’éditeur d’empreintes, le programme va maintenant être présenté.

L’Éditeur d’Empreintes permet la création et la modification d’empreintes :

L’Éditeur d’Empreinte permet également la maintenance de la librairie active :

Il est aussi possible de créer de nouvelles librairies.

Les extensions des fichiers librairies sont .kicad_mod, ou .mod(anciennes versions).

On peut accéder à l’éditeur d’empreintes de plusieurs façons :

Dans ce cas, l’empreinte active du circuit est automatiquement chargée dans l’éditeur, permettant sa modification immédiate, ou son archivage.

Au lancement de l’éditeur d’empreintes, la fenêtre ci-dessous apparaît :

Depuis cette barre d’outils, les fonctions suivantes sont disponibles :

La création d’une nouvelle librairie se fait par le bouton , dans ce cas, le fichier sera créé par défaut dans le dossier des librairies, ou par le bouton , dans ce cas, le fichier sera créé par défaut dans votre répertoire de travail.

Une fenêtre de sélection de fichier permet de donner un nom à la librairie et changer son répertoire. Dans les deux cas, la librairie contiendra l’empreinte en cours d’édition.

L’action de sauvegarder d’une empreinte (et donc de modifier le fichier de la librairie active) est effectuée en utilisant le bouton . Si une empreinte de même nom existe, elle sera remplacée. Comme vous dépendez de la précision des empreintes de la librairie, il est préférable de contrôler deux fois l’empreinte avant de l’enregistrer.

Il est recommandé de donner comme référence ou comme valeur à l’empreinte le nom par lequel elle sera identifiée en librairie,.

Vous pouvez aussi vouloir supprimer l’empreinte d’origine.

Il est possible de copier toutes les empreintes d’un circuit donné en librairie active. Ces empreintes conserveront leurs noms actuels. Cette commande a deux utilités :

Il est fortement recommandé de documenter les empreintes que vous créez, afin de permettre une recherche rapide et fiable.

Par exemple, qui est capable de se souvenir des multiples variantes du brochage d’un boitier TO92? La fenêtre des Propriétés de l’Empreinte offre une solution simple à ce problème.

Cette fenêtre accepte :

La description est affichée avec la liste des composants dans Cvpcb et, dans Pcbnew, elle est utilisée dans les boîtes de dialogue de sélection d’empreinte.

Les mots-clés permettent aux recherches de se limiter aux empreintes correspondant à ces mots clés.

Lors du chargement direct d’une empreinte (bouton de la barre d’outils de droite de Pcbnew), des mots-clés peuvent être saisis dans la boîte de dialogue. Ainsi, la saisie du texte =CONN provoquera l’affichage de la liste des empreintes dont les mots clés contiennent le mot CONN.

Il est recommandé de créer les librairies indirectement, en créant un ou plusieurs circuits auxiliaires qui constitueront la source (d’une partie) de la librairie, comme suit : Créer un circuit imprimé au format A4, afin d’être capable de l’imprimer facilement à l’échelle (échelle 1).

Créer les empreintes que la librairie contiendra sur ce circuit imprimé. La librairie elle-même sera créée par le menu Fichiers/Archiver Modules/Créer une Librairie et Archiver les empreintes.

La "vraie source" de la librairie sera donc le circuit auxiliaire, et c’est sur ce circuit que toute modification ultérieure des empreintes devra être faite. Naturellement, plusieurs circuits imprimés peuvent être enregistrés dans une même librairie.

C’est généralement une bonne idée de faire des librairies différentes pour les différents types de composants (connecteurs, discrets, …​), comme Pcbnew est en mesure de rechercher parmi de multiples librairies lors du chargement d’empreintes.

Voici l’exemple d’une telle source de librairie :

Cette technique présente plusieurs avantages :

La liste des librairies d’empreintes dans Pcbnew peut être modifiée à l’aide du Gestionnaire des Librairies d’Empreintes. Celui-ci vous permet d’ajouter ou de supprimer des librairies d’empreintes manuellement, et vous permet également d’invoquer l’Assistant d’Ajout de Librairies d’Empreintes en cliquant sur le bouton "Ajouter avec l’Assistant".

L’Assistant d’Ajout de Librairies d’Empreintes peut également être lancé depuis le menu Préférences, et peut automatiquement ajouter une librairie (avec détection de son type) à partir d’un fichier ou à partir d’une URL GitHub. L’URL des librairies officielles est : https://github.com/KiCad.

Plus de détails sur les tables de librairies d’empreintes, le gestionnaire et l’assistant peuvent être trouvés dans le manuel de référence de CvPcb à la section Table des Librairies d’Empreintes.

Les librairies de formes 3D peuvent être téléchargées par l’Assistant d’Ajout de Librairies de Formes 3D. Il est invoqué par le menu Préférences → Téléchargement des Librairies de Formes 3D.

The footprint editor is used for editing and creating PCB footprints. This includes:

Une empreinte est la représentation physique de la pièce à insérer dans un circuit imprimé et elle doit être liée au composant symbolique correspondant de votre schéma. Chaque empreinte comporte trois éléments différents :

De plus, un certain nombre d’autres paramètres doivent être correctement définis si la fonction d’auto-placement doit être utilisée. Il en va de même pour la production des fichiers d’auto-insertion.

On peut lancer l’éditeur d’empreintes de deux façons :

Au lancement de l’éditeur d’empreintes, la fenêtre ci-dessous apparaît :

Le bouton droit de la souris fait apparaître des menus qui dépendent de l’élément sous le curseur.

Le menu contextuel pour éditer les paramètres de l’empreinte :

Le menu contextuel pour éditer les pads:

Le menu contextuel pour éditer les éléments graphiques :

Cette fenêtre peut être ouverte lorsque le curseur est sur une empreinte, en cliquant du bouton droit de la souris, puis en sélectionnant 'Éditer Paramètres'

Cette fenêtre peut être utilisée pour définir les paramètres principaux de l’empreinte.

Une nouvelle empreinte peut être créée par le bouton . Le nom de la nouvelle empreinte sera demandé. Ce sera le nom par lequel l’empreinte sera identifiée dans la librairie.

This text also serves as the footprint value, which is ultimately replaced by the real value (100 µF_16 V, 100 Ω_0.5 W, …​).

La nouvelle empreinte nécessitera :

Autre méthode :

Quand une nouvelle empreinte est similaire à une empreinte existante d’une librairie ou d’un circuit, voici une méthode alternative et plus rapide pour créer la nouvelle empreinte :

Une fois l’empreinte créée, des pastilles peuvent être ajoutées, supprimées ou modifiées. La modification des pastilles peut être locale, affecter seulement la pastille sous le curseur, ou globale, affecter toutes les pastilles de l’empreinte.

Il y a deux champs au moins : référence et valeur.

Leurs paramètres (attributs, taille, largeur) doivent être mis à jour. Vous pouvez y accéder par le menu contextuel, ou en double-cliquant sur le champ, ou encore par la fenêtre des propriétés de l’empreinte :

If the user wishes to exploit the full capabilities of the auto-placement functions, it is necessary to define the allowed orientations of the footprint (Footprint Properties dialog).

Habituellement, une rotation de 180 degrés est autorisée pour les résistances, les condensateurs non-polarisés et les autres composants symétriques.

Certaines empreintes (petits transistors, par exemple) sont souvent autorisés à tourner de +/- 90 ou 180 degrés. Par défaut, une nouvelle empreinte aura son autorisation de rotation à zéro. Celle-ci peut être ajustée en fonction de la règle suivante :

Une valeur de 0 rend la rotation impossible, 10 l’autorise complètement, et toute valeur intermédiaire représentera une rotation limitée. Par exemple, une résistance pourrait avoir une permission de 10 pour une rotation de 180 degrés (pas de limitation) et une autorisation de 5 pour une rotation +/- 90 degrés (permise, mais pas conseillée).

La zone de dialogue des attributs est celle-ci :

Il est fortement recommandé de documenter les empreintes nouvellement créées, afin de faciliter une recherche rapide et précise. Qui est capable de se rappeler le brochage des multiples variantes d’une empreinte TO92 ?

La fenêtre Propriétés de L’Empreinte offre un moyen simple mais puissant pour générer la documentation.

Ce menu permet :

La ligne de commentaire est affichée avec la liste de composants dans CvPcb, et dans les menus de sélection d’empreinte dans Pcbnew. Les mots-clés sont utilisés pour limiter les recherches aux pièces possédant ces mots-clés.

Ainsi, en utilisant la commande Ajouter Empreinte (icône de la barre d’outils de droite dans Pcbnew), il est possible de saisir le texte = TO220 dans la boîte de dialogue pour que Pcbnew affiche la liste des empreintes possédant le mot-clé TO220.

A footprint may be associated with a file containing a three-dimensional representation of the component. In order to associate a footprint with a model file, select the 3D Settings tab as shown below.

The buttons on the right have the following functions:

The 3D Settings tab contains a panel with a preview of the selected model and the scale, offset, and rotation data for the model.

Scale values are useful for visualization formats such as VRML1, VRML2, and X3D. Since the model may have been produced by any number of VRML/X3D editors or exporters and VRML does not enforce a unit of length for the models, users can enter an appropriate scale value to ensure that the model appears as it should within the 3DViewer. Some users employ a simple VRML box as a generic model for components and select scale values so that the box has the correct size to represent the component. For Mechanical CAD (MCAD) models the scale values should be left at unity. MCAD formats always specify a unit length and any exporters which make use of MCAD data formats will ignore the scale values. However the 3DViewer will always apply the scale values; if scale values other than unity are used with MCAD models, the output of the 3DViewer will differ from any exported MCAD models such as IDF.

Offset and Rotation values are typically required to align a 3D model with a footprint. Due to differences in 3D modeling software as well as differences in how users construct a model, in the vast majority of cases it is necessary for users to enter Offset and Rotation values to achieve the desired positioning of a 3D model. The Rotation values are given in degrees and are applied successively in the order ZYX; the convention used is that a positive angle results in a clockwise rotation of the part when viewing from the positive position of the axis towards the origin.

KiCad supports 3D model formats via a plugin system and support is provided for the visual model formats VRML1, VRML2, and X3D as well as the MCAD format IDF. The MCAD formats IGES and STEP are supported via the OCE Plugin which requires a suitable version of the OpenCascade or OpenCascade Community Edition (OCE) software.

La commande sauver (modification du fichier de la librairie active) est effectué par le bouton .

Si une empreinte de même nom existe (une version plus ancienne), elle sera écrasée. Comme il est important d’avoir confiance dans ses librairies d’empreintes, ça vaut la peine de contrôler deux fois son empreinte, pour détecter des erreurs, avant de l’enregistrer.

Avant d’enregistrer, il est également recommandé de modifier la référence, ou la valeur de l’empreinte, pour qu’elle corresponde au nom de l’empreinte dans la librairie.

Si l’empreinte modifiée provient du circuit actuel, le bouton la mettra à jour sur la carte.

La duplication est une méthode pour cloner un élément et le sélectionner dans la même action. Il est grosso-modo similaire à un copier-coller, mais il vous permet de "saupoudrer" les composants sur le PCB, et il vous permet de placer manuellement les composants plus facilement en utilisant l’outil "Déplacer Empreinte Exactement" (voir ci-dessous).

Duplication is done by using the hotkey (which defaults to Ctrl-D) or the duplicate item option in the context menu, icon .

L’outil "Déplacer Empreinte Exactement" vous permet de déplacer un élément (ou un groupe d’éléments) d’une certaine quantité, qui peut être saisie dans les formats cartésiens ou polaires, et dans toutes les unités prises en compte. Ceci est utile lorsqu’il serait plus rébarbatif autrement de changer de taille de grille, ou lorsqu’une fonction n’utilise pas l’espacement des grilles existantes.

To use this tool, select the items you wish to move and then use either the hotkey (defaults to Ctrl-M) or the context menu items to invoke the dialog. You can also invoke the dialog with the hotkey when moving or duplicating items, which can make it easy to repeatedly apply an offset to multiple components.

Déplacement exact par la saisie d’un vecteur de déplacement cartésien

Déplacement exact par la saisie d’un vecteur de déplacement polaire

La case à cocher vous permet de basculer entre les coordonnées cartésiennes (ou rectangulaires) et polaires. Tout ce qui est affiché dans le formulaire sera automatiquement converti vers l’autre système de coordonnées.

Vous entrez ensuite le vecteur de déplacement souhaité. Vous pouvez utiliser les unités indiquées par les étiquettes ("mm" dans les images ci-dessus), ou vous pouvez spécifier les unités vous-même (par exemple "1 in" pour un pouce, ou "2 rad" pour 2 radians).

En cliquant sur OK, cela appliquera la translation à la sélection. Sur Annuler, cela fermera la fenêtre, et les éléments ne seront pas déplacés. Si vous appuyez sur OK, le vecteur de déplacement sera sauvegardé et pré-rempli pour la prochaine fois où la boîte de dialogue sera ouverte, ce qui permet l’application répétée du même vecteur à de multiples objets.

Pcbnew et l’Éditeur d’Empreintes ont tous les deux des assistants pour créer des matrices (ou réseaux) d’éléments ou de composants, qui peuvent être utilisés pour distribuer facilement et avec précision des éléments répétitifs sur les PCBs, et dans les empreintes.

The measurement tool is a linear ruler that can be used to visually check sizes and spacings on a PCB.

It is accessible via the calipers icon in the right hand toolbar, in the "Dimension" menu and with the hotkey (Ctrl-Shift-M by default).

When active, you can draw a temporary ruler over the canvas, which will be marked with the current units. You can snap to 45-degree angles by holding the Ctrl key. Units can be changed without leaving the tool using the ususal hotkey (Ctrl-U by default).

The scripting API reflects the internal object structure inside KiCad/pcbnew. BOARD is the main object, that has a set of properties and a set of MODULEs, and TRACKs/VIAs, TEXTE_PCB, DIMENSION, DRAWSEGMENT. Then MODULEs have D_PADs, EDGEs, etc.

All the pcbnew API is provided from the "pcbnew" module in Python. GetBoard() method will return the current pcb open at editor, useful for commands written from the integrated scripting shell inside pcbnew or action plugins.

BOARD est l’objet de base dans Pcbnew de KiCad, c’est le document.

BOARD contient un jeu de listes d’objets qui peuvent être atteintes par les méthodes suivantes, qui retournent des listes itérables pouvant être itérées en utilisant "for obj in list:"

The footprint wizards are a collection of python scripts that can be accessed from the Footprint Editor. If you invoke the footprint dialog you select a given wizard that allows you to see the footprint rendered, and you have some parameters you can edit.

If the plugins are not properly distributed to your system package, you can find the latest versions in the KiCad source tree at gitlab.

They should be located in for example C:\Program Files\KiCad\share\kicad\scripting\plugins.

Sous Linux, vous pouvez aussi stocker vos plugins utilisateur dans $HOME/.kicad_plugins.

Action plugin associate events to scripting actions. Currently only register a new menu is implemented.

New menu are available inside menu Tools ⇒ External plugins.

Warning: As all other python scripts, undo/redo function not work (yet !).