Copyright
Dieses Dokument unterliegt dem Copyright © 2021-2024 der unten aufgeführten Mitwirkenden. Sie dürfen es unter den Bedingungen der GNU General Public License (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html), Version 3 oder höher, oder der Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/), Version 3.0 oder höher, verbreiten und/oder verändern.
Alle in diesem Leitfaden genannten Marken sind Eigentum ihrer rechtmäßigen Inhaber.
Mitwirkende
Jon Evans, Graham Keeth
Übersetzung
Lorenz Bewig <[email protected]>, 2024
Feedback
Das KiCad-Projekt freut sich über Rückmeldungen, Fehlerberichte und Vorschläge in Bezug auf die Software oder ihre Dokumentation. Weitere Informationen zum Einreichen von Feedback oder zum Melden eines Problems finden Sie in den Anweisungen unter https://www.kicad.org/help/report-an-issue/
Datum der Veröffentlichung
2025-02-18
Willkommen
KiCad ist eine freie und quelloffene EDA-Suite (Electronic Design Automation). Sie bietet die Schaltplanerfassung, die Simulation integrierter Schaltungen, Leiterplattenlayout (PCB), 3D-Rendering und Plotten/Datenexport in zahlreiche Formate. KiCad enthält auch eine hochwertige Bauteilbibliothek mit Tausenden von Symbolen, Footprints und 3D-Modellen. KiCad hat minimale Systemanforderungen und läuft unter Linux, Windows und macOS.
KiCad 9.0 is the most recent major release. It includes hundreds of new features and bug fixes. Some of the most notable new features include:
-
You can now define output jobsets, which can generate multiple output files from your schematic and PCB design files at the click of a button. Jobsets can be used to generate fabrication outputs, run ERC and DRC, and perform other automated tasks. You can also reuse jobset definitions between projects.
-
The interactive router has been improved in many ways, including adding the ability to drag multiple traces. Performance has also been improved.
-
Nets can now have multiple net classes assigned, with cascading properties based on net class priority.
-
Symbols can be assigned to component classes, which conceptually group related components together. Component classes can be used in the PCB editor for applying DRC rules to related components, or as part of multichannel (repeated) layouts.
-
Padstacks have been added, allowing independent control over pad/via sizes and and shapes for each board layer. Via tenting can also be controlled per-via and per-side.
-
The PCB Editor now supports multichannel layouts, where the layout for one section of a board can be repeated multiple times and applied to other parts of the design that should be laid out in the same way.
-
The selection filter is now available in the Schematic and Symbol Editors. This complements the selection filter in the PCB and Footprint Editors, which were added in version 6.0.
-
External files, such as datasheets, drawing sheets, 3D models, and fonts, can be embedded in a schematic or board file for greater portability.
-
New design rule checks have been added for creepage, differential pair skew, and acute angles between tracks. Clearance and Creepage checks now display the minimum clearance/creepage path visually.
-
Board designs can be exported in the ODB++ format, which includes complete fabrication and assembly information in a single archive.
-
The 3D model exporter has been improved to support more formats. It also supports modelling more copper details from the board and provides more options to control which data is included.
-
The KiCad Project Manager now supports git operations for projects that are version controlled using git.
-
The Schematic and PCB Editors can now draw and edit tables for displaying tabular data.
-
A bezier curve tool has been added in all editors.
-
New positioning shape modification tools have been added in the PCB and Footprint Editors, including an interactive positioning tool, an outset shape tool, and a dogbone corner tool.
-
Improved snapping features have been added while editing shapes in the PCB and Footprint Editors. You can snap to endpoints, intersections, and projections from other snapping points. Graphical indicators are shown that describe the active snapping point.
-
A new IPC API has been developed for creating PCB Editor plugins and scripts. In version 9, this is only available in the PCB Editor. In future versions of KiCad, this will also be available in the Schematic Editor. The legacy SWIG-based plugin system still exists, but will be removed in a future version of KiCad.
-
Significant improvements have been made to the Symbol, Footprint, and 3D Model libraries.
A full listing of new features and changes in KiCad 9.0 can be found here.
Installieren und aktualisieren von KiCad
KiCad bietet Kompatibilität und Unterstützung für die aktuellen Versionen von Microsoft Windows, Apple macOS und einer Reihe von Linux-Distributionen. Einige Plattformen haben spezielle Installations- oder Upgrade-Anweisungen. Überprüfen Sie immer https://www.kicad.org/download/ für die neuesten Versionsinformationen und Anweisungen für Ihre Plattform.
KiCad kann auf Plattformen kompiliert und ausgeführt werden, die nicht offiziell unterstützt werden. Das KiCad-Entwicklungsteam übernimmt keine Garantie dafür, dass KiCad auch in Zukunft auf diesen Plattformen funktionieren wird. Siehe https://www.kicad.org/help/system-requirements/ für weitere Details zu unterstützten Plattformen und Hardwareanforderungen.
KiCad verwendet ein "Major.Minor.Point" Versionsformat. Hauptversionen bringen neue Funktionen und andere wichtige Änderungen am Code. Minor-Versionen sind relativ selten und enthalten in der Regel Fehlerkorrekturen, die zu kompliziert für eine Point-Version sind. Point-Versionen enthalten nur Fehlerkorrekturen. Es wird den Benutzern empfohlen, umgehend auf das neueste Point Release für ihre aktuelle Major- oder Minor-Version zu aktualisieren, da diese Releases die Dateikompatibilität nicht beeinträchtigen. Hauptversionen sind fast immer mit Änderungen an den Dateiformaten verbunden. KiCad ist im Allgemeinen immer rückwärtskompatibel mit Dateien, die mit älteren Versionen erstellt wurden, aber nicht vorwärtskompatibel: sobald Dateien mit einer neuen Hauptversion bearbeitet und gespeichert wurden, können diese Dateien nicht mehr mit der vorherigen Hauptversion geöffnet werden.
Migration von früheren Versionen
Um ein Design in eine neue Version von KiCad zu migrieren, öffnen Sie einfach das Projekt mit der neuen Version, öffnen Sie dann den Schaltplan und die Leiterplatte und speichern Sie jede Datei. Weitere Einzelheiten zu spezifischen Problemen, die bei der Migration von Designs auftreten können, werden in den Kapiteln Schaltplaneditor und Leiterplatteneditor des Handbuchs behandelt.
Stellen Sie sicher, dass Sie eine Sicherungskopie Ihres Entwurfs speichern, bevor Sie ihn mit einer neuen Version von KiCad öffnen. Sobald die Entwürfe in einer neuen Hauptversion von KiCad gespeichert sind, können sie nicht mehr mit früheren Hauptversionen geöffnet werden. |
Das Format der Symbolbibliotheken wurde in KiCad 6.0 geändert. Um Symbolbibliotheken, die mit einer früheren Version von KiCad erstellt wurden, weiter bearbeiten zu können, müssen diese Bibliotheken in das neue Format migriert werden. Einzelheiten zu diesem Vorgang finden Sie im Kapitel Schaltplaneditor des Handbuchs. Symbolbibliotheken, die nicht migriert wurden, können weiterhin geöffnet und im Nur-Lese-Modus verwendet werden.
KiCad-Workflow
Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über den typischen KiCad- Workflow. Beachten Sie, dass KiCad ein flexibles Softwaresystem ist und es andere Arbeitsweisen gibt, die hier nicht beschrieben werden. Weitere Informationen zu jedem der in diesem Abschnitt beschriebenen Schritte finden Sie in den späteren Kapiteln dieses Handbuchs.
Eine Reihe von Tutorials und geführten Lektionen zur Verwendung von KiCad wurden von Mitgliedern der Gemeinschaft erstellt. Diese Ressourcen können für einige neue Benutzer eine gute Möglichkeit sein, KiCad zu erlernen. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt "Weiterführende Literatur" am Ende dieses Kapitels. |
Grundlegende Begriffe
KiCad verwendet eine Reihe von Begriffen, die im Bereich Elektronikdesign-Automatisierungssoftware (EDA) Standard sind, und einige, die spezifischer für KiCad sind. In diesem Abschnitt werden einige der gebräuchlichsten Begriffe aufgeführt, die in der Dokumentation und auf der Benutzeroberfläche von KiCad verwendet werden. Andere Begriffe, die für einen bestimmten Teil des KiCad-Arbeitsablaufs spezifischer sind, werden später in diesem Handbuch definiert.
Ein Schaltplan ist eine Sammlung von einer oder mehreren Seiten (Blättern) mit Schaltplanzeichnungen. Jede KiCad-Schaltplandatei stellt ein einzelnes Blatt dar.
Ein hierarchischer Schaltplan ist ein Schaltplan, der aus mehreren ineinander verschachtelten Seiten besteht. KiCad unterstützt hierarchische Schaltpläne, aber es muss ein einziges Stammblatt auf oberster Ebene geben. Blätter innerhalb einer Hierarchie (außer dem Stammblatt) können mehr als einmal verwendet werden, z. B. um wiederholte Kopien eines Teilschaltkreises zu erstellen.
Ein Symbol ist ein Schaltungselement, das in einem Schaltplan platziert werden kann. Symbole können physische elektrische Komponenten darstellen, wie z. B. einen Widerstand oder einen Mikrocontroller, oder nicht-physische Konzepte, wie z. B. eine Strom- oder Erdungsschiene. Symbole haben Pins, die als Verbindungspunkte dienen, die in einem Schaltplan miteinander verdrahtet werden können. Bei physischen Komponenten entspricht jeder Pin einem bestimmten physischen Anschluss an der Komponente (ein Widerstandssymbol hat z. B. zwei Pins, einen für jeden Anschluss des Widerstands). Symbole werden in Symbolbibliotheken gespeichert, damit sie in vielen Schaltplänen verwendet werden können.
Eine Netzliste ist eine Darstellung eines Schaltplans, die verwendet wird, um Informationen an ein anderes Programm zu übermitteln. Es gibt viele Netzlistenformate, die von verschiedenen EDA-Programmen verwendet werden, und KiCad hat sein eigenes Netzlistenformat, das intern verwendet wird, um Informationen zwischen dem Schaltplan- und dem Leiterplatteneditor hin- und herzusenden. Die Netzliste enthält u.a. alle Informationen darüber, welche Pins miteinander verbunden sind und welcher Name jedem Netz oder jedem Satz verbundener Pins gegeben werden soll. Netzlisten können in eine Netzlistendatei geschrieben werden, aber in modernen Versionen von KiCad ist dies als Teil des normalen Arbeitsablaufs nicht notwendig.
Eine gedruckte Leiterplatte (PCB) ist ein Designdokument, das die physische Umsetzung eines Schaltplans (oder technisch gesehen einer Netzliste) darstellt. Jede KiCad-Platinendatei bezieht sich auf einen einzelnen Leiterplattenentwurf. Es gibt keine offizielle Unterstützung für die Erstellung von Arrays oder Panels von Leiterplatten in KiCad, obwohl einige von der Community erstellte Add-ons diese Funktionalität bieten.
Ein Footprint ist ein Schaltungselement, das auf einer Leiterplatte platziert werden kann. Footprints stellen oft physikalische elektrische Komponenten dar, können aber auch als Bibliothek von Designelementen (Siebdrucklogos, Kupferantennen und -spulen usw.) verwendet werden. Footprints können Pads besitzen, die Kupferbereiche darstellen, welche elektrisch miteinander verbunden sind. In der Netzliste werden Symbolpins mit Footprint-Pads assoziiert.
Ein Arbeitsblatt ist eine Zeichnungsvorlage, die in der Regel ein Schriftfeld und einen Rahmen enthält und als Vorlage für Schaltplanblätter und Leiterplattenzeichnungen verwendet wird.
Unter Plotten versteht man das Erstellen von Produktionsergebnissen aus einem Entwurf. Diese Ausgaben können können sowohl maschinenlesbare Formate wie Gerber-Dateien oder Pick-and-Place-Listen als auch menschenlesbare Formate wie PDF-Zeichnungen sein.
Ngspice ist ein Mixed-Signal-Schaltungssimulator, der ursprünglich auf Berkeley SPICE basiert und in den Schaltplaneditor von KiCad integriert ist. Durch die Verwendung von Symbolen mit angehängten SPICE-Modellen können Sie Schaltungssimulationen auf KiCad-Schaltplänen durchführen und die Ergebnisse grafisch darstellen.
KiCad-Komponenten
KiCad besteht aus einer Reihe verschiedener Softwarekomponenten, von denen einige miteinander integriert sind, um den Arbeitsablauf beim Leiterplattendesign zu erleichtern, und von denen einige eigenständig sind. In den frühen Versionen von KiCad waren die Softwarekomponenten nur sehr wenig integriert. Zum Beispiel waren der Schaltplaneditor (früher Eeschema genannt) und der Leiterplatteneditor (früher PcbNew genannt) getrennte Anwendungen, die nicht direkt miteinander verbunden waren. Um eine Leiterplatte auf der Grundlage eines Schaltplans zu erstellen, musste der Benutzer eine Netzlistendatei in Eeschema erzeugen und dann diese Netzlistendatei in PcbNew lesen. In modernen Versionen von KiCad sind der Schaltplan- und Leiterplatteneditor in den KiCad-Projektmanager integriert, und die Verwendung von Netzlistendateien ist nicht mehr erforderlich. Es gibt immer noch viele Anleitungen, die sich auf den alten KiCad-Arbeitsablauf mit separaten Anwendungen und Netzlistendateien beziehen, also achten Sie darauf und prüfen Sie die verwendete Version, wenn Sie sich Anleitungen und andere Dokumentation ansehen.
Die wichtigsten KiCad-Komponenten werden normalerweise über die Startschaltflächen im KiCad-Projektmanagerfenster gestartet. Zu diesen Komponenten gehören:
Komponentenname | Beschreibung |
---|---|
Schaltplaneditor |
Erstellen und Bearbeiten von Schaltplänen; Simulieren von Schaltungen mit SPICE; Generieren von BOM-Dateien |
Symboleditor |
Erstellen und Bearbeiten von Schaltplansymbolen und Verwalten von Symbolbibliotheken |
Leiterplatteneditor |
Erstellen und Bearbeiten von Leiterplatteneditors; Exportieren von 2D- und 3D-Dateien; Generieren von Fertigungsdatendateien |
Footprinteditor |
Erstellen und Bearbeiten von Footprints für Leiterplatten-Komponenten und Verwalten von Footprint-Bibliotheken |
Gerber-Betrachter |
Betrachter für Gerber- und Bohrdateien |
Bildumwandler |
Konvertieren von Bitmap-Bildern in Symbole oder Footprints |
Berechnungswerkzeuge |
Rechner für Komponenten, Leiterbahnbreiten, elektrische Abstände, Farbcodes, etc. |
Zeichnungsblatteditor |
Erstellen und Bearbeiten von Arbeitsblattdateien |
Benutzeroberfläche
KiCad verfügt über eine Reihe von Verhaltensmustern der Benutzeroberfläche, die allen verschiedenen Editorfenstern gemeinsam sind. Einige dieser Verhaltensmuster werden in späteren Kapiteln dieses Handbuchs ausführlicher beschrieben.
Objekte können durch Anklicken oder durch Ziehen eines Auswahlrahmens um sie herum ausgewählt werden. Wenn Sie von links nach rechts ziehen, werden alle Objekte ausgewählt, die sich vollständig innerhalb des Rahmens befinden. Wenn Sie von rechts nach links ziehen, werden alle Objekte mit ausgewählt, die den Rahmen berühren. Wenn Sie beim Klicken oder Ziehen bestimmte Modifikatortasten drücken, wird das Auswahlverhalten geändert. Diese Tasten sind plattformspezifisch und werden im Abschnitt Bearbeitungsoptionen des Dialogfelds Voreinstellungen beschrieben.
KiCad-Editoren haben das Konzept eines Werkzeugs, das man sich als einen Modus vorstellen kann, in dem sich der Editor befindet. Das Standardwerkzeug ist das Auswahlwerkzeug, was bedeutet, dass durch Anklicken die Objekte unter dem Mauszeiger ausgewählt werden. Es gibt auch Werkzeuge zum Platzieren neuer Objekte, zum Prüfen vorhandener Objekte usw. Das aktive Werkzeug wird in der Werkzeugleiste hervorgehoben, und der Name des aktiven Werkzeugs wird in der Statusleiste unten rechts im Editor angezeigt. Das Drücken von Esc bedeutet in KiCad immer "Abbrechen": Wenn ein Werkzeug gerade eine Aktion ausführt (z. B. das Verlegen von Leiterbahnen), bricht das erste Drücken von Esc diese Aktion ab. Die nächste Betätigung von Esc beendet das Werkzeug vollständig und kehrt zum Standardauswahlwerkzeug zurück. Wenn das Auswahlwerkzeug aktiv ist, wird durch Drücken von Esc die aktuelle Auswahl gelöscht, sofern eine solche existiert.
Weiterführende Literatur
Die neueste Version dieses Handbuchs finden Sie in mehreren Sprachen unter https://docs.kicad.org. Handbücher für frühere Versionen von KiCad finden Sie ebenfalls auf dieser Website.
Die KiCad-Benutzergemeinschaft umfasst eine Reihe von Foren und Chat-Plattformen, die unabhängig vom KiCad-Entwicklungsteam betrieben werden, aber voll und ganz als großartige Möglichkeit zur Hilfe bei Problemen, zum Erlernen von Tipps und Tricks und zum Austausch von Beispielen von KiCad-Projekten unterstützt werden. Eine Auflistung der Community-Ressourcen finden Sie unter der Rubrik Community auf https://www.kicad.org
Benutzer, die daran interessiert sind, KiCad aus dem Quellcode zu kompilieren und/oder zur KiCad-Entwicklung beizutragen, sollten unsere Dokumentations-Website für Entwickler unter https://dev-docs.kicad.org besuchen, um Anweisungen, Richtlinien und technische Informationen über die KiCad-Codebasis zu erhalten.