Tutoriel de conception de PCB KiCAD

KiCad est un outil logiciel open source pour la création de schémas électroniques et d'illustrations de PCB. Sous sa surface singulière, KiCad intègre un ensemble élégant des outils logiciels autonomes suivants :

Nom du programme	Description	Extension de fichier
KiCAD	Chef de projet	*.pro
Eschéma	Éditeur de schéma (schéma et composant)	*.sch, *.lib, *.net
CvPcb	Sélecteur d'empreinte	*.net
Pcbnouveau	Éditeur de circuits imprimés	*.kicad_pcb
Vue Gerb	Visionneuse Gerber	Tous les Gerber habituels
Composant Bitmap2	Convertir des images bitmap en composants ou en empreintes	*.lib, *.kicad_mod,*.kicad_wks
Calculatrice PCB	Calculatrice pour les composants, la largeur de voie, l'espacement électrique, les codes de couleur, etc.	Aucun
Editeur Pl	Éditeur de mise en page	*.kicad_wks

KiCad peut être considéré comme suffisamment mature pour être utilisé pour le développement et la maintenance de cartes électroniques complexes. Il ne présente aucune limitation de taille de carte et peut facilement gérer jusqu'à 32 couches de cuivre, jusqu'à 14 couches techniques et jusqu'à 4 couches auxiliaires. KiCad peut créer tous les fichiers nécessaires à la construction de cartes imprimées, des fichiers Gerber pour les photo-traceurs, des fichiers de perçage, des fichiers de localisation des composants et bien plus encore. Étant open source (licence GPL), il représente l'outil idéal pour les projets orientés vers la création de matériel électronique à saveur open source.

Dessiner des schémas électroniques

1. Lancez d'abord KiCad sur votre ordinateur. Vous pouvez entrer dans la fenêtre principale du gestionnaire de projet KiCad. De là, vous avez accès à huit outils logiciels autonomes :Eeschema, Schematic Library Editor, Pcbnew, PCB Footprint Editor, GerbView, Bitmap2Component, PCB Calculator et Pl Editor

2. Créez un nouveau projet :Cliquez sur Fichier> Nouveau projet. Nommez le fichier de projet tutorial1. Le fichier projet prendra automatiquement l'extension ".pro". KiCad vous invite à créer un répertoire dédié, puis cliquez sur Oui pour confirmer. Tous vos fichiers de projet seront enregistrés ici.

3. Commençons par créer un schéma. Démarrer l'éditeur de schémas Eeschema . C'est le premier bouton à partir de la gauche.

4. Cliquez sur l'icône Paramètres de la page dans la barre d'outils supérieure. Définissez la taille de la page sur A4 et entrez le titre sur Tutorial1. Vous verrez que plus d'informations peuvent être saisies ici si nécessaire. Cliquez sur OK. Ces informations rempliront la feuille schématique dans le coin inférieur droit. Utilisez la molette de la souris pour zoomer. Enregistrez l'ensemble du projet schématique :Fichier > Enregistrer le projet schématique.

5. Nous allons maintenant placer notre premier composant. Cliquez sur l'icône Placer un composant dans la barre d'outils de droite.

6. Cliquez au milieu de votre feuille de schéma. Une fenêtre Choisir un composant apparaîtra à l'écran. Nous allons placer une résistance. Rechercher/filtrer sur le R de Résistance. Vous remarquerez peut-être l'en-tête de l'appareil au-dessus de la résistance. Cet en-tête de périphérique est le nom de la bibliothèque où se trouve le composant, qui est une bibliothèque assez générique et utile.

7. Double-cliquez dessus. Cela fermera la fenêtre Choisir un composant. Placez le composant dans la feuille schématique en cliquant là où vous voulez qu'il soit.

8. Cliquez sur l'icône de la loupe pour zoomer sur le composant. Vous pouvez également utiliser la molette de la souris pour zoomer et dézoomer. Appuyez sur la molette (centrale) de la souris pour effectuer un panoramique horizontal et vertical.

9. Passez la souris sur le composant R et appuyez sur la touche "r", le composant doit tourner. Vous n'avez pas besoin de cliquer sur le composant pour le faire pivoter.

10. Faites un clic droit au milieu du composant et sélectionnez Modifier le composant> Valeur. Vous pouvez obtenir le même résultat en survolant le composant et en appuyant sur la touche "v". Alternativement, la touche "e" vous amènera à la fenêtre d'édition plus générale. Remarquez comment le menu contextuel ci-dessous affiche les touches de raccourci pour toutes les actions disponibles.

11. La fenêtre Valeur du composant apparaît. Remplacez la valeur actuelle R par 1 k. Cliquez sur OK.

12. Pour placer une autre résistance, cliquez simplement à l'endroit où vous voulez que la résistance apparaisse. La fenêtre de sélection des composants réapparaîtra.

13. La résistance que vous avez précédemment choisie est maintenant dans votre liste d'historique, apparaissant comme R. Cliquez sur OK et placez le composant.

14. Si vous faites une erreur et souhaitez supprimer un composant, faites un clic droit sur le composant et cliquez sur Supprimer le composant . Cela supprimera le composant du schéma. Vous pouvez également passer la souris sur le composant que vous souhaitez supprimer et appuyer sur la touche "Suppr".

15. Vous pouvez également dupliquer un composant déjà sur votre feuille schématique en le survolant et en appuyant sur la touche "c". Cliquez à l'endroit où vous souhaitez placer le nouveau composant dupliqué.

16. Faites un clic droit sur la deuxième résistance. Sélectionnez Faire glisser le composant. Repositionnez le composant et faites un clic gauche pour le déposer.

17. Modifiez la taille de la grille. Vous avez probablement remarqué que sur la feuille de schéma, tous les composants sont accrochés sur une grande grille de pas. Vous pouvez facilement modifier la taille de la grille en cliquant avec le bouton droit de la souris > Sélection de la grille. En général, il est recommandé d'utiliser une grille de 50,0 mils pour la feuille schématique.

18. Nous allons ajouter un composant d'une bibliothèque qui n'est pas configurée dans le projet par défaut. Dans le menu, choisissez Préférences> Bibliothèques de composants et cliquez sur le bouton Ajouter pour les fichiers de bibliothèque de composants. Ensuite, vous pouvez placer des symboles d'alimentation et de mise à la terre, ajouter des broches, établir des connexions à l'aide d'étiquettes avec les mêmes étapes que ci-dessus jusqu'à ce que le schéma électronique soit terminé.

19. Nous allons maintenant vérifier si notre schéma contient des erreurs. Cliquez sur l'icône Effectuer la vérification des règles électriques dans la barre d'outils supérieure. Cliquez sur le bouton Exécuter. Un rapport vous informant de toute erreur ou avertissement tel que des fils déconnectés est généré. Vous devriez avoir 0 Erreurs et 0 Avertissements. En cas d'erreurs ou d'avertissements, une petite flèche verte apparaîtra sur le schéma à l'endroit où se trouve l'erreur ou l'avertissement. Cochez Créer un rapport de fichier ERC et appuyez à nouveau sur le bouton Exécuter pour recevoir plus d'informations sur les erreurs.

20. Pour créer une Nomenclature (BOM), allez dans l'éditeur de schémas Eeschema et cliquez sur l'icône Nomenclature dans la barre d'outils supérieure. Par défaut, il n'y a pas de plugin actif. Vous en ajoutez un, en cliquant sur le bouton Add Plugin. Sélectionnez le fichier *.xsl que vous souhaitez utiliser, dans ce cas, nous sélectionnons bom2csv.xsl. Appuyez maintenant sur Générer. Le fichier (même nom que votre projet) se trouve dans votre dossier de projet. Ouvrez le fichier *.csv avec LibreOffice Calc ou Excel. Une fenêtre d'importation apparaîtra, appuyez sur OK.

Disposition de la carte de circuit imprimé

1. Depuis le gestionnaire de projet KiCad, cliquez sur l'icône Pcbnew . La fenêtre Pcbnew s'ouvrira. Si vous obtenez un message d'erreur indiquant qu'un fichier *.kicad_pcb n'existe pas et vous demandant si vous souhaitez le créer, cliquez simplement sur Oui.

2. Commencez par entrer quelques informations schématiques. Cliquez sur l'icône Paramètres de la page dans la barre d'outils supérieure. Définissez le format de papier sur A4 et le titre sur Tutoriel1.

3. Il est bon de commencer par régler le dégagement et la largeur de piste minimale à ceux requis par le fabricant de votre PCB. Généralement, vous pouvez régler le dégagement sur 0,25 et la largeur de voie minimale sur 0,25. Cliquez sur le menu Règles de conception> Règles de conception. S'il ne s'affiche pas déjà, cliquez sur l'onglet Net Classes Editor. Modifiez le champ Clearance en haut de la fenêtre sur 0,25 et le champ Track Width sur 0,25, comme indiqué ci-dessous. Les mesures sont en mm.

4. Cliquez sur l'onglet Global Design Rules et réglez Min track width sur 0.25'. Cliquez sur OK pour valider vos modifications et fermer la fenêtre de l'éditeur de règles de conception.

5. Nous allons maintenant importer le fichier netlist. Cliquez sur l'icône Lire Netlist dans la barre d'outils supérieure. Cliquez sur le bouton Browse Netlist Files, sélectionnez tutorial.net dans la boîte de dialogue File selection, et cliquez sur Read Current Netlist. Cliquez ensuite sur le bouton Fermer.

6. Tous les composants sont connectés via un mince groupe de fils appelé ratsnest. Assurez-vous que le bouton Hide board ratsnest est enfoncé. De cette façon, vous pouvez voir le ratsnest reliant tous les composants.

7. Vous pouvez déplacer chaque composant en le survolant et en appuyant sur la touche "g". Cliquez à l'endroit où vous souhaitez les placer. Déplacez tous les composants jusqu'à ce que vous minimisiez le nombre de croisements de fils. Ensuite, vous pouvez apporter des modifications ici jusqu'à ce que vous obteniez une disposition de PCB idéale.

Générer des fichiers Gerber

Une fois la conception de votre circuit personnalisé terminée, vous pouvez générer des fichiers Gerber pour chaque couche et les envoyer au fabricant pour la production de PCB.

1. Depuis KiCad, ouvrez l'outil logiciel Pcbnew et chargez votre fichier de carte en cliquant sur l'icône .

2. Cliquez sur Fichier> Tracé. Sélectionnez Gerber comme format de tracé et sélectionnez le dossier dans lequel placer tous les fichiers Gerber. Continuez en cliquant sur le bouton Tracer.

Toutes les opérations mentionnées dans ce passage ne sont qu'une partie des fonctions globales de KiCad. Plus de détails seront découverts dans votre pratique.

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