В предыдущей статье я, несколько опрометчиво, написал, что далее мы займемся созданием собственного компонента. Совершенно упустив из вида, что у читателей KiCad может быть еще не установлен или не настроен.
Поэтому сегодня речь пойдет о том, где можно получить KiCad, где найти документацию (на русском языке), где найти помощь от сообщества (а вот тут уже на английском), где найти готовые библиотеки компонентов. И как это все устроено.
KiCad может работать под управлением всех основных классических ОС: Windows, Linux, MacOS. При желании можно собрать KiCad самостоятельно из исходных текстов, они полностью открыты и доступны. Во многих дистрибутивах Linux KiCad можно найти в основных или дополнительных репозиториях или установить через flatpak.
Последняя стабильная версия на данный момент (18 августа 2021 года) 5.1.10, которая выпущена 3 мая 2021 года.
Внимание! Ни данная статья, ни все последующие, не являются заменой официальной документации. Это не фрагменты официальной документации, а лишь некоторые дополнения, основанные на собственном опыте, которые поясняют новичкам некоторые моменты и помогают разобраться. Читать официальную документацию ОБЯЗАТЕЛЬНО! Я буду в статьях лишь ссылаться на нее, а не повторять там описанное.
Официальный сайт
С недавних пор официальный сайт переехал с домена kicad-pcb.org на
kicad.org - официальный сайт KiCad EDA
Сайт англоязычный, но некоторые разделы помощи и документации есть и на русском языке. Сайт достаточно простой и логичный. Тем не менее, я дам и прямые ссылки на основные разделы
https://www.kicad.org/download/ Здесь можно скачать KiCad для вашей ОС. Если честно, полноценные страницы для скачивания есть для Windows и MacOS, а так же для исходных текстов. В остальных случаях указываются репозитории.
При скачивании (во всяком случае, для Windows и MacOS) вам будут предлагать "оказать финансовую помощь"... Это нововведение, которое многим не очень нравится. Платить совсем не обязательно, это не требование, а просьба/предложение. KiCad был и остается свободно распространяемым, причем и в исходных текстах. На всякий случай вот прямые ссылки на загружаемые файлы (без просьб "дать денег")
https://osdn.net/projects/kicad/storage/kicad-5.1.10_1-x86_64.exe
https://osdn.net/projects/kicad/storage/kicad-unified-5.1.10-1-10_14.dmg
Это ссылки на последнюю версию 5.1.10. Ссылки официальные.
https://docs.kicad.org/ Раздел (точнее, отдельный сайт) с документацией. Кроме руководств по входящим в KiCad программам есть и "Быстрый старт", который кратко описывает основные моменты и позволяет понять, хотя бы, "куда здесь нажимать". Качество документации это отдельный вопрос. Безусловно, до уровня документации на коммерческие системы документация KiCad не дотягивает. Часть информации может быть устаревшей, встречаются и ошибки.
https://docs.kicad.org/5.1/ru/ Прямая ссылка на русскоязычный вариант документации. Документацию можно почитать напрямую на сайте или скачать в форматах PDF и EPUB.
Небольшое отступление. Поскольку часть интерфейса программ может быть не переведена, или в документации часть информации устарела, могут возникать разночтения. Поэтому я рекомендую, во всяком случае, на первое время, скачать и русскоязычный, и англоязычный вариант документации.
https://www.kicad.org/libraries/download/ Раздел, в котором можно найти библиотеки готовых компонентов и шаблонов. Можно скачивать отдельные библиотеки или полный комплект. Сторонников ЕСКД могу расстроить, библиотеки "не по ГОСТу". Кроме того, в них можно найти далеко не все реально существующие компоненты.
https://www.kicad.org/community/forums/ Список основных форумов сообщества KiCad, который постоянно обновляется. К сожалению, русскоязычных форумов нет.
https://forum.kicad.info/ Основной форум, официальное сообщество. Язык английский. На форуме есть настоящие знатоки KiCad, иногда появляются и официальные лица. Например, официальный представитель JLCPCB, который комментировал возникшие в начале года проблемы с GERBER файлами. Я писал об этом в статье
Вниманию пользователей KiCad и JLCPCB! И не только!
Установка
Установка проста. В Windows и MacOS запустите скачанный файл и выберите нужные для установки компоненты KiCad. Новичкам рекомендуется оставить набор по умолчанию.
В Linux воспользуйтесь менеджером пакетов добавив, при необходимости, нужный репозиторий. Или используйте flatpak. В Gentoo или Arch придется собирать KiCad из исходных текстов.
В конечном итоге вы получите установленную работоспособную систему. Если библиотеки электронных компонентов в вашей системе не установились вместе с KiCad, или вы отказались от их установки, скачайте необходимые вручную.
В дальнейшем я буду предполагать, что у вас есть установленный KiCad.
Основные программные компоненты KiCad
KiCad это целостная система, но она состоит из отдельных компонентов, которые могут использоваться и по отдельности. Я не буду перечислять абсолютно все компоненты, назову лишь самые основные и полезные.
kicad - единая точка входа, менеджер проектов
В большинстве случаев запускается именно менеджер проектов. Однако, его функционал в настоящее время довольно ограниченный. Собственно говоря, это лишь список файлов проекта и панель инструментов/действий с проектом (она справа вверху). В пустой правой части окна, под панелью инструментов/действий выводится лишь простейший список некоторых действий. Например, как показано на иллюстрации, информация, что файл проекта открыт. Или, что вызван внешний текстовый редактор. Никакого предварительного просмотра выбранного в списке файла нет.
Тем не менее, менеджер проектов является средством, объединяющим все компоненты системы для работы над загруженным проектом. Пусть и весьма простым. Запустить действие можно двойным кликом на файле из списка, или нажатием на иконку действия. В последнем случае выбор файла не играет роли.
Кроме того, менеджер проектов позволяет настроить Kicad
eeshema - редактор принципиальных схем и символов компонентов
Да, кроме своего основного назначения, создания и редактирования схем, используется и для создания и редактирования символов компонентов в библиотеках компонентов. Может запускаться как из менеджера проектов, при этом автоматически открывается (или создается) файл со схемой проекта, так и в качестве отдельной самостоятельной программы, при этом может работать с любым файлом схемы.
Различия между вариантами запуска минимальны, но весьма значимы. При запуске из менеджера проектов вы не сможете выбрать произвольный файл схемы, он будет жестко задан. А при запуске вне менеджера проектов можно работать с любым файлом схемы, даже не входящим ни в один проект.
Это видимое сразу отличие. Разумеется, все это отражается и на пунктах меню "Файл". В остальном разницы нет.
Файлы с принципиальными схемами являются обычными текстовыми файлами.
В режиме редактирования символов компонентов eeshema позволяет изменить любой символ в любой библиотеке символов, а так же, создать новый символ или удалить существующий. Символы можно дублировать, что позволяет облегчить создание нового символа похожего на существующий. Символы можно и копировать между библиотеками.
Кроме того, возможно и создание новых (изначально пустых) библиотек, который добавляются к списку библиотек KiCad или проекта.
pcbnew - редактор печатных плат и посадочных мест
Кроме редактирования (трассировки) печатной платы используется и для создания/редактирования посадочных мест в библиотеках компонентов. Не позволяет редактировать 3-х мерные модели корпусов. Может запускаться и через менеджер проектов, и как самостоятельное приложение. Разница между этими вариантами запуская такая же, как и в редакторе схем.
При запуске в виде отдельного приложения в меню и панель инструментов добавляется возможность открыть любой файл печатной платы. Я не буду показывать это отдельной иллюстрацией.
Файлы печатных плат являются обычными текстовыми файлами.
Можно изменять любое посадочное место, можно создавать новые посадочные места, можно создавать новые библиотеки.
Кроме того, pcbnew позволяет запускать просмотрщик 3-х мерных модель корпусов компонентов, связанных с посадочным местом, и 3-х мерных моделей печатных плат
Еще одной важнейшей функцией pcbnew является формирование файлов для заказа производства печатной платы. В большинстве случаев это файлы форматов Gerber и Excellon. Однако, поддерживаются и различные графические форматы, которые можно использовать для самостоятельного изготовления платы дома.
gerbview - просмотрщик Gerber файлов
Позволяет просмотреть созданные, или откуда то полученные, Gerber файлы. При этом умеет работать и с файлами сверловки Excellon.
Это вспомогательная программа, которая иногда может быть полезна. Запускается и из менеджера проектов, и как отдельное приложение. При этом ее внешний вид и работа абсолютно идентичны в обоих случаях.
pcb_calculator - вспомогательная расчетная и справочная программа
Расчеты конечно простейшие: параметры дорожек печатной платы, резистивный делитель для стабилизаторов напряжения (например, для LD1117 и ему подобных), параметры полосковых линий СВЧ.
Здесь же можно посмотреть минимальные зазоры для разных напряжений, классы печатных плат (влияет на стоимость), цветовые коды маркировки выводных резисторов.
Библиотеки компонентов
Каждый компонент в KiCad, который вы размещаете в схеме или на печатной плате, состоит из нескольких частей:
- Символ, размещаемый на принципиальной схеме
- Посадочное место, размещаемое на печатной плате
- 3-х мерная модель корпуса, которая используется просмотрщиком 3-х мерных моделей для создания модели печатной платы
Это мы уже знаем из предыдущей статьи. Поэтому существует и три различных типа библиотек, в которые объединяются эти различные части описания компонента
Библиотеки компонентов могут быть общими, глобальными, для всех пользователей и проектов, и локальными в пределах конкретного проекта.
Формат библиотек уже менялся при смене версии KiCad. И будет опять изменен при переходе с версий 5.x.x к версиям 6.x.x Но это дело будущего.
Библиотека символов
Представляет собой файл с расширением lib. Однако, это обычный текстовый файл, в котором последовательно описаны все включенные в библиотеку символы
Поэтому вы можете редактировать символы не только в eeshema, но и в обычном текстовом редакторе. Вас никто не заставляет это делать, но если нужно, такая возможность есть.
К каждому lib файлу прилагается dcm файл. Это тоже текстовый файл, которые содержит текстовые описания символов, которые вы задаете сами при создании или редактировании символа компонента.
Именем библиотеки является имя файла без расширения.
Библиотеки посадочных мест
Представляет собой каталог в котором размещены файлы с описаниями посадочных мест. Имя каталога состоит из имени библиотеки и суффикса ".pretty". Например, библиотека посадочных мест с именем MyLib будет располагаться в каталоге с именем MyLib.pretty
Каждое посадочное место располагается в отдельном текстовом файле с расширением kicad_mod
Обратите внимание, что одно посадочное место может использоваться с разными символами компонентов. Поэтому в описании символа присутствует ссылка на посадочное место, а вот в описании посадочного места ссылки на символ нет. Зато есть ссылка на 3-х мерную модель.
Библиотеки 3-х мерных моделей корпусов
Представляет собой каталог, в котором размещены файлы с описаниями 3-х мерных моделей корпусов. Имя каталога состоит из имени билиотеки и суффикса ".3dshapes". Например, библиотека 3-х мерных моделей с именем MyLib будет располагаться в каталоге MyLib.3dshapes.
Сами модели располагаются в отдельных файлах и могут быть двух форматов:
- VRML, хранятся в файлах с расширением wrl
- STEP, хранятся в файлах с расширением step
Это тоже текстовые файлы. Я не буду приводить их фрагменты.
Основные, базовые настройки KiCad
После установки KiCad может потребоваться выполнить некоторые базовые настройки. Настройки по умолчанию задаются при установке, но вас может не устроить, например, место хранения библиотек или их список.
Настройка путей
Запустите менеджер проектов KiCad. В меню выберите "Настройки" -> "Пути". Вы увидите вот такое окно
В данном случае KiCad запущен под Linux, поэтому и внешний вид путей соответствующий. В вашем случае пути будут другими, а под Windows вы увидите и привычный вид путей.
Эти пути задают расположение библиотек электронных компонентов и шаблонов проектов. Они уже настроены, при установке. Изменять пути нужно если хотите перенести библиотеки в другое место. Если ничего переносить не хотите, то просто сможете увидеть, куда библиотеки были установлены.
Обратите внимание, завершающий '/' (Linux) или '\' (Windows) указывать не нужно! Настоятельно не рекомендуется задавать слишком длинные пути и пути содержащие символы отличные от латиницы и цифр.
Так как каждый компонент состоит из трех частей и располагается в трех библиотеках, за их расположение отвечают три переменные:
- KICAD_SYMBOL_DIR - расположение библиотек символов. Как вы помните, каждая библиотека является файлом (двумя файлами). Поэтому нужно указать каталог с этими файлами.
- KISYSMOD - расположение библиотек посадочных мест. В данном случае, это каталог, в котором содержатся каталоги (библиотеки) посадочных мест.
- KISYS3DMOS - расположение библиотек 3-х мерных моделей корпусов. В данном случае, это каталог содержащий каталоги (библиотеки) моделей.
Переменную KIGITHUB трогать не нужно она указывает репозиторий KiCad на GitHub.
Две оставшиеся переменные задают расположение шаблонов проектов которые можно использовать при создании своих новых проектов.
- KICAD_TEMPLATE_DIR - каталог с глобальными шаблонами, которые доступны всем пользователям.
- KICAD_USER_TEMPLATE_DIR - каталог с персональными шаблонами пользователя.
Обратите внимание, что путь к каталогу с вашими проектами нигде в явном виде не задается. Каждый проект хранится в собственном каталоге, который может располагаться где угодно. После того, как вы открыли проект для работы, автоматически переменной KICADPRJMOD присваивается полный путь к каталогу с проектом.
После изменения путей рекомендуется перезапустить KiCad.
Настройка списков библиотек
Пути к библиотекам определяют расположение библиотек. Но список доступных пользователю библиотек определяется отдельно. Дело в том, что общее количество библиотек может быть очень большим, что создает неудобства в работе. Списки позволяют ограничиться лишь необходимым для работы библиотеками.
Есть два списка библиотек:
- Глобальные библиотеки. Используются всеми проектами. Обычно, сюда входит часть (необходимая для работы) из полного списка доступных стандартных библиотек.
- Библиотеки проекта. Используются в рамках того проекта, с которым в данный момент работает пользователь. Библиотеки из этого списка могут как дополнять список глобальных библиотек, так и перекрывать библиотеки из глобального списка.
Поскольку библиотеки 3-х мерных моделей не имеют самостоятельного применения, без библиотек посадочных мест, их списки не создаются. Таким образом, в глобальный список библиотек входят библиотеки символов и посадочных мест. Тоже самое касается и локального списка.
Список библиотек проекта мы пока трогать не будем, а вот в на глобальные библиотеки посмотрим. Запустите менеджер проектов KiCad. В меню выберите "Настройки" -> "Менеджер библиотек компонентов". Вы увидите такое окно
Нам нужно выбрать вкладку "Глобальные библиотеки".
Вы можете свободно редактировать этот список:
- Добавлять новые существующие библиотеки в список
- Удалять библиотеки из списка. При этом они удаляются только из списка, но не с диска!
- Включать и отключать использование библиотек
- Менять имена (столбец "Уникальное имя") библиотек, которые отображаются в редакторе символов
- Менять местоположение библиотек, если они были физически перемещены
Обратите внимание, что в нижней части окна показаны две переменные. Первую из них мы ранее уже определили. Вторая была создана автоматически, я говорил об этом ранее, и нам пока не нужна.
Настоятельно не рекомендую использовать в именах библиотек символы отличные от латиницы и цифр.
Путь к библиотеке вы можете указать полный, абсолютный, для этого использовать переменные не требуется. Но лучше указывать имя файла библиотеки в каталоге с библиотеками. А значит, использовать ранее заданный путь использовав переменную KICAD_SYMBOL_DIR, как это показано на иллюстрации. Это не зависит от ОС, переменные используются одинаково.
Добавить библиотеку в список можно двумя способами. Первый, нажать на иконку со знаком "+" и заполнить все поля вручную. Второй, нажать на иконку с символом каталога и просто выбрать нужный файл библиотеки. Для новичков я рекомендую именно второй способ.
Тип плагина изменить не получится, возможен только Legacy (унаследованный). Столбец параметры "Параметры" заполнять не нужно. В столбце "Описание" можно указать любую текстовую информацию, например, наименование поставщика.
После окончания работы со списком символов нажмите "ОК", окно закроется. Теперь выберите в меню "Настройки" -> "Менеджер библиотек посадочных мест. Откроется такое окно
Опять выбираем "Глобальные библиотеки" и настраиваем список под свои потребности. Принцип аналогичен ранее рассмотренному, поэтому подробно останавливаться не буду. Только теперь список переменных, которые можно использовать, больше. Тип плагина теперь изменить можно, но он должен быть KiKad, если используются библиотеки для версии 5.х. Другие типы мы пока рассматривать не будем.
Другие настройки
Выберите в меню "Настройки" -> "Настройки...". В открывшемся окне можно задать параметры автосохранения, указать программы внешнего текстового редактора и просмотрщика PDF файлов, немного изменить внешний вид, изменить список горячих клавиш.
При работе с KiCad горячие клавиши используются очень активно! Поэтому весьма советую ознакомиться со их списком, а при необходимости изменить его под себя. Стоит заметить, что у каждой из программ входящих в состав KiCad есть и свой список горячих клавиш. А данный список относится лишь к менеджеру проектов.
Кроме того, если вас по какой то причине не устраиваем язык интерфейса, можно задать иной, через меню "Настройки". Я не буду описывать эту настройку.
Заключение
На этом установка и начальная настройка KiCad закончена. Настройки отдельный программ мы рассмотрим, когда будет заниматься их изучением.
Как видите, установка и настройка довольно просты. Если конечно не рассматривать сборку KiCad из исходных текстов. Но это вообще отдельная история. Я могу об этом этом рассказать, если будет значительный интерес.
