KiCad: stoomcursus PCB's ontwerpen

KiCad: stoomcursus PCB's ontwerpen

Stoomcursus PCB’s ontwerpen met KiCad.

KiCad is een gratis, open source softwarepakket. Met 18 korte video tutorials leren we elke beginner hoe een project op te zetten en hoe een printplaat ontwerpen.

Deze reeks werd ontwikkeld in het kader van het project Inclusieve KET’s, met de steun van Digital Belgium Skills Fund. Met dank aan de expertise van Bruce Helsen.

Enkele goede redenen om KiCad te gebruiken als PCB-ontwerptool zijn:

  • KiCad is crossplatform, het werkt met Linux, Mac en Windows
  • KiCad heeft geen beperkingen voor hoe groot uw fysiek bedrukt circuit bord kan zijn.
  • KiCad is gratis en perfect te gebruiken binnen de makersgemeenschap.
  • KiCad is open source.
  • KiCad heeft geen complexe noch dure licenties.
  • KiCad is geschikt voor zowel pro’s alsook makers en liefhebbers

Benodigdheden

  • papier
  • schrijfgerei
  • computer
  • KiCad software
  • Optioneel:

    • cnc freesmachine

    Leerlijn KiCad

    In deze reeks leer je vanaf 0 een project opstarten in KiCad. We gaan over de basics van het aanmaken van een nieuw project tot zelf componenten en footprints maken. We overlopen alles stap voor stap en geven je op het einde twee mogelijkheden tot het produceren van je eigen PCB.

    Voor je begint

    Installeer KiCad voor jou operating systeem via de download pagina.

    Video 0: Inleiding

    In dit filmpje hoor je wat je zal leren in deze reeks en waarom we de reeks hebben gemaakt.

    Leerdoelen:

    • De deelnemer weet wat de bedoeling is van de film reeks
    • De deelnemer weet wat het stuk dat we zullen tekenen doet

    Video 1: Nieuw project

    In dit filmpje leer je hoe je een nieuw project start in KiCAD. Je leert onder andere het verschil tussen een PCB en een schema bestand en wat de eigenschappen zijn van deze twee bestanden.

    Leerdoelen:

    • Deelnemers kunnen KiCAD openen en installeren
    • Deelnemers kunnen een nieuw project aanmaken
    • Deelnemers kunnen de file een juiste naam geven
    • Deelnemers kunnen het bestand op de juiste plaats opslaan
    • Deelnemers kennen het verschil tussen PCB en schema bestand
    • Deelnemers weten waarvoor het schema bestand dient
    • Deelnemers weten wat de eigenschappen zijn van een schema bestand
    • Deelnemers weten waarvoor het PCB bestand dient
    • Deelnemers weten wat de eigenschappen zijn van een PCB bestand.

    Video 2: Schema tekenen, componenten toevoegen

    In dit filmpje leer je hoe je een schema kan tekenen in KiCAD. We bekijken welke componenten we nodig hebben om het circuit te tekenen en hoe we deze kunnen toevoegen.

    Leerdoelen:

    • Deelnemers leren hoe beginnen aan een schema bestand
    • De deelnemers weten welke componenten ze nodig hebben voor hun circuit
    • Deelnemers weten hoe ze een component toevoegen
    • De deelnemers weten dat ze een component kunnen draaien
    • De deelnemers weten dat je een component kan kopiëren of dupliceren
    • De deelnemers weten dat ze zich nu geen zorgen moeten maken over hoe het component er in de fysieke wereld uitziet.
    • De deelnemers weten dat ze kunnen zoeken op specifiek bestaande componenten

    Video 3: Eigen component tekenen

    In dit filmpje leer je hoe je zelf een component kan tekenen in KiCAD wanneer je deze niet vindt in je bibliotheek.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten dat je zelf een component kan tekenen
    • De deelnemers kunnen een eigen bibliotheek maken
    • De deelnemers weten hoe ze een extra component kunnen aanmaken
    • De deelnemers kunnen een component tekenen
    • De deelnemers kunnen aansluitingen voorzien
    • De deelnemers weten dat we de component kunnen bewerken
    • De deelnemers kunnen de component opslaan
    • De deelnemers kunnen hun component terugvinden in de bibliotheek

    Video 4: Componenten verbinden

    In dit filmpje leer je hoe je de gekozen en getekende componenten kunt verbinden in een schema.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen hun zelfgetekende component toevoegen in het schema
    • De deelnemers vinden hun zelfgetekende component terug in de bibliotheek
    • De deelnemers kunnen verbindingen tekenen tussen componenten
    • De deelnemers weten de betekenis van de bollen op de verbindingen
    • De deelnemers kennen het power symbool
    • De deelnemers weten wat het power symbool doet

    Video 5: Component waarden toekennen

    In dit filmpje leer je hoe je waarden kan geven aan alle componenten die je gebruikt in KiCAD.

    Leerdoelen:

    • Deelnemers kunnen waardes geven aan componenten
    • Deelnemers kunnen waardes aanpassen van componenten
    • De deelnemers kunnen berekeningen uitvoeren

    Video 6: Annotateer een schema

    In dit filmpje leer je hoe je een schema kan annoteren. Dit betekent aantekeningen maken in je schema.

    Leerdoelen:

    • Deelnemers weten wat annotate doet
    • De deelnemers kunnen elke component een unieke naam geven

    Video 7: Electrical rule check (ERC)

    In dit filmpje leer je hoe je een electrical rule check kan uitvoeren.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen werken met ERC
    • De deelnemers weten wat ERC doet
    • De deelnemers leren de waarschuwingsmeldingen lezen, verstaan en ernaar handelen

    In dit filmpje leer je hoe je footprints (voetafdrukken van de componenten) kan linken aan hun componenten. Je leert onder andere zoeken in bestaande footprint bibliotheken.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten wat een footprint is
    • De deelnemers kunnen omgaan met waarschuwingen bij het maken van een footprint
    • De deelnemers zijn vertrouwd met het woord datasheet
    • De deelnemers weten dat er millimeter maten zoals 1608 bestaan
    • De deelnemers kunnen filters gebruiken bij het zoeken naar footprints
    • De deelnemers zijn bekend met de termen SDM en Through Hole
    • De deelnemers weten hoe ze een footprint kunnen toevoegen
    • De deelnemers zijn bekend met de term handsolder

    Video 9: eigen footprint ontwerpen en toevoegen

    In dit filmpje leer je hoe je een eigen footprint kan ontwerpen en toevoegen aan je componenten en je bibliotheken. Om dit te kunnen doen leer je werken met onder andere de wizard voor standaard vormen, en paden. Daarnaast leer je info halen uit een datasheet.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten hoe ze een footprint kunnen tekenen
    • De deelnemers kunnen een nieuwe bibliotheek toevoegen voor footprints
    • De deelnemers weten dat er een wizard bestaat voor standaard vormen
    • De deelnemers kunnen werken met de pad eigenschappen
    • De deelnemers kunnen de nodige informatie en/of afmetingen uit de datasheet halen
    • De deelnemers kunnen paden toevoegen op de juiste locaties
    • De deelnemers weten waarom ze de footprint moeten spiegelen
    • De deelnemers weten dat je berekeningen kan gebruiken in de pad eigenschappen
    • De deelnemers kunnen hun zelfgemaakte footprint opslaan
    • De deelnemers kunnen hun zelfgemaakte footprint toevoegen aan het schema
    • De deelnemers kunnen hun zelfgemaakte footprint koppelen aan hun eerder getekende component

    Video 10: Netlist genereren

    In dit filmpje leer je hoe je een netlist genereert in KiCAD.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen een netlist creëren
    • De deelnemers kunnen een netlist opslaan

    Video 11: pcb openen en netlist laden

    In dit filmpje leer je hoe je een netlist kan aanpassen in een schema. Je leert ook hoe je het 3D beeld van je PCB kan oproepen.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten dat ze de netlist moeten aanpassen via het schema als ze een aanpassing willen in de PCB
    • De deelnemers kunnen de PCB view openen
    • De deelnemers kunnen een netlist laden
    • De deelnemers kunnen een 3D view ophalen van hun PCB
    • De deelnemers weten dat ze eventueel een 3D beeld van hun stuk kunnen toevoegen

    Video 12: plaatsen van componenten

    In dit filmpje leer je hoe je componenten kan plaatsen en herschikken. Daarnaast krijg je ook extra info over de lagen in KiCAD en hoe je het grid kan aanpassen.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen de componenten herschikken
    • De deelnemers kunnen een component verplaatsen
    • De deelnemers kunnen een component roteren
    • De deelnemers weten hoe ze een component kunnen losmaken van de muis
    • De deelnemers kunnen gebruik maken van de highlight functie
    • De deelnemers weten dat ze lagen kunnen aanpassen naar zichtbaar of onzichtbaar
    • De deelnemers kunnen het grid aanpassen

    Video 13: routen van baantjes

    In dit filmpje leer je hoe je de banen kan tekenen tussen verschillende componenten Je leert onder andere de eigenschappen van de banen aanpassen en via’s tekenen.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten hoe ze lagen kunnen aanpassen van zichtbaar naar onzichtbaar
    • De deelnemers weten hoe ze baantjes kunnen trekken tussen componenten
    • De deelnemers weten dat een groene lijn een andere laag betekent
    • De deelnemers weten hoe ze een baantje van laag kunnen veranderen
    • De deelnemers weten dat baantjes niet mogen kruisen
    • De deelnemers weten hoe ze een via toevoegen
    • De deelnemers weten hoe ze de dikte van een baantje kunnen aanpassen

    Video 14: koper vlakken maken

    In dit filmpje leer je hoe je koper vlakken kan toevoegen als grond op je pcb.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten waarom we een kopervlak toevoegen
    • De deelnemers kunnen gebruik maken van de add filled zones functie
    • De deelnemers kunnen tekenen in KiCAD
    • De deelnemers weten welke lijn aangesloten wordt aan een grondvlak
    • De deelnemers weten het verschil tussen SDM en through hole componenten

    Video 15: board outline

    In dit filmpje leer je hoe je zelf de outline van je PCB kan bepalen, met andere woorden: welke vorm krijgt jouw PCB?

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen zelf de outline bepalen van hun PCB
    • De deelnemers kunnen gebruik maken van de edge cuts layer
    • De deelnemers kunnen tekenen in de PCB layout
    • De deelnemers weten hoe ze naar 3D layout kunnen gaan
    • De deelnemers kunnen lijnen aanpassen bij het tekenen

    Video 16: Design rule check

    In dit filmpje leer je gebruik maken van de design rule check. Hierbij gaan we op zoek naar de laatste fouten in jouw PCB.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen gebruik maken van de design rule check
    • De deelnemers kunnen waarschuwingen en fouten verstaan bij de design rule check
    • De deelnemers kunnen hun werk opslaan

    Video 17: Exporteren voor etsen

    In dit filmpje leer je hoe de PCB juist kan opslaan om nadien te etsen. We geven jullie ook enkele extra tips voor het etsen mee.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers kunnen hun PCB op de juiste manier printen
    • De deelnemers weten dat de kleur zwart-wit moet zijn om te etsen
    • De deelnemers weten waarom de PCB gespiegeld moet zijn
    • De deelnemers weten dat de schaal 1:1 moet zijn
    • De deelnemers weten dat we enkel de koperplaat nodig hebben
    • De deelnemers laten de board edge aanstaan
    • De deelnemers kunnen het bestand opslaan
    • De deelnemers weten dat je moet printen op kalk of transparant papier
    • De deelnemers weten dat je het bestand ook als svg kan opslaan

    Video 18: exporteren naar gerber voor fabrikant

    In dit filmpje leer je hoe je het net ontworpen circuit kan exporteren naar de juiste files voor een fabrikant. We nemen ook enkele stappen door bij een mogelijke fabrikant.

    Leerdoelen:

    • De deelnemers weten wat een gerber file is
    • De deelnemers weten welke lagen ze willen laten maken door de fabrikant
    • De deelnemers kunnen gebruik maken van de plot en drill functies
    • De deelnemers kunnen hun files terugvinden
    • De deelnemers kunnen hun files in een gecomprimeerde map steken
    • De deelnemers kunnen hun files uploaden bij een fabrikant
    • De deelnemers kunnen instellingen aanpassen op de website van de fabrikant

    Met dank aan alle ondersteunende instanties sponsors

    Voorbeelden

    Met alles wat je geleerd hebt zou je in staat moeten zijn om de PCB van onze USB-gevoede trilrobot te maken!