Kategória: Elektro návody

Zmenené: 27. august 2010

KiCAD – kreslenie schém

Program KiCAD som predstavil v jednom z minulých článkov. Ak Vás zaujal, pravdepodobne ho máte nainštalovaný. Keďže však nainštalovať zväčša nestačí, v tomto článku popíšem ako nakresliť jednoduchú schému. Respektíve, ako používať jeho nástroj EESchema, čiže Editor schém.

Okno EESchema

Editor schém možno spustiť zo Správcu projektov, kliknutím na prvé zo štyroch tlačítiek (obrázok vpravo), čím sa otvorí hlavné okno Editora. Ak sa lepšie prizriete, vidíte, že Editor schém je bohatý na ovládacie prvky.Keď som to videl prvý krát, bol som bezradný. Ale pekne po poriadku.

Ako väčšina okien v dnešnej dobe, hore má hlavné menu, ktoré vlastne nie je potrebné využívať, keďže všetky jeho položky sú prístupné aj ako ikony v lištách nástrojov. Nástrojové lišty sú tri. Hlavná lišta je hore, pod Hlavným menu. Vľavo je lišta s niektorými nastaveniami a vpravo je lišta s nástrojmi pre kreslenie schémy.

Uprostred okna dominuje pracovná plocha, ktorá má pripravené orámovanie a v pravom dolnom rohu i tabuľku so základnými údajmi. No a dole, ako je zykom, je stavový riadok, ktorý zobrazuje rôzne údaje o stave, vrátane súradníc kurzora myši, zvolené jednotky a podobne.

Nastavenie výkresu

Asi prvým krokom po otvorení Editora schém by malo byť nastavenie výkresu. Do tejto kategórie by som zahrnul nastavenie stránky, zobrazenie mriežky a nastavenie jednotiek a spôsobu kreslenia čiar. Začnime od konca. Posledné tri menované nastavenia sú dostupné v ľavej lište nástrojov, ktorá je na obrázku vpravo.

Prvé tlačidlo (zhora) prepína zobrazenie pomocnej mriežky bodov, ktorá uľahčuje orientáciu v stránke. nasledované je dvojicou tlačítiek, ktoré prepínajú jednotku. V našich končinách je zvykom používať mm, ak z nejakého dôvodu chcete palce, nech sa páči.

Nasleduje prepínanie kurzora (klasický a vodiace čiary) a prepínanie zobrazenia skrytých vývodov, ale tie si zatiaľ netreba všímať. Ako posledné je tlačidlo na prepínanie spôsobu kreslenia čiar. V jednej polohe umožňuje kresliť čiary len vodorvne alebo zvislo. V druhej polohe je možné kresliť ľubovoľným uhlom.

Pre nastavenie výkresu je však dôležitejšie štvrtá tlačidlo hlavnej (hornej) lišty nástrojov, alebo posledné na obrázku vpravo. Kliknutím na neho sa otvorí okno, ktoré umožňuje bližšie nastaviť vlastnosti stránky. Okrem nastavenia veľkosti strany, obsahuje dialógové okno aj niekoľko políčiek pre zadanie textu. Tieto polia sú zobrazené aj v popise výkresu, tak ako to je vidno na nasledujúcich dvoch obrázkoch:

Nastavenie strany

Popis výkresu

Kreslenie schémy

Po nastavení strany možno začať samotné kreslenie schémy. Kreslenie schémy možno rozdeliť do niekoľkých, relatívne samostatných krokov:

• pridanie súčiastok,
• spojenie súčiastok,
• nastavenie hodnôt súčiastok,
• kontrola schémy.

Pridávanie súčiastok

Výber súčiastky

Súčiastku možno do schémy prídať pomocou tlačidla Pridať súčiastku v pravej nástrojovej lište (s obrázkom hradla). Kliknutie na toto tlačidlo zmení ikonu kurzora (to sa prejaví až po jeho presunutí nad výkres) do podoby ceruzy s krížom. Kliknutie do výkresu (schémy) otvorí dialógové okno, ktoré je na obrázku vpravo. Obsahuje jedno pole pre zadanie mena súčiastky, ktoré je užitočné najmä keď už sú už mená súčiastok známe.

Použité súčiastky sa ukladajú v okne História, aby boli neskôr ľahko použiteľné. No na začiatku budú iste vhodné dve tlačidla vpravo. Slúžia na prehliadanie knižníc súčiastok. Tlačidlo Úplný zoznam asi evokuje úplný zoznam súčiastok, čo je iste pravda, ale je tiež vhodnejšie, keď už viete čo hľadáte.

A verte, že na začiatku to neviete. Jasne, iste viete, že hľadáte rezistor alebo dódu, ale ako neskôr zistíte, v knižniciach ich môže byť viac. Preto vhodným začiatkom je Prehliadač knižníc. Toto tlačidlo otvorí ďalšie dialógové okno, ktoré je rozdelené na tri zvislé časti:

V ľavej časti je pod sebou zoradený zoznam dostupných knižníc. Kliknutím na niektorú z nich sa v strednom okne zobrazí zoznam dostupných súčiastok. No a vybratá súčiastka sa zobrazí v pravej časti okna. Na obrázku je príklad výberu kondenzátora, a myslím si, že vizuálna ukážka súčiastky určite pomôže pri výbere. Neskôr, keď si už budete vedieť vybrať, možno použiť vyššie spomínané tlačidlo Úplný zoznam.

Rada

Vzhľadom k tomu, že súčiastok je v knižniciach naozaj mnoho, iste stojí za to obetovať nejaký čas a preskúmať aké súčiastky sú vlastne k dispozícii.

Po výbere tej správnej súčiastky ju je treba vložiť do schémy, na čo je určené tlačidlo Exportovať do schémy celkom vpravo v lište nástrojov tohoto okna. Tým zavriete okno, kurzor má podobu vkladanej súčiastky a ostáva už len kliknúť na miesto, kde má byť súčiastka umiestnená, čím je na toto miesto umiestnená.Ak teraz znova kliknete do výkresu, znova sa objaví okno pre vloženie súčiastky, ale použitá súčiastka už je v okne histórie, takže prístup k nej je výrazne rýchlejší. Nástroj pre vkladanie súčiastok možno ukončiť výberom iného nástroja (na lište vpravo) alebo stlačením klávesy ESC.

Po kliknutí pravým tlačidlom myši na súčiastku sa zobrazí jej kontextové menu, z ktorého teraz upozorním len niektoré položky, a to najprv na presun a ťahanie. Pomocou týchto nástrojov možno zmeniť umiestnenie súčiastky vo výkrese. Rozdiel je v tom, že pri ťahaní ostáva, až do kliknutia na nové miesto, súčiastka aj na pôvodnom mieste. Ďalšou potrebnou voľbou je rotácia, pomocou ktorej je možné natáčať súčiastku o 90 °. Užitočná je určite aj funkcia kopírovania súčiastky, čím netreba vždy znova a znova pre rovnakú súčiastku vyvolávať dialóg pre pridanie súčiastky.

Tip

V kontextovom menu si všimnite klávesové skratky (vypísané pri akcii), ktoré výrazne urýchlia prácu. Pre ich použitie stačí umiestniť kurzor nad súčiastku a stlačiť príslušnú klávesu.

Takto treba postupne porozmiestňovať súčiastky vo výkrese. Samozrejme, netreba najprv rozmiestniť všetky súčiastky a až potom pokračovať ďalším krokom, ale na to ste iste prišli aj sami.

Spájanie súčiastok

Aby schéma bolo schémou, nestačí po výkrese rozmiestniť súčiastky, ale je potrebné ich aj správnym spôsobom spojiť. Na vytváranie elektrických spojov slúžinástroj Pridať spoj, rovnako v pravej nástrojovej lište. vytváranie spojov je jednoduché, stačí kliknúť najprv na jeden koniec spoja a potom na druhý. Ak kliknete na už existujúci spoj, vytvorí sa uzol. Ak sa pomýlite, stačí na spoj kliknúť pravým tlačidlom a vybrať príslušnú akciu z kontextového menu.

Nastavenie hodnoty

Súčiatky potrebujú aj svoju hodnotu. Samozrejme, je možné vytvoriť zoznam súčiastok, kde budú hodnoty uvedené (automatické vytvorenie v KiCADe je možné). Dobrou voľbou je priame uvedenie hodnoty do schémy. V kontextovom menu súčiatky je podmenu Upraviť súčiastku a tam voľba Hodnota (skratka v ako value). Vdialógu, ktorý sa objaví, je možné zadať požadovanú hodnotu súčiastky.

V tomto okmažiku spomeniem polia súčiastky. Taký kondenzátor (ale nie len) má dve polia. Jedno pre hodnotu a jedno pre označenie (typ a číslo). Kliknutím pravým tlačidlom na niektoré z polí sa opäť objaví kontextové menu, ktoré okrem iných možností umožňuje jeho presunutie na požadovanú pozíciu. Tento presun ale väčšinou potrebný nie je.

Očíslovanie súčiastok

Ostáva už len súčiastky očíslovať. Túto časť zvládne KiCAD automaticky, pomocou nástroja Očíslovanie súčiastok v hornej lište nástrojov. Dialógové okno, ktoré sa objaví, ponúkadostatočne podrobné voľby. nastaviť si môžete, či bude očíslovaný celýp rojekt alebo len aktívny list. Či má byť ponechané existujúce číslovanie (ak ste povedzme pridali súčiastku) alebo má byť číslovanie urobené odznova.

vybrať si môžete i to, akým smerom má byť číslovanie urobené. Dve tlačidla dole slúžia na výber akcie, čiže či súčiastky očíslovať alebo číslovanie odstrániť. Obe tieto akcie ešte vyžadujú dodatočné potvrdenie, čo síce vyzerá otravne, ale iste je to dobrá voľba, najmä ak ste v rýchlosti zvolili inú akciu či voľbu ako ste chceli.

Kontrola schémy

Kontrola schémy

Posledným krokom pri kreslení schémy je jej kontrola. Aj na toto poskytuje KiCAD nástroj, ktorý dokáže odhaliť veľa chýb. Nástroj sa nachádza tiež v hornej lište a volá sa ERC schémy.

Na obrázku vľavo vidíte ukážku výsledku kontroly schémy, kde som schválne vytvoril chyby. Teda presnejšie, ERC ich ohodnotil len ako varovania. V schéme sa objaví pre každú chybu a varovanie maličká šípka, takže chyby v schéme ľahko nájdete. Najčastejšou chybou, s ktorou sa stretávam sú nezapojené vývody. Lenže niekedy to tak naozaj má byť (niektoré IO). Aj preto je v pravej lište nástroj Pridať označenie Nezapojené, ktorým možno označiť vývody, ktoré zapojené byť nemajú, a tým ich ERC nevyhodnotí ako chybu.

Tip

ERC nekontroluje elektrickú funkčnosť schémy, len jej zapojenie.

Záver

Teraz by ste mali byť schopní v KiCADe nakresliť schému. Ostáva navrhnúť plošný spoj, ale o tom inokedy. Celkom na záver spomeniem už len možnosti exportovania schémy. V menu Súbor je položka Vykresliť, ktorá ponúka tri spôsoby exportovania nakreslenej schémy, a to ako PostScriptový súbor (ps), súbor s vektorovou grafikou (svg) a nakoniec súbor HPLG pre plotre.