Kategória: Elektro návody

Zmenené: 27. august 2010

KiCAD – schéma blikača

Na tomto jednoduchom príklade chcem ukázať, ako pomocou KiCAD nakresliť elektronickú schému. V článku celý postup popíšem po jednotlivých krokoch, a to všetko aby som ukázal postupy spomínané v inom článku (KiCAD – kreslenie schém) ako jeden celok na konkrétnom príklade.

Cieľová schéma

Na začiatku nebolo slovo, ale schéma, ktorú som našiel na webe (ľutujem, stránka už nie je dostupná). Túto schému som trochu zjednodušil (vypustil som akustický výstup), ale inak nechal bez zmiena poslúži ako cieľ nášho snaženia. A týmt cieľom bude nakresliť túto schému pomocou programu KiCAD. Len podotýkam, že ten cieľ nie je prekresliť ju presne graficky, len presne elektricky:

Východzia schéma blikača

Kreslenie schémy

Nastavenie výkresu

Bez dlhých rečí, poďme do práce. Jev podstate jedno, či si pre túto schému vytvoríme nový projekt KiCAD-u alebo nie, každopádne lepšie je vytvoriť nový projekt a do neho novú schému, v ktorej začneme nastavením výkresu:

1. nastaviť používanie milimetrov;
2. zapnúť zobrazenie mriežky;
3. zadať základné parametre schémy (viz obrázok).

Ako ste si iste všimli aj sami, nepoužil som v popise výkresu diakritiku, je to preto, že vo výkrese má KiCAD s diakritkou problém a myslím si, že bez mäkčeňa je to lepšie ako bez písmena.

Pridanie súčiastok

Pridané značky (po jednej)

Po nastavení a uložení nasleduje samotné kreslenie schémy. Najprv si pridáme do výkresu po jenom z každého typu značky, teda jeden kondenzátor, jeden tranzistor atď, pomocou nástroja Pridať súčiastku. Samozrejme, možno si týmto nástrojom popridávať postupne aj všetky značky, ale výrazne jednoduchšie mi príde ich potom duplikovať. Pre zjednodušenie hľadania, nasleduje zoznam názvov značiek a v zátvorke je knižnica, z ktorej príslušné značky sú:

• R (device)
• LED (device)
• NPN (device)
• CPOL (vlastná knižnica)
• CONN_1 (conn)

Rada

Značka CPOL je z vlastnej knižnice, jej postup vytvorenia je popísaný v článku KiCAD – vytvorenie súčiastky.

Množenie súčiastok

V tomto okamžiku sú vo výkrese štyri súčiastky (a jeden konektor). Presunieme kurzor myši nad súčiastku, pravým tlačítkom myši vyvoláme kontextovú ponuku, z ktorej zvolíme Kopírovať súčiastku. Tým ostane pôvodná značka na pôvodnom mieste, k symbolu kurzoru sa pridá symbol kopírovanej značky. teraz už len stačí kliknuť na nové miesto, kam vložíme novú (kopírovanú) značku.

Tkato si postupne namnožíme potrebný počet značiek. Celkom potebujeme:

• 4 x rezistor;
• 2 x LED;
• 2 x kondenzátor;
• 2 x tranzistor;
• 2 x konektor.

Rozmiestnenie súčiastok

Po namnožení dostatočného množstva súčiastok ostáva ich rozmiestnenie. Takže kladieme jednu ruku na myš, druhú máme pripravenú na klávesnici (to kvôli klávesovým skratkám). Presunieme kurzor myši nad niektorú značku, napríklad rezistor, a druhou stlačíme klávesu M (nie, netreba použiť Shift, plne postačí aj malé m). Pre lepšie zapamätanie, písmeno M je od slova Move, čiže po našom presunúť.Ak chcete aby pri posúvaní ostala značka aj na pôvodnom mieste, použite písmeno G. Hlavná výhoda (alebo rozdiel) nástroja G oproti nástroju M sa prejaví po nakreslení spojov, kde pomocou G presúvate súčiastku aj s nakreslenými spojmi.

Rada

Ak potrebujeme presunúť viac značiek naraz, prosto ich označíme ťahaním myšou (pravoúhla oblasť) a hneď po pustení ľavého tlačítka myši ich môžme presunúť na nové miesto.

Pri rozmiestňovaní často treba súčiastky natočiť do ného uhlu ako je východzí. Takže presunieme kurzor nad príslušnú súčiastku a stláčame písmeno R, od slova Rotate (po našom otočenie). Rotácia sa robí po 90 a pokračuje stále dookola, takže najprv otočí o 90, pri druhom stlačení o ďalších 90 a tak ďalej.

Značku možno okrem otáčania v kladnom smere, otáčať aj v smere zápornom (toto nemá východziu klávesovú skratku). A to často potrebujeme je aj preklápanie (zrkadlenie), ktoré možno robiť v smere osi X aj v smere osi Y (klávesové skratky sú rovnaké ako mená osí). Do východzieho stavu dostane súčiastku klávesa N. Všetky tieto možnosti rotácie sú dostupné z kontextového menu (podmenu Orientovať súčiastku).

Takto popresúvame, pootáčame a popreklápame všetky súčiastky a razom sa výkres začína podobať schéme. Samozrejme, toto rozmiestňovanie nemusí byť celkom presné, ja ho tu popisujemnajmä kvôli vysvetleniu práce s programom.

Spájanie súčiastok

Schéma blikača

Aby bola elektrotechnická schéma schémou, je treba jednotlivé súčiastky pospájať, na čo slúži nástroj Pridať spoj v pravej lište nástrojov. práca s ním je ľahká. Prosto stačí vytvárať vodivé spoje prostým spojením vývodov súčiastok. Pokiaľ kliknuete myšou počas ťahania spoja, vytvorí sa zlom. Spôsob kreslania možno meniť nástrojom Kresliť čiary ľubovoľným smerom, respektíve Kresliť čiary len vodorovne a zvislo (názov sa mení, podľa aktuálnej voľby). V našom blikači využijeme oba spôsoby.

Pokiaľ za začiatok (alebo koniec) spoja zvolíme iný spoj, automaticky je pridaný uzol. Toto mi akosi nefungovalo v režime Ľubovoľného kreslenia spojov. Nie je to však problém, pretože spoj je možné vytvoriť pomocou kontextového menu, stačí kliknúť na miesto, kde sa spoje dotýkajú alebo križujú.

Ak sa Vám pri kreslení podarí urobiť spoj inak ako chcete, stačí ho z kontextového menu odstrániť a urobiť znova. Akovidno na obrázku, kontextové menu je bohaté na odstraňovacie nástroje. myslím, že sú samovysvetľujúce, ak náhodou nie, treba ich prosto vyskúšať. odstraňujú jednotlivé čiary, či všetko čo je pripojené k uzlu a podobne. Na obrázku vpravo je schéma s rozmiestnenými a prepojenými súčiastkami.

Rada

Len pripomeniem, že presun značky spolu s nakreslenými spojmi slúži skratka G.

Číslovanie a hodnoty súčiastok

Aby bola schéma úplná, chýba ešte značky očíslovať ahlavne im nastaviť hodnoty. Začnime tým druhým. Nastaviť hodnotu značky možno z kontextového menu (podmenu Upraviť súčiastku ‣ Hodnota), ale výrazne rýchlejší je dvojklik na príslušné pole súčiastky, prípadne skratka V (Value), čím sa otvorí jednoduchý dialóg, kde treba zadať hodnotu súčiastky.

Hodnoty súčiastok možno zadávať vlastne ľubovoľným spôsobom, ale myslím, že najlepšie je dodržať zaužívaný spôsob a napríklad 3,6 kΩ zapísať ako 3k6 a podobne. Ako hodnotu tranzistorov a LED treba zadať typ súčiastky.

Vôbec sa mi nepáči ako schéma vyzerá po otáčaní a preklápaní súčiastok. Teda aby som bol presný, schéma sa mi páči, čo sa mi nepáči je umiestnenie a natočenie polí súčiastok.Ale to nie je problém. Keď klikneme pravým tlačítkom na pole súčiastky, možno z kontextového menu pole nie len natáčať, ale aj presúvať. Takže po troške hrania sa môže vyzerať schéma celkom podľa našich predstáv.

Rada

Aj preto je vhodné najprv sa s rozmiestnením a natočením polí pohrať a až potom množiť súčiastky, pretoženamnožená súčiastka zachováva nastavenie polí.

Vlastnosti polí súčiastok

Prípadne je možné z kontextového menu súčiastky (podmenu Upraviť súčiastku ‣ Upraviť) priamo upraviť nastavenia všetkých polí. Obrázok ukazuje ako nastaviť súčiastku tak, aby pole s hodnotou nebolo zobrazované. Postup pre ostatné polia je rovnaký, len stačí zvoliť v pravej časti príslušné pole a potom vľavo hore zvoliť, či má byť pole zobrazené alebo nie. Priamo v tomto dialógu možno aj upravovať natočenie poľa, či jeho umiestnenie.

Číslovanie súčiastok

Keď už máme nastavené hodnoty (resp. typy súčiastok), ostáva už len súčiastky v schéme očíslovať. Možno to urobiť ručne, podobným spôsobom ako nastavenie hodnoty, čo by bolo skôr zdĺhavé ap rináša to veľké nebezpečenstvo, že budú mať dve súčiastky rovnaké označnie, prípadne, že niektoré číslo bude chýbať. KiCAD nám na to ponúka nástroj v hornej lište nástrojov Očíslovať súčiastky.

Nástroj najprv zobrazí dialógové okno, v ktorom môžeme nastaviť ako má KiCAD súčiastky očíslovať. Prvá skupina volieb udáva, či má byť očíslovaná celá schéma alebo len aktuálny list (pre zložitejšie - viaclistové schémy). Druhá skupina volieb zase určuje, či majú byť ponechané existujúce čísla. To je vhodné, ak potrebujeme napr. očíslovať pridanú súčiastku. A posledná skupina zase udáva v akom poradí budú súčiastky číslované, či zľava doprava alebo zhora dolu. Prípadne je možné číslovať súčiastky aj podľa hodnoty, teda súčiastky s rovnakou hodnotou budú v číslovaní nasledovať za sebou.

V dolnej časti okna sú tri tlačítka, ktorých význam je myslím jasný z ich názvu.

Zoznam súčiastok

Rozpis materiálu

Ak sa niekomu nepozdáva pridávanie hodnôt jednotlivým súčiastkam a dáva prednosť zoznamu súčiastok, má aj na toto riešenie nástroj. Aj tento sa nachádza v hornej lište nástrojov a volá sa Rozpiska materiálu a/alebo porovnávacia tabuľka. Spustenie tohoto nástroja opäť najprv vyvolá dialógové okno, kde treba nastaviť niektoré parametre. vygenerovaný zoznam je prostý textový súbor apri každom generovaní sa spýta na meno súboru, do ktorého ho má uložiť.

Začnem možnosťami výstupného formátu. Keďže chceme vygenerovať zoznam súčiastok s ich hodnotami, určite si zvolíe Text pre import do tabuľky a zvolíme čím majú byť polia oddelené. Oddelenie tabulátormi vyprodukuje pekný výstup pre oči, oddelenie bodkočiarkou je zase pre tabuľkové kalkulátory (hoci tie si poradia aj s tabulátormi).

Keďže chceme hneď po vygenerovaní a uložení zoznam aj pozrieť, nezebudli sme si zaškrtnúť pole Spustiť prehliadač zoznamov. Po zmene hodnôt pre istotu klikneme na tlačítko Použiť. O samotné vygenerovanie zoznamu sa postará tlačítko Vytvoriť zoznam. Ako som spomínal vyššie, po jeho uložení ho hneď aj zobrazí v nastavenom editore.

Varovanie

Nemáte nastavený editor? Nenastavujte ho v ponúknutom dialógu v Eeschema, pretože jeho zmena je potom už len priamo v konfiguračnom súbore. radšej použite hlavné okno KiCAD, kde v menu je na to položka. Táto zmena sa prejaví až po novom spustení eeschema.

Hotovo

V tomto okamžiku je schéma nakreslená. Aby bolo možné pokračovať návrhom plošného spoja, treba vykonať ešte niekoľko krokov, ale o tom zase inokedy. Ostáva už len ukázať výsledok a spomenúť, že schému možno vykresliť (exportovať) do formátu PostScript, SVG, či HPGL.

Výsledná schéma