KiCad PCB-Design Tutorial: Open-Source PCB-Entwicklung meistern

KiCad – Die Open-Source-Suite

KiCad erstellt elektronische Schaltpläne und PCB-Artwork. Unter der Haube steckt ein elegantes Ensemble eigenständiger Tools:

KiCad ist ausgereift für komplexe Boards: keine Größenbegrenzung, bis 32 Kupferlagen, 14 technische Lagen, 4 Aux-Layers. Erzeugt alle Fertigungsdateien (Gerber, Bohrung, Bestückungskoordinaten). GPL-lizenziert – ideal für Open-Source-Hardware.

Schaltplan zeichnen (Eeschema)

1. KiCad starten → Projektmanager. Zugriff auf alle 8 Tools (Eeschema = 1. Button links).
2. File → New Project → Name tutorial1 (Extension .pro auto). Dediziertes Verzeichnis anlegen? → Ja. Alle Projektdateien landen dort.
3. Schaltplan-Editor starten: Eeschema (1. Button links).
4. Page Settings (Toolbar) → Paper Size A4, Title Tutorial1 → OK. Info erscheint unten rechts. Mausrad zoomt. File → Save Schematic Project.
5. Erstes Bauteil platzieren: Place Component (rechte Toolbar) → Mitte Blatt klicken → Choose Component-Fenster.
6. Widerstand suchen: Filter R → Resistor (Library device – generisch, nützlich). Doppelklick → auf Blatt klicken → platzieren.
7. Zoom: Lupen-Icon oder Mausrad; Mausrad drücken → Pan.
8. Drehen: Maus über Bauteil → r (kein Klick nötig).
9. Wert bearbeiten: Rechtsklick → Edit Component → Value (oder v über Bauteil; e für allgemeinen Edit-Dialog). Kontextmenü zeigt alle Shortcuts.
10. Wert R → 1 k → OK.
11. Zweiten Widerstand: Klick auf Position → History zeigt R → OK → platzieren.
12. Löschen: Rechtsklick → Delete Component (oder Del über Bauteil).
13. Duplizieren: Über Bauteil → c → Zielposition klicken.
14. Verschieben: Rechtsklick → Drag Component → neu positionieren → Linksclick.
15. Raster ändern: Rechtsklick → Grid select. Empfehlung: 50 mils für Schaltplan.
16. Externe Library hinzufügen: Preferences → Component Libraries → Add für Component Library Files. Danach Power/Ground-Symbole, Pins, Labels für Verbindungen nutzen.
17. ERC (Electrical Rules Check): Icon Perform electrical rules check (Toolbar) → Run → Report (Errors/Warnings). Ziel: 0 Errors, 0 Warnings. Bei Fehlern: grüner Pfeil im Schaltplan. Create ERC file report anhaken → Run → Details.
18. BOM erstellen: Eeschema → Bill of materials-Icon → Add Plugin → bom2csv.xsl wählen → Generate → CSV im Projektordner → mit LibreOffice Calc/Excel öffnen.

PCB-Layout (Pcbnew)

1. Projektmanager → Pcbnew-Icon. Fehlermeldung *.kicad_pcb fehlt → Yes (neu anlegen).
2. Page Settings → A4, Title Tutorial1.
3. Design Rules → Design Rules → Net Classes Editor: Clearance 0.25 mm, Track Width 0.25 mm (Herstelleranforderung).
4. Global Design Rules: Min Track Width 0.25 mm → OK.
5. Netlist importieren: Read Netlist-Icon → Browse Netlist Files → tutorial.net → Read Current Netlist → Close.
6. Ratsnest (Dünndrähte) anzeigen: Hide board ratsnest-Button nicht gedrückt lassen.
7. Bauteile bewegen: Über Bauteil → g → Ziel klicken. Alle verschieben bis minimale Leiterbahnkreuzungen. Layout optimieren.

Gerber-Dateien erzeugen

1. Pcbnew öffnen → Board laden (Icon Open).
2. File → Plot → Plot Format: Gerber → Ausgabeordner wählen → Plot → alle Layer-Gerber werden erzeugt.

Fazit

Gezeigte Operationen sind nur ein Teil von KiCads Funktionsumfang. Details erschließen sich in der Praxis.

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