KiCad

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Gestión de librerías

  1. Crear la siguiente estructura de directorios al crear un nuevo proyecto:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    mi_proyecto
     ↳3d_models     // .STEP and .WRL model files for all footprints
     ↳datasheets    // data sheets for components used
     ↳gerber        // final production files
     ↳images        // SVG images and 3D board renders
     ↳lib_sch       // schematic symbols
     ↳lib_fp.pretty // footprints
     ↳pdf           // schematics, board layouts, dimension drawings
    
  2. Conforme se va editando un esquemático, KiCad va incorporando todos los símbolos utilizados (procedentes de las librerías de la aplicación y de las creadas para el proyecto) a una librería de backup llamada "mi_proyecto-cache.lib". Una vez que el esquemático esté completo, copiar dicha librería al directorio lib_sch, renombrándola para quitar el sufijo -cache del nombre, es decir quedando lib_sch/mi_proyecto.lib.

  3. En el editor del esquemático abrir el comando de menú Preferencias > Administrar librerías de símbolos..., seleccionar la pestaña Librerías específicas del proyecto y añadir la librería que hemos copiado en el paso anterior por medio del botón con forma de carpeta (Add existing library to table). De esta forma nunca perderemos los símbolos utilizados durante la creación del esquema (se podrían modificar al actualizar las librerías del programa):

    lib_sch

Workflow

En general KiCad se utiliza con atajos de teclado. Para obtener los atajos de teclado que sirven en una de las aplicaciones, pulsar Ctrl+F1.

  1. Crear proyecto:
    1. Desde la ventana principal del programa, File > FNew > Project...
  2. Diseñar símbolo:
    1. Abrir el programa Symbol Editor.
    2. Crear una nueva librería con el comando File > New library... en el directorio lib_sch.
    3. En el popup Add To Library Table que aparece seleccionar la opción Project.
    4. Pulsar el botón Create new symbol.
    5. Se nos preguntará por la librería donde incorporarlo. Seleccionar la que acabamos de crear (aparecerá al final).
    6. Rellenar el cuadro Symbol Properties. Fundamentalmente tenemos que dar un nombre para el componente.
    7. Crear el símbolo del componente utilizando fundamentalmente los siguientes atajos de teclado:
      • M: Mover objeto.
      • P: Crear pin. El círculo al final de la línea representa el punto donde se hará la conexión.
      • Supr: Eliminar objeto.
    8. Decorar el símbolo con las herramientas de dibujo.
    9. Guardar los cambios.
  3. Diseñar esquemático:
    1. Abrir el programa Schematic Layout Editor (eeschema).
    2. Añadir los símbolos que van a componer el esquemático con la ayuda de los siguientes atajos:
      • A: Añadir símbolo.
      • P: Añadir fuente de alimentación o masa.
      • C: Copiar símbolo.
    3. Una vez que tengamos todos los símbolos a la vista los reorganizaremos y cablearemos con los siguientes atajos de teclado:
      • M: Mover objeto (rompe las conexiones).
      • G: Arrastrar objeto (mantiene las conexiones).
      • R: Rotar objeto.
      • E: Editar propiedades del objeto como Referencia (U), Valor (V) o Footprint (F).
      • W: Conexión entre símbolos.
      • K: Terminar el trazado de una conexión.
      • Q: Añadir no conexión.
      • L: Añadir etiqueta de red.
      • I: Añadir polilínea.
      • T: Añadir texto.
    4. Dar valores a los componentes que lo necesiten (Resistencias, Condesadores, Diodos, etc.) con el atajo V o E.
    5. Dar nombre a los componentes. Se puede hacer automáticamente con la herramienta de anotación a la que se accede con el botón de la barra superior.
  4. Asociar símbolos del esquemático con huellas PCB ejecutando CvPCB. . Aprovechar los botones de filtrado, sobre todo Filter footprint list using a partial name or a pattern.
  5. Diseñar las huellas que no se encuentren en la librería:
    1. Abrir el programa Footprint Editor.
    2. Crear una nueva librería con el comando File > New Library... en el directorio lib_fp.pretty.
    3. En el popup Select Library Table que aparece seleccionar la opción Project.
    4. Pulsar el botón New footprint.
    5. Darle nombre en el popup que aparece.
    6. Guardarlo para que nos pregunte por la librería donde incorporarlo. Seleccionar la que acabamos de crear (aparecerá al final).
    7. Crear la huella utilizando fundamentalmente los siguientes atajos de teclado:
      • M: Mover objeto.
      • R: Rotar objeto.
      • Add pad:
      • E: Editar propiedad de objeto. Cuando se aplica sobre los pads es importante asignar correctamente el valor del Pad number ya que es como se enlazan los símbolos con las huellas.
    8. Decorar la huella con las herramientas de dibujo.
    9. Guardar los cambios.
  6. Diseñar la PCB:
    1. En Schematic Layout Editor (eeschema) pulsar el botón Generate netlist.
    2. En el popup que aparece pulsar el botón Generate Netlist.
    3. Guardar el fichero que genera en la raíz del proyyecto.
    4. Abrir el programa PCB Layout Editor (pcbnew).
    5. Importar el netlist utilizando el botón Load netlist.
    6. En el popup que aparece seleccionar el fichero que hemos generado en el punto 3 anterior.
    7. Pulsar el botón Update PCB.
    8. Cerrar el popup y hacer clic sobre la PCB para colocar las huellas.
    9. Utilizando los atajos M y R recolocar todos los componentes como más convenga.
    10. Ocultar las etiquetas que no interesen, pulsando E sobre ellas y desmarcando el check Visible.
    11. Dibujar el perfil de la PCB con las herramientas de dibujo en la capa Edge.Cuts.
    12. Rutear haciendo uso de los siguientes atajos de teclado:
      • X: Añadir pista.
      • V: Añadir vía.
      • M: Mover componente.
      • R: Rotar componente.
      • D: Arrastrar pista.
    13. Crear las zonas rellenas de cobre (normalmente para las nets +5V y GND):
      1. Seleccionar la herramienta Add filled zones.
      2. Delimitar una superficie que englobe la parte de la PCB que queremos rellenar de cobre. Al pinchar el primer vértice aparecerá una ventana en la que tendremos que indicar las propiedades de la zona a rellnar donde indicaremos la net y la capa de cobre.
    14. Ejecutar las DRC pulsando el botón Perform design rules check.
  7. Exportar Gerber:
    1. Pulsar el botón Plot (HPGL, Postscript, or GERBER format).
    2. En la ventana que aparece, seleccionar las capas que queremos incluir e indicar el directorio gerber del proyecto.
    3. Pulsar el botón Plot.
    4. Pulsar el botón Generate Drill Files y en la nueva ventana que aparece encima pulsar el botón Generate Drill File.
  8. Exportar BOM:
    1. Pulsar el botón Generate bill of materials.
    2. De la lista BOM plugins que aparece seleccionar bom2grouped_csv y pulsar Generate.
  9. Cambios en esquemático y propagación:
    1. Hacer el cambio en Schematic Layout Editor (eeschema).
    2. Dar nombre a los nuevos componentes. Se puede hacer automáticamente con la herramienta de anotación a la que se accede con el botón de la barra superior.
    3. Volver a Schematic Layout Editor (eeschema) y pulsar el botón Update PCB from schematic.
    4. En el popup que aparece pulsar el botón Update PCB. Nos hará un informe de los cambios. En caso de que los cambios imploquen componentes nuevos, cuando lo cerremos se nos cargarán en el cursor para incorporarlos al PCB.

Las capas más importantes son:

  • F.Cu: Capa superior de cobre. Atajo de teclado: RePag.
  • B.Cu: Capa inferior de cobre. Atajo de teclado: AvPag.
  • Edge.Cuts: Perfil de corte de la PCB.
  • F.SilkS: Silkscreen superior o capa donde se representan los símbolos y textos de los componentes habitualmente en blanco.
  • B.SilkS: Silkscreen inferior.
  • F.Mask: Máscara de soldado superior, habitualmente en verde.
  • B.Mask: Máscara de soldado inferior.

Generación modelo 3D de la placa

Es recomendable instalar los paquetes recomendados con apt cuando se instala KiCad. Se puede hacer con la siguiente opción en el comando de instalación:

$ sudo apt install --install-recommends kicad

En caso de no tener las librerías de paquetes 3D o querer forzar el tener la última versión de Github, se puede proceder como sigue:

  1. Bajar el repositorio con los modelos de los componentes:

    cd ~/git
    git clone git@github.com:KiCad/kicad-packages3D.git
    
  2. Abrir el menú `Preferencias > Configure Paths...".

  3. Configurar el repositorio recien bajado como la nueva ruta de la librería KISYS3DMOD (originalmente la ruta es /usr/share/kicad/modules/packages3d/):

    KISYS3DMOD path)

  4. En Pcbnew editar las propiedades de las huellas y en la solapa Opciones 3D añadir la ruta del modelo 3D o ajustarla si es que existe.

    Opciones 3D propiedades huella)

  5. Abrir el menú Ver > Visor 3D.

Designación de componentes

Referencia Tipo de componente
AT Attenuator
BR Bridge Rectifier
BT Battery
C Capacitor
CN Capacitor network
D Diode (including zeners, thyristors and LEDs)
DL Delay line
DS Display
F Fuse
FB or FEB Ferrite bead
FD Fiducial
J Jack connector (female)
JP Link (Jumper)
K Relay
L Inductor
LS Loudspeaker or buzzer
M Motor
MK Microphone
MP Mechanical part (including screws and fasteners)
P Plug connector (male)
PS Power supply
Q Transistor (all types)
R Resistor
RN Resistor network
RT Thermistor
RV Varistor
S Switch (all types, including push-buttons)
T Transformer
TC Thermocouple
TUN Tuner
TP Test point
U Integrated circuit
V Vacuum Tube
VR Variable Resistor (potentiometer or rheostat)
X Transducer not matching any other category
Y Crystal or oscillator
Z Zener Diode