Pcbnew ist eine leistungsfähige Leiterplattensoftware für die Betriebssysteme Linux, Microsoft Windows und Apple OS X. Pcbnew wird zusammen mit dem Schaltplanprogramm Eeschema verwendet, um Leiterplatten zu erstellen.

Pcbnew verwaltet Bibliotheken von Footprints. Jeder Footprint ist eine Zeichnung eines realen Bauteils einschließlich seines Lötflächenrasters (die Anordnung der Lötflächen auf der Leiterplatte). Die benötigten Footprints werden automatisch während des Einlesens der Netzliste geladen. Jede Änderung der Footprintauswahl oder Referenzierung kann im Schaltplan vorgenommen und in Pcbnew aktualisiert werden, indem die Netzliste aktualisiert und in Pcbnew neu eingelesen wird.

Pcbnew stellt ein DRC Werkzeug (Design Rule Check = Prüfung der Entwurfsregeln) bereit, das verhindert, dass Netze verbunden werden, die nicht verbunden sein sollen oder Probleme mit Abständen zu Leiterbahnen und Lötflächen aufzeigt. Wenn Sie den interaktiven Router verwenden, prüft dieser kontinuierlich auf Designregeln und hilft dabei automatisch einzelne Leiterbahnen zu verlegen.

Pcbnew erlaubt das Anzeigen von Luftlinien, dies sind dünne Linien die Lötflächen von Footprints verbinden, die im Schaltplan verbunden sind. Diese Verbindungen bewegen sich dynamisch mit, wenn Leiterbahnen und Footprints bewegt werden.

Pcbnew hat einen einfachen aber effektiven Autorouter, um das Anfertigen von Leiterplatten zu unterstützen. Ein Export/Import im SPECCTRA dsn Format erlaubt die Benutzung von leistungsfähigeren Autoroutern.

Pcbnew stellt Möglichkeiten speziell für das Anfertigen von Höchstfrequenz Mikrowellenschaltungen zur Verfügung, wie zum Beispiel notwendige trapezförmige und komplex geformte Lötflächen, automatisches Erstellen von Induktivitäten auf der Leiterplatte, usw.).

Die kleinste Einheit in Pcbnew ist 1 Nanometer. Alle Abmessungen werden als ganzzahlige Nanometer gespeichert.

Pcbnew kann bis zu 32 Kupferlagen erzeugen, 14 technische Lagen (Bestückungsdruck, Lötstopplack, Lage für Bauteil Klebung, Lötpaste und Kantenschnitte) plus 4 Hilfslagen (Zeichnungen und Kommentare) und verwaltet in Echtzeit die Luftlinien Anzeige von fehlenden Leiterbahnen.

Die Anzeige von Leiterplattenelementen (Leiterbahnen, Lötflächen, Text, Zeichnungen…​) ist anpassbar:

Für komplexe Schaltungen kann für einer bessere Darstellung die Anzeige von Lagen, Flächen und Bauteilen gezielt deaktiviert werden. Netze oder Leiterbahnen können hervorgehoben werden, um zusätzlich hohen Kontrast zur Verfügung zu stellen.

Footprints können in jedem Winkel mit einer Auflösung von 0,1 Grad gedreht werden.

Pcbnew enthält einen Footprinteditor, der das Bearbeiten einzelner Footprints erlaubt, die sich auf der Leiterplatte oder in einer Bibliothek befinden.

Der Footprinteditor enthält viele zeitsparende Werkzeuge wie:

Footprints haben eine Anzahl von Eigenschaften, die angepasst werden können. Die Lötflächen können rund, rechteckig, oval oder trapezförmig sein. Für bedrahtete Bauteile können die Bohrungen in der Lötfläche verschoben sein und können rund sein oder ein Schlitz. Einzelne Lötflächen können ebenfalls gedreht sein und eigene Lötstoppmasken-, Netz- oder Lötpastenabstände haben. Lötflächen können ebenso massiv angebunden sein oder über Wärmefallen für eine einfachere Fertigung. Jede Kombination von einzigartigen Lötflächen kann innerhalb eines Footprint verwendet werden.

Pcbnew erzeugt sehr einfach alle für die Fertigung notwendigen Dokumente:

Aufgrund der notwendigen Steuerungstiefe wird dringend empfohlen, Pcbnew mit einer 3-Tasten-Maus zu bedienen. Viele Funktionen wie Verschieben des Bildschirminhalts oder Zoom benötigen eine 3-Tasten-Maus.

In der neuen Version von KiCad hat Pcbnew große Änderungen von die Entwicklern im CERN erfahren. Das beinhaltet Funktionen wie einen neuen Renderer (OpenGL und Cairo Ansichtsmodi), einen interaktiven "Schieben und Schubsen" (Push und Shove) Router, differenzielle- und Mäander Leiterbahnführung und -anpassung, einen überarbeiteten Footprinteditor, und viele andere Funktionen. Bitte beachten Sie, dass die meisten dieser neuen Funktionen nur in den neuen OpenGL und Cairo Ansichtsmodi verfügbar sind.

Der Installationsvorgang ist in der Dokumentation zu KiCad beschrieben.

Eine Standardkonfigurationsdatei kicad.pro wird in kicad/share/template mitgeliefert. Diese Datei wird als Erstkonfiguration für alle neuen Projekte verwendet.

Diese Konfigurationsdatei kann verändert werden, um die zu ladenden Bibliotheken zu ändern.

Um das zu tun:

Sie können auf die Einstellung der Bibliotheksliste aus dem Menü Einstellungen zugreifen:

Das Bild unter zeigt den Dialog, welcher es Ihnen erlaubt, die Liste der Footprintbibliotheken einzustellen:

Sie können das Benutzen, um alle Bibliotheken hinzuzufügen, die Footprints enthalten, die Sie für ihr Projekt benötigen. Sie sollten ebenfalls nicht benutzte Bibliotheken aus neuen Projekten entfernen, um Kollisionen von Footprintnamen zu vermeiden. Bitte beachten Sie, dass es eine Auffälligkeit mit der Liste der Footprintbibliotheken gibt, wenn Footprintnamen doppelt in verschiedenen Bibliotheken vorkommen. Wenn das passiert, wird der Footprint von der ersten in der Liste gefundenen Bibliothek geladen. Wenn das ein Problem ist (Sie können nicht den gewünschten Footprint laden), ändern Sie entweder die Reihenfolge der Bibliotheken in der Liste mit den "Nach oben" und "Nach unten" Schaltflächen im Dialog oben oder Sie geben dem Footprint einen eindeutigen Namen über den Footprint Editor.

Seit dem Release 4.0 benutzt Pcbnew eine neue Tabellenimplementierung, um die Footprintbibliotheken zu verwalten. Die Information im vorherigen Absatz ist nicht länger gültig. Die Verwaltung der Bibliothekstabellen ist zugreifbar über:

Das Bild unten zeigt den Dialog zum Bearbeiten der Footprint Bibliothekstabelle, welcher über das Menü 'Einstellungen → Footprint Bibliotheken Manager' geöffnet wird.

Die Tabelle der Footprintbibliotheken wird benutzt, um eine Footprintbibliothek jedes unterstützten Bibliothekstyps auf eine interne Bibliotheksbezeichnung abzubilden. Diese Bezeichnung wird verwendet, um nach Footprints zu suchen anstelle der vorherigen Methode, die von der Reihenfolge der Bibliotheksverzeichnisse abhing. Das ermöglicht Pcbnew auf Footprints mit dem gleichen Namen in unterschiedlichen Bibliotheken zuzugreifen und damit sicherzustellen, dass der richtige Footprint aus der richtigen Bibliothek geladen wird. Es erlaubt Pcbnew ebenfalls Bibliotheken anderer Leiterplattenprogramme wie Eagle und gEDA zu unterstützen.

In Pcbnew ist es möglich Befehle mit verschiedenen Möglichkeiten auszuführen:

Der Screenshot unten stellt einige der möglichen Zugriffe auf diese Funktionen dar:

Während des Anordnens von Elementen bewegt sich der Cursor über ein Raster. Das Raster kann über das Symbol in der linken Werkzeugleiste ein- oder ausgeschaltet werden.

Jede der vordefinierten Rastergrößen oder ein benutzerdefiniertes Raster kann über das Kontextmenü oder die Drop-Down-Auswahl in der oberen Werkzeugleiste ausgewählt werden. Die Größe des benutzerdefinierten Rasters wird über das Menü 'Abmessungen → Raster' eingestellt.

Die Zoom-Größe kann mit jeder der folgenden Methoden geändert werden:

Die Cursorkoordinaten werden in Zoll oder Millimeter angezeigt. Diese Auswahl erfolgt über die 'In' oder 'mm' Symbole in der linken Werkzeugleiste ( ).

Unabhängig von der gewählten Maßeinheit arbeitet Pcbnew immer mit einer Genauigkeit von 1/10.000 Zoll.

Die Statuszeile am unteren Fensterrand zeigt:

Zusätzlich kann die relative Position des Cursors auch in Polarkoordinaten angezeigt werden (Entfernung und Winkel). Das können Sie über das Symbol in der linken Werkzeugleiste ein- und ausschalten.

Viele Befehle sind direkt über die Tastatur verfügbar. Die Auswahl kann über Groß- oder Kleinschreibung erfolgen. Die meisten Schnelltasten werden in den Menüs angezeigt. Manche Schnelltasten, die nicht angezeigt werden, sind:

Die Befehle die einen Block zu verschieben, invertieren (spiegeln), kopieren, drehen und löschen sind alle über das Kontextmenü verfügbar. Zusätzlich kann die Ansicht auf den Bereich des Blocks vergrößert werden.

Der Block wird markiert, indem Sie die Maus bei gedrückter linker Maustaste bewegt wird. Der Befehl wird ausgeführt, wenn die Taste losgelassen wird.

Wenn Sie eine der beiden Tasten Umschalten oder Strg halten, oder beide Tasten zusammen, während der Block markiert wird, wird automatisch der Befehl 'Spiegeln', 'Drehen' oder 'Löschen' automatisch ausgeführt, wie in nachstehender Tabelle gezeigt:

Für jeden Blockbefehl ermöglicht ein Auswahlfenster, den Befehl auf bestimmte Elemente einzuschränken.

Um die Aktion abzubrechen benutzen Sie die rechte Maustaste und wählen Sie 'Gruppierung abbrechen' aus dem Menü oder drücken Sie die Esc Taste.

Die verwendeten Maßeinheiten um Entfernungen anzuzeigen sind Zoll und Millimeter. Die gewünschte Maßeinheit kann über das zugehörige Symbol in der linken Werkzeugleiste ausgewählt werden . Sie können aber bei der Eingabe eines Wertes immer die gewünschte Einheit mit eingeben.

Akzeptierte Einheiten sind:

Die Regeln sind:

Die obere Menüzeile gibt Zugriff auf die Dateien (Laden und Speichern), Konfigurationsoptionen, Drucken, Plotten und die Hilfedateien.

Diese Werkzeugleiste gibt Zugriff auf die prinzipiellen Funktionen von Pcbnew.

Diese Werkzeugleiste gibt Zugriff auf die Bearbeitungswerkzeuge, um die in Pcbnew angezeigte Leiterplatte zu bearbeiten.

Die linke Werkzeugleiste stellt Anzeige- und Steueroptionen zur Verfügung, die die Benutzeroberfläche von Pcbnew beeinflussen.

Ein Rechtsklick mit der Maus öffnet ein Kontextmenü. Dessen Inhalt hängt vom Element ab, auf das der Cursor gerade zeigt.

Dieses gibt sofortigen Zugriff auf:

Der Screenshot unten zeigt, wie das Kontextmenü aussieht.

Es gibt 3 Modi wenn Sie das Kontextmenü verwenden. In den Kontextmenüs fügen diese Modi spezielle Befehle hinzu oder entfernen sie.

Allgemein ausgedrückt, ist eine Schaltplanseite mit einer Leiterplatte über die Netzlistendatei verknüpft, welche normalerweise vom Schaltplaneditor erzeugt wird, der wiederum zur Erstellung des Schaltplans genutzt wird. Pcbnew akzeptiert Netzlistendateien die mit Eeschema oder mit Orcad PCB 2 erstellt wurden. In der Netzlistendatei, die aus dem Schaltplan erzeugt wird, fehlen normalerweise die Footprints die zu dem verschiedenen Bauteilen gehören. Deshalb ist ein Zwischenschritt notwendig. Während dieses Zwischenprozesses wird die Zuordnung von Bauteilen zu Footprints durchgeführt. In KiCad wird CvPcb benutzt, um diese Zuordnung durchzuführen und eine `*.cmp' Datei zu erzeugen. CvPcb aktualisiert auch die Netzlistendatei mit dieser Information.

CvPcb kann auch eine "Stuff Datei" `*.stf' ausgeben, mit der durch das Feld F2 für jedes Bauteil in den Schaltplan Rückwärts annotiert werden kann, was die Aufgabe der Neuzuweisung von Fooprints während jeder Überarbeitung des Schaltplans erspart. In Eeschema wird beim Kopieren eines Bauteils auch die Footprintzuweisung mit kopiert und die Bauteilreferenz auf nicht referenziert gesetzt, um später automatisch Bauteilreferenzen zuweisen zu können.

Pcbnew liest die überarbeitete Netzlistendatei `.net' und, wenn entsprechend vorhanden, die `.cmp' Datei. Wenn ein Footprint direkt in Pcbnew geändert werden sollte, wird die `.cmp' Datei automatisch aktualisiert, sodass CvPcb nicht noch einmal ausgeführt werden muss.

Beachten Sie auch die Abbildung im Handbuch "Erste Schritte mit KiCad" im Abschnitt KiCad Arbeitsablauf. Dort wird der Arbeitsablauf in KiCad darstellt und wie Zwischendateien von den unterschiedlichen Softwaremodulen von KiCad erzeugt und benutzt werden.

Nachdem Sie ihren Schaltplan in Eeschema erstellt haben:

Pcbnew wird dann automatisch alle benötigten Footprints laden. Die Footprints können nun manuell oder automatisch auf der Leiterplatte platziert werden und Leiterbahnen können verlegt werden.

Wenn der Schaltplan überarbeitet wird (nachdem eine Leiterplatte erzeugt wurde), müssen die folgenden Schritte ausgeführt werden:

Pcbnew wird dann automatisch alle neuen Footprints laden, die neuen Verbindungen hinzufügen und überflüssige Verbindungen entfernen. Dieser Ablauf wird Vorwärts Annotation genannt und ist ein gebräuchlicher Ablauf wenn Leiterplatten erstellt und aktualisiert werden.

Pcbnew kann mit 50 unterschiedlichen Lagen arbeiten.

Um in den Dialog für die Lagen Einstellungen zu gelangen öffnen Sie Design Regeln → Lagen einrichten.

Die Anzahl der Kupferlagen, und wenn nötig ihre Namen und Eigenschaften, sollten eingestellt werden. Nicht benutzte technische Lagen können deaktiviert werden.

Die Auswahl der aktiven Arbeitslage kann auf mehrere Arten erfolgen:

Wenn das Symbol Leiterbahnen und Durchkontaktierungen hinzufügen aktiviert ist, stellt das Kontextmenü eine Option zur Verfügung, um das Lagenpaar zu ändern, das für Durchkontaktierungen verwendet wird:

Diese Auswahl öffnet ein Menüfenster, das die Auswahl für die Lagen für Durchkontaktierungen enthält.

Wenn eine Durchkontaktierung platziert wird, wird automatisch die Arbeitslage (aktive Lage) zur anderen Lage des Lagenpaars für Durchkontaktierungen umgeschaltet.

Wird eine Durchkontaktierung eingefügt, können Sie auch zu einer anderen Lage über die Schnelltasten wechseln, und wenn gerade eine Leiterbahn gezeichnet wird.

Dieser Modus wird eingeschaltet indem in der linken Werkzeugleiste das Werkzeug aktiviert wird.

In diesem Modus wird die aktive Lage wie im normalen Modus angezeigt, aber alle anderen Lagen werden in einer grauen Farbe dargestellt.

Dafür gibt es zwei Anwendungsfälle:

Sehr häufig ist es notwendig eine Leiterplatte zu korrigieren, um eine entsprechende Änderung im Schaltplan umzusetzen.

Einen Footprint (oder einige identische Footprints) mit einem anderen Footprint auszutauschen ist sehr nützlich und sehr einfach:

Optionen um Footprints auszutauschen:

Wählen Sie einen neuen Footprint indem Sie:

Wenn Sie einen Footprint bewegen, können die Netzlinien (die eigentlichen Netzverbindungen) angezeigt werden, um die Platzierung zu unterstützen. Um das Einzuschalten, klicken Sie auf das Symbol in der linken Werkzeugleiste.

Wählen Sie den Footprint mit der rechten Maustaste und wählen Sie danach den 'Verschieben' Befehl aus dem Menü. Bewegen Sie den Footprint an die erforderliche Position und platzieren Sie ihn mit der linken Maustaste. Wenn nötig, kann der ausgewählte Footprint auch gedreht, gespiegelt oder bearbeitet werden. Wählen Sie 'Abbrechen' aus dem Menü (oder drücken Sie die Escape-Taste), um abzubrechen.

Hier sehen Sie die Darstellung der Netzlinien eines Footprints während des Bewegens:

Die Schaltung könnte so aussehen, sobald alle Footprints platziert sind:

Grundsätzlich können Footprints nur bewegt werden, wenn sie nicht "fixiert" sind. Diese Eigenschaft kann über das Kontextmenü ein- und abgeschaltet werden (rechter Mausklick über dem Footprint im Legacy Modus), wenn der Footprint Modus aktiv ist.

Wie im letzten Kapitel beschrieben werden neue Footprints, die während des Einlesens der Netzliste geladen werden, alle auf der gleichen Stelle auf der Leiterplatte übereinander platziert. Pcbnew erlaubt eine automatische Verteilung der Footprints, um das manuelle Auswählen und Platzieren zu erleichtern.

Wenn ein Footprint unter dem Cursor ist:

Wenn nichts unter dem Cursor ist:

In beiden Fällen sind die folgenden Befehle verfügbar:

Das Menü für die allgemeinen Einstellungen ist im Menü unter Einstellungen → Allgemein erreichbar.

Der Dialog sieht wie folgt aus:

Die notwendigen Parameter um Leiterbahnen zu erstellen sind:

Pcbnew erlaubt es Ihnen, unterschiedliche Routing Parameter für jedes Netz festzulegen. Die Parameter werden über eine Gruppe von Netzen festgelegt.

Eine Netzklasse legt fest:

Das manuelle Verlegen empfiehlt sich oft, da es die einzige Methode ist die volle Kontrolle über Verlegeprioritäten bietet. Zum Beispiel ist es zu bevorzugen, mit dem Verlegen der Leiterbahnen für die Spannungsversorgung zu beginnen, diese breit und kurz auszuführen und Analog- und Digitalsignale gut getrennt zu halten. Danach sollten die empfindlichen Signalleitungen verlegt werden. Neben anderen Problemen benötigt ein Autorouter oft viele Durchkontaktierungen. Jedoch kann ein Autorouter wertvolle Hinweise für die Platzierung von Bauteilen geben. Mit etwas Erfahrung werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass der Autorouter hilfreich ist um schnell "offensichtliche" Leiterbahnen zu verlegen, die restlichen Leiterbahnen aber am besten von Hand verlegt werden.

Pcbnew kann alle Luftlinien anzeigen, wenn das Symbol aktiviert ist.

Das Symbol erlaubt es Ihnen ein Netz hervorzuheben (klicken Sie auf eine Lötfläche oder eine bestehende Leiterbahn, um das zugehörige Netz hervorzuheben).

Der DRC prüft Leiterbahnen in Echtzeit während Sie diese erstellen. Sie können keine Leiterbahn erstellen, die den DRC Regeln nicht entspricht. Es ist möglich den DRC zu deaktivieren indem Sie auf das Symbol klicken. Das wird aber nicht empfohlen, benutzen Sie das nur in speziellen Fällen.

Wenn Sie auf eine Leiterbahn oder eine Lötfläche klicken, wählt Pcbnew automatisch die zugehörige Netzklasse und die Leiterbahnbreite sowie die Größe der Durchkontaktierungen aus dieser Netzklasse.

Wie zuvor zu sehen war, hat der Editor für die globalen Designregeln ein Werkzeug, um zusätzliche Leiterbahnbreiten und Durchkontaktierungsgrößen einzugeben.

Bevor Sie den interaktiven Router verwenden stellen Sie bitte diese beiden Sachen ein:

Um das Router Werkzeug zu aktivieren, klicken Sie auf das Symbol Interaktiver Router oder die X Taste. Der Cursor ändert sich in ein Kreuz und der Werkzeugname wird in der Statuszeile angezeigt.

Um eine Leiterbahn zu beginnen, klicken Sie auf irgendein Element (Lötfläche, Leiterbahn oder Durchkontaktierung) oder drücken Sie die X Taste noch einmal, während sich die Maus über dem Element befindet. Die neue Leiterbahn wird das Netz des Startelements verwenden. Klicken oder drücken Sie auf X über einer freien Fläche auf der Leiterplatte, um eine Leiterbahn ohne Netzzuweisung zu zeichnen.

Bewegen Sie die Maus, um die Form und Lage der Leiterbahn festzulegen. Der Router wird versuchen der Mausspur zu folgen, unbewegliche Hindernisse (wie Lötflächen) zu umfahren und kollidierende Leiterbahnen und Durchkontaktierungen zu verschieben, abhängig vom gewählten Modus. Wegziehen des Mauscursor wird verschobene Elemente wieder an ihre alte Position zurückspringen lassen.

Klicken Sie auf eine Lötfläche/Leiterbahn/Durchkontaktierung des gleichen Netzes, um die Leiterbahn abzuschließen. Klicken Sie auf eine freie Fläche um die bisher verlegte Leiterbahn zu fixieren und weiterzuzeichnen.

Um das Verlegen abzubrechen und alle Änderungen rückgängig zu machen (verschobene Elemente, usw.), drücken Sie einfach Esc.

Wenn Sie V drücken oder Durchgehende Duko platzieren aus dem Kontextmenü wählen, während Sie eine Leiterbahn zeichnen, wird eine Durchkontaktierung am Ende der zu zeichnenden Leiterbahn angehängt. Wenn Sie auf irgendeinen Punkt klicken, wird die Durchkontaktierung gesetzt und die Leiterbahn kann weiter gezeichnet werden.

Wenn Sie "/" drücken oder Leiterbahnstellung ändern aus dem Kontextmenü wählen, schalten Sie die Anfangsrichtung der Leiterbahn zwischen gerade oder diagonal um.

Es gibt mehrere Möglichkeiten um die Leiterbahnbreite oder die Größe von Durchkontaktierungen vorher festzulegen oder während des Zeichnens zu ändern:

Der Router kann Leiterbahnsegmente, Ecken und Durchkontaktierungen ziehen. Um ein Element zu ziehen, klicken Sie mit gedrückter Strg-Taste darauf oder wählen Sie Leiterbahn ziehen aus dem Kontextmenü oder drücken Sie D während der Cursor über dem Element steht. Beenden Sie das Ziehen mit einem Mausklick oder brechen Sie es ab, indem Sie Esc drücken.

Das Verhalten des Routers kann eingestellt werden, indem Sie E drücken oder aus dem Kontextmenü Router Einstellungen wählen, während Sie im Leiterbahn-Modus sind. Das öffnet ein Fenster wie das unten:

Die Optionen sind:

Lötflächen- und Leiterbahnverbindungen zu gefüllten Kupferflächen werden von der DRC Funktion geprüft. Eine Fläche muss gefüllt sein (nicht nur erzeugt) um Lötflächen zu verbinden. Pcbnew verwendet derzeit Leiterbahnsegmente oder Polygone um Kupferflächen zu füllen.

Jeder dieser Möglichkeiten hat ihre Vor- und Nachteile, der Hauptnachteil ist die Zeit die benötigt wird den Bildschirminhalt auf langsameren Rechnern neu zu zeichnen. Das Endergebnis ist jedoch das gleiche.

Aufgrund der Berechnungszeit wird die Flächenfüllung nicht nach jeder Änderung neu aufgebaut sondern nur:

Kupferflächen müssen gefüllt oder neu gefüllt werden wenn Leiterbahnen geändert oder Lötflächen erstellt werden. Kupferflächen (üblicherweise Masse- und Versorgungsflächen) sind üblicherweise mit einem Netz verbunden.

Um eine Kupferfläche zu erzeugen, müssen Sie:

Pcbnew versucht alle Flächen in einem Stück zu füllen und üblicherweise werden keine nicht verbundenen Kupferflächen verbleiben. Es kann vorkommen, dass einige Flächen nicht gefüllt werden. Flächen, die keinem Netz zugewiesen sind, werden nicht bereinigt und können isolierte Bereiche aufweisen.

Wenn Sie eine Fläche füllen wollen, müssen Sie folgendes auswählen:

Eine Fläche muss schon vorhanden sein. Um eine Freistellung hinzuzufügen (ein nicht gefüllter Bereich innerhalb der Fläche):

Ein Umriss kann folgendermaßen bearbeitet werden:

Wenn sich Polygone überlappen, werden sie kombiniert.

Um das zu tun, machen Sie einen Rechtsklick auf eine Ecke oder einen Rand und wählen dann den korrekten Befehl.

Hier ist eine Ecke (eines Ausschnitts), die bewegt wurde:

Hier ist das endgültige Ergebnis:

Die Polygone wurden kombiniert.

Wenn Sie einen Rechtsklick auf einen Umriss machen und 'Bearbeite Flächenparameter' wählen, öffnet sich der 'Flächenparameter' Dialog. Hier können Sie initiale Parameter eingeben. Wenn eine Fläche schon gefüllt ist, muss sie erneut ausgefüllt werden.

Wenn die Leiterplatte fertiggestellt ist, müssen Sie alle Flächen füllen oder erneut füllen. Um das zu tun:

Nach dem Bearbeiten eines Schaltplans können Sie den Namen jedes Netzes ändern. Zum Beispiel kann 'VCC' zu '+5V' geändert werden.

Wenn Sie eine globale DRC Prüfung durchführen, prüft Pcbnew ob der Netzname der Fläche existiert und zeigt einen Fehler an, wenn das nicht der Fall ist.

Sie müssen die Flächenparameter manuell bearbeiten, um den alten Namen auf den neuen Namen zu ändern.

Wählen Sie das Symbol .

Die aktive Lage sollte eine Kupferlage sein.

Wenn Sie auf den Startpunkt der neuen Sperrfläche geklickt haben, wird dieser Dialog geöffnet:

Sie können die gesperrten Sachen auswählen:

Wenn eine Leiterbahn oder eine Durchkontaktierung sich in einer Sperrfläche befindet, die das nicht erlaubt, wird ein DRC Fehler erzeugt.

Für Kupferflächen wird der Bereich innerhalb einer Sperrfläche für eine Kupferfüllung nicht gefüllt. Der Bereich einer Sperrfläche ist wie eine Fläche. Das Bearbeiten des Umrisses ist daher analog zum Bearbeiten eine Kupferfläche.

Die Erzeugung der notwendigen Dateien für die Herstellung Ihrer Leiterplatten umfasst die folgenden vorbereitenden Schritte:

Hier ist ein Beispiel, das all diese Elemente zeigt, aber keine Masseflächen, diese wurden für bessere Sichtbarkeit weggelassen:

Eine Farbmarkierung für die 4 Kupferlagen wurde ebenfalls hinzugefügt:

Bevor Sie die Ausgabedateien erzeugen, wird dringend eine globale DRC Prüfung (Design Rule Check → Prüfung der Designregeln) empfohlen.

Bereiche werden gefüllt oder neu gefüllt wenn Sie einen DRC starten. Klicken Sie auf das Symbol , um den folgenden DRC Dialog zu öffnen:

Passen Sie die Parameter entsprechend an und klicken Sie dann auf 'DRC ausführen'.

Diese abschließende Prüfung wird unschönen Überraschungen vorbeugen.

Um den Koordinatenursprung für die Plot- und Bohrdateien zu setzen, müssen Sie die Hilfsachse auf diesen Ursprung setzen. Aktivieren Sie das Symbol . Bewegen Sie die Hilfsachse mit einem Linksklick auf die gewählte Position.

Wählen Sie aus dem Hauptmenü 'Datei → Plotten'. Das öffnet diesen Dialog:

Üblicherweise sind diese Dateien im Gerber Format. Es ist ebenfalls möglich, die Ausgabe im HPGL und PostScript Format zu erzeugen. Wenn das PostScript Format gewählt ist, erscheint folgender Dialog:

In diesen Formaten kann der Feinmaßstab eingestellt werden, um die Genauigkeit des Druckers zu berücksichtigen und einen tatsächlichen Maßstab von 1:1 für die Ausgabe zu erhalten:

Die Werte für die Maskenabstände können global für die Lötstoppmasken- und Lotpastenmaskenlage eingestellt werden. Die Abstände können in folgender Abstufung gesetzt werden:

Und Pcbnew benutzt diese Prioritätsreihenfolge:

Das Erzeugen einer Bohrdatei 'xxxx.drl' nach dem Excellon Standard ist immer notwendig.

Sie können ebenfalls optional ein Bohrprotokoll und/oder einen Bohrplan ausgeben lassen.

Die Ausgabe dieser Dateien wird gesteuert über:

Der Dialog Bohrdatei sieht wie folgt aus:

Um den Koordinatenursprung zu setzen, wird der folgende Dialog genutzt:

Um Dateien für die Bestückungsdokumentation zu erstellen, können die Lagen für den Bestückungsdruck der Bauteil- und Lötseite nachgezeichnet werden. Üblicherweise reicht der Bestückungsdruck für die Bauteilseite aus, um die Leiterplatte zu verdrahten. Wenn der Bestückungsdruck für die Lötseite verwendet wird, sollte der enthaltene Text gespiegelt werden, damit er lesbar ist.

Auf diese Option können Sie über 'Datei → Exportieren → Bauteildatei (.cmp)' zugreifen. Jedoch wird keine Datei erzeugt, solange nicht mindestens bei einem Footprint das Attribut Normal+Einfügen aktiviert ist (siehe Bearbeiten von Footprints). Ein oder zwei Dateien werden erzeugt, abhängig davon ob bestückbare Bauteile auf beiden Seiten der Leiterplatte vorhanden sind. Ein Dialogfenster wird die Namen der erzeugten Dateien anzeigen.

Die nachfolgend beschriebenen Optionen (Teil des 'Datei → Plotten' Dialogs) ermöglichen eine sehr feine Steuerung des Ausgabeprozesses. Sie sind besonders hilfreich wenn der Bestückungsdruck für die Beatückungsdokumentation gedruckt wird.

Die verfügbaren Optionen lauten:

Pcbnew kann gleichzeitig mehrere Bibliotheken verwalten. Wenn ein Footprint geladen wird, werden alle Bibliotheken, die in der Bibliothekenliste hinterlegt sind, durchsucht, bis das erste Exemplar des Footprint gefunden wurde. Im Folgenden wird das Programm beschrieben. Beachten Sie, dass die aktive Bibliothek die im Footprinteditor ausgewählte ist.

Der Footprinteditor ermöglicht das Erstellen und Bearbeiten von Footprints:

Der Footprinteditor erlaubt ebenfalls die Pflege der aktiven Bibliothek über:

Es ist ebenso möglich, neue Bibliotheken zu erstellen.

Die Dateiendung für Bibliotheken ist .mod.

Auf den Footprinteditor kann über zwei unterschiedliche Wege zugegriffen werden:

In diesem Fall wird der aktive Footprint der Leiterplatte automatisch im Footprinteditor geladen, was sofortiges Bearbeiten oder Sichern ermöglicht.

Wenn Sie den Footprinteditor aufrufen erscheint folgendes Fenster:

Aus dieser Werkzeugleiste sind folgende Funktionen verfügbar:

Eine neue Bibliothek wird über das Symbol erzeugt. In diesem Fall wird die Datei standardmäßig im Bibliotheks-Verzeichnis erzeugt oder über das Symbol , was dann die Datei standardmäßig in Ihrem Arbeitsverzeichnis erzeugt.

Ein Datei Auswahlfenster erlaubt es den Namen der Bibliothek anzugeben und das Verzeichnis zu ändern. In beiden Fällen wird die Bibliothek den bearbeiteten Footprint enthalten.

Sie können einen Footprint über dieses Symbol speichern: . Dabei wird die aktive Bibliotheksdatei verändert. Wenn schon ein Footprint mit gleichem Namen vorhanden ist, wird er ersetzt. Weil Sie der Genauigkeit der Bibliotheksfootprints vertrauen, sollten Sie den Footprint kontrollieren, bevor Sie ihn speichern.

Es wird empfohlen entweder das Feld 'Referenz' oder das Feld 'Wert' auf den Namen des Footprints setzen, wie er in der Bibliothek benannt ist.

Eventuell wollen Sie auch den Footprint aus der Ursprungsbibliothek löschen.

Es ist möglich, alle Footprints einer Leiterplatte in die aktive Bibliothek zu kopieren. Diese Footprints werden ihre aktuellen Bibliotheksnamen behalten. Dieser Befehl hat zwei Zwecke:

Es wird dringend empfohlen die Footprints, die Sie erstellen, zu dokumentieren, damit eine schnelles und fehlerfreies Suchen möglich wird.

Zum Beispiel, wer kann sich schon alle verschiedenen Anschlusskombinationen eines TO92 Gehäuses merken? Der Dialog Footprinteigenschaften bietet eine einfache Lösung für dieses Problem.

Dieser Dialog lässt zu:

Die Beschreibung wird mit der Bauteilliste in Cvpcb angezeigt und in Pcbnew wird diese im Dialog Footprintauswahl verwendet.

Die Schlüsselwörter ermöglichen es, die Suche nach den Footprints einzuschränken, die mit bestimmten Schlüsselwörtern übereinstimmen.

Wenn Sie einen Footprint direkt laden (das Symbol in der rechten Werkzeugleiste in Pcbnew), können Sie Schlüsselwörter in dem Dialogfenster eingeben. Daher, wenn Sie den Text =CONN eingeben, wird das eine Liste von Footprints anzeigen, deren Liste von Schlüsselwörtern das Wort CONN enthält.

Es wird empfohlen Bibliotheken wie folgt direkt zu erstellen indem Sie ein oder mehrere Hilfsleiterplatten erstellen, die die Quelle/Teil einer Bibliothek sindt: Erstellen Sie eine Leiterplatte im A4 Format, damit Sie diese leicht im Maßstab 1:1 ausdrucken können.

Erstellen Sie die Footprints, die die Bibliothek für dieser Leiterplatte enthält. Die Bibliothek selbst wird über den Befehl 'Datei → Footprints archivieren → Neue Bibliothek erstellen und Footprints speichern' erzeugt.

Die "echte Quelle" der Bibliothek wird daher die Hilfsleiterplatte sein, und es ist diese Leiterplatte, auf der alle weiteren Änderungen an den Footprints gemacht werden. Natürlich können mehrere Leiterplatten in der gleichen Bibliothek gespeichert werden.

Es ist im Allgemeinen eine gute Idee unterschiedliche Bibliotheken für unterschiedliche Arten von Bauteilen zu erstellen (Verbinder, Diskrete Bauteile, …​), da Pcbnew in der Lage ist, viele Bibliotheken zu durchsuchen, wenn es Footprints lädt.

Hier ist ein Beispiel einer solchen Bibliotheksquelle:

Diese Technik hat einige Vorteile:

Die Liste der Footprintbibliotheken in Pcbnew kann mit dem 'Footprint Bibliotheken Manager' bearbeitet werden. Das erlaubt es Ihnen Footprintbibliotheken von Hand hinzuzufügen und zu entfernen und erlaubt es Ihnen den Footprint Bibliotheksassistenten aufzurufen indem Sie auf die Schaltfläche "Mit Wizard hinzufügen" klicken.

Der Footprint Bibliotheken Manager kann auch über das Menü 'Einstellungen' geöffnet werden. Er kann automatisch eine Bibliothek (unter Erkennung ihres Typs) aus einer Datei oder von einer Github URL hinzufügen. Die URL für die offiziellen Bibliotheken ist: https://github.com/KiCad

Mehr Details über Footprint Bibliothekstabellen und den Bibliotheken Manager und Assistenten finden Sie im Referenzhandbuch zu CvPcb im Abschnitt Footprint Bibliotheks Tabellen.

Die 3D-Formen-Bibliotheken können Sie über den 3D-Form-Bibliotheks-Assistenten herunterladen. Diesen können Sie über das Menü 'Einstellungen → 3D-Formen Bibliotheken Download' aufrufen.

Der Footprinteditor wird zum Erstellen und Bearbeiten von Leiterplatten Footprints benutzt. Das beinhaltet:

Ein Footprint ist die körperliche Darstellung eines Bauteils, das auf der Leiterplatte platziert wird und muss zum zugehörigen Bauteil im Schaltplan verknüpft sein. Jeder Footprint enthält drei unterschiedliche Elemente:

Zusätzlich muss noch eine Anzahl von anderen Parametern korrekt definiert werden, wenn die Funktion 'Automatische Platzierung' verwendet werden soll. Das gleiche gilt für die Erzeugung von automatischen Bestückungsdateien.

Der Footprinteditor kann auf zwei Arten gestartet werden.

Wenn Sie den Footprinteditor aufrufen sehen Sie ein Fenster das so ausschaut:

Die rechte Maustaste ruft Kontextmenüs auf, deren Typ wiederum abhängig vom Element unter dem Cursor sind.

Das Kontextmenü um Footprintparameter zu bearbeiten:

Das Kontextmenü um Lötflächen zu bearbeiten:

Das Kontextmenü um grafische Elemente zu bearbeiten:

Dieser Dialog wird geöffnet, wenn der Cursor über einem Footprint ist und Sie mit der rechten Maustaste klicken und dann 'Footprint bearbeiten' auswählen.

Der Dialog kann dann genutzt werden um die Hauptparameter des Footprints festzulegen.

Ein neuer Footprint kann über das Symbol erstellt werden. Der Name des neuen Footprints wird erfragt. Das wird später der Name, mit dem der Footprint in der Bibliothek erscheint.

Dieser Text dient ebenfalls als der Footprintwert, welcher dann mit dem echten Wert ersetzt wird (z.b. 100 µF_16V, 100 Ω_0.5W, …​).

Der neue Footprint benötigt:

Alternative Methode:

Ist ein neuer Footprint ähnlich einem bestehenden Footprint in einer Bibliothek oder auf einer Leiterplatte vorhanden, ist eine alternative und schnellere Methode einen Footprint zu erstellen folgende:

Sobald ein Footprint erstellt wurde, können Lötflächen hinzugefügt, gelöscht oder geändert werden. Die Änderung der Lötflächen kann lokal sein (nur für die Lötfläche unter dem Cursor) oder global, mit Auswirkung auf alle Lötflächen des Footprints.

Es gibt mindestens zwei Felder: Die Referenz und der Wert.

Ihre Parameter (Attribut, Größe, Breite) müssen aktualisiert werden. Sie können den Dialog aus dem Kontextmenü, mit einem Doppelklick auf das Feld oder über das Dialogfenster Footprinteigenschaften öffnen:

Wenn der Benutzer die ganzen Möglichkeiten der automatischen Platzierfunktion ausnutzen möchte, ist es notwendig die erlaubte Ausrichtung des Footprints festzulegen ( Dialog 'Footprint Eigenschaften').

Üblicherweise ist die Drehung um 180 Grad für Widerstände, nicht gepolte Kondensatoren und andere symmetrische Bauteile erlaubt.

Manche Footprints (kleine Transistoren zum Beispiel) dürfen oft um ±90 oder 180 Grad gedreht werden. Standardmäßig sind die Freigaben für die Drehung eines neuen Footprint auf Null gesetzt. Das kann mit folgender Regel angepasst werden:

Ein Wert von 0 macht Drehung unmöglich, 10 erlaubt sie komplett und jeder Zwischenwert stellt eine eingeschränkte Drehung ein. Zum Beispiel könnte für einen Widerstand eine Drehung von 180 Grad mit 10 erlaubt sein (unbeschränkt) und mit 5 für eine ±90 Grad Drehung (erlaubt, aber nicht befürwortet).

Das Attributfenster ist das folgende:

Es ist sehr empfehlenswert neu erstellte Footprints zu dokumentieren, um es zu erleichtern diese schnell und präzise wiederherstellen zu können. Wer kann sich schon an die vielen Anschlussvarianten eines TO92 Footprints erinnern?

Der Footprinteigenschaften Dialog bietet eine einfache aber leistungsstarke Möglichkeit für das Erzeugen einer Dokumentation.

Dieses Menü erlaubt:

Die Kommentarzeile wird in der Bauteilliste in CvPcb angezeigt und in den Footprintauswahlmenüs in Pcbnew. Die Schlüsselwörter können benutzt werden um Suchen einzuschränken auf die Bauteile, die mit den Schlüsselwörtern überein stimmen.

Damit ist es möglich während des Befehls zum Laden von Footprints (Symbol in der rechten Werkzeugleiste in Pcbnew) den Text =TO220 im Dialog einzugeben, um Pcbnew eine Liste der Footprints anzeigen zu lassen, die das Schlüsselwort TO220 enthalten

Ein Footprint kann mit einer Datei verknüpft werden, die eine 3D Darstellung des Bauteils enthält. Um so eine Datei mit einem Footprint zu verbinden, wählen Sie den Tab '3D Einstellungen'. Das Fenster sieht dann so aus:

Diese Daten sollten bereitgestellt werden:

Das Einstellen der Skalierung erlaubt:

Wenn eine solche Datei angegeben wurde, ist es möglich das Bauteil in 3D zu betrachten.

Das 3D-Modell wird automatisch in der 3D-Darstellung der Leiterplatte erscheinen.

Der Befehl 'Speichern' (Verändern der Datei der aktiven Bibliothek) wird über das Symbol aufgerufen.

Wenn ein Footprint des gleichen Namens vorhanden ist (z.B. eine ältere Version) wird er überschrieben. Prüfen Sie also den Footprint gründlich auf Fehler bevor Sie speichern, denn es ist wichtig, den Footprints in der Bibliothek vertrauen zu können.

Vor dem Speichern wird auch empfohlen die Referenz oder den Wert des Footprint zu ändern, damit er mit dem Bibliotheksnamen des Footprint übereinstimmt.

Wenn der bearbeitete Footprint von der aktuellen Leiterplatte kommt, wird das Symbol diesen Footprint auf der Leiterplatte aktualisieren.

Duplizierung ist eine Methode, mit einer Aktion ein Element zu klonen und es aufzunehmen. Das ist ziemlich identisch zu "Copy and Paste", aber es erlaubt Ihnen die Bauteile über die Leiterplatte zu "verstreuen" und Bauteile mit dem "Footprint exakt verschieben" Werkzeug (siehe unten) leichter zu platzieren.

Duplizieren können Sie mit der Schnelltaste (Standard: Strg-D) oder die Option "Footprint duplizieren" aus dem Kontextmenü. Im Standard Renderer (F9), sieht das wie unten aus, abhängig von der Art des Elements:

Das Werkzeug "Footprint exakt verschieben" erlaubt es Ihnen ein Element (oder eine Gruppe von Elementen) um einen bestimmten Betrag zu verschieben. Die Eingabe kann in kartesischem oder Polarformat erfolgen und in jeder unterstützten Maßeinheit erfolgen. Das ist hilfreich, da es sonst sehr umständlich wäre auf ein anderes Raster umzuschalten oder wenn eine Eigenschaft nicht auf eines der bestehenden Raster passt.

Um dieses Werkzeug zu verwenden, wählen Sie die Elemente aus, die Sie verschieben möchten und benutzen Sie dann entweder die Schnelltaste (Standard: Strg-M) oder den Eintrag im Kontextmenü um den Dialog zu öffnen. Sie können auch den Dialog per Schnelltaste aufrufen wenn Footprints bewegt oder dupliziert werden, was es ermöglicht sehr schnell einen Offset auf mehrere Bauteile anzuwenden.

Eintrag für exaktes Verschieben mit kartesischem Koordinatenssystem:

Eintrag für exaktes Verschieben mit Polarkoordinaten:

Die Checkbox erlaubt es Ihnen zwischen kartesischem und polarem Koordinatensystem umzuschalten. Was dann aktuell im Formular steht, wird automatisch zur anderen Maßeinheit umgewandelt.

Dann geben Sie den gewünschten Verschiebungsvektor ein. Sie können die Einheiten verwenden, die neben den Eingabekästchen stehen ("mm" in den Bildern oben) oder Sie können die Einheit selbst vorgeben (z.B. "1 in" für einen Zoll, oder "2 rad" für 2 Radiant).

Wenn Sie auf 'OK' klicken, wird die Verschiebung auf die Auswahl angewendet. 'Abbrechen' schließt den Dialog und die Elemente werden nicht verschoben. Wenn 'OK' geklickt wird, wird der Verschiebungsvektor gespeichert und beim nächsten Öffnen des Dialogs schon eingetragen sein. Das erlaubt es, den gleichen Vektor auf mehrere Elemente anzuwenden.

Pcbnew und der Footprinteditor haben beide Assistenten, um Anordnungen von Elementen und Bauteilen zu erstellen. Diese können verwendet werden, um leicht und präzise sich wiederholende Elemente auf Leiterplatten und Footprints anzuordnen.

Das Skripting API spiegelt die interne Objektstruktur innerhalb KiCad/Pcbnew wieder. BOARD ist das Hauptobjekt, das einen Satz von Eigenschaften hat und einen Satz von MODULEen und TRACKs/VIAs, TEXTE_PCB, DIMENSION, DRAWSEGMENT. MODULE haben dann D_PADs, EDGEs, usw.

Die gesamte Pcbnew API wird über das "pcbnew" Modul in Python bereit gestellt. Die GetBoard() Methode gibt die aktuell im Editor geöffnete Leiterplatte zurück. Das ist hilfreich für Befehle, die von der integrierten Skripting Shell innerhalb Pcbnew geschrieben werden oder Aktions Plugins.

BOARD ist das Grundobjekt in KiCad Pcbnew, es ist das Dokument.

BOARD enthält einen Satz von Objektlisten auf die über folgende Methoden zugegriffen werden kann, diese werden als durchgehbare Listen zurück gegeben, die durchgegangen werden können mit "for obj in list:"

#!/usr/bin/env python2.7 import sys from pcbnew import *

filename=sys.argv[1] pcb = LoadBoard(filename)