KiCad läuft auf vielen Betriebssystemen, einschließlich Microsoft Windows, Apple macOS und vielen gängigen Linux-Distributionen.

Die aktuellsten Anleitungen und Download-Links finden Sie unter https://www.kicad.org/download/. Diese Anleitungen sind nicht in diesem Handbuch enthalten, da sie sich im Laufe der Zeit durch die Veröffentlichung von Betriebssystem-Updates ändern können.

Wenn Sie Ideen, Anmerkungen oder Fragen haben, oder einfach nur Hilfe benötigen:

Üblicherweise wird zuerst der Schaltplan gezeichnet. Dies bedeutet, dass dem Schaltplan Symbole hinzugefügt und die Verbindungen zwischen ihnen gezeichnet werden. Unter Umständen müssen benutzerdefinierte Symbole erstellt werden, wenn die entsprechenden Symbole nicht bereits vorhanden sind. In dieser Phase werden auch die Footprints für jede Komponente ausgewählt und bei Bedarf benutzerdefinierte Footprints erstellt. Wenn der Schaltplan vollständig ist und das Design eine elektrische Regelprüfung (ERC) bestanden hat, werden die Designinformationen im Schaltplan in den Leiterplatteneditor übertragen und das Layout beginnt.

Der Schaltplan beschreibt, welche Komponenten im Entwurf enthalten sind und wie sie verbunden sind. Der Leiterplatteneditor verwendet diese Informationen, um das Layout zu erleichtern und Fehlanpassungen zwischen dem Schaltplan und der Leiterplatte zu vermeiden. Der Layout-Prozess erfordert eine sorgfältige Platzierung der einzelnen Footprints auf der Leiterplatte. Nach der Platzierung der Komponenten werden die Kupferbahnen zwischen den Komponenten auf der Grundlage der Verbindungen im Schaltplan sowie anderer elektrischer Faktoren wie Leiterbahnwiderstand, Anforderungen an die kontrollierte Impedanz, Übersprechen usw. gezogen.

Oft muss der Schaltplan aktualisiert werden, nachdem mit dem Layout begonnen wurde. Die Änderungen am Schaltplan können dann einfach in das Leiterplattendesign übernommen werden. Der umgekehrte Fall tritt häufig ein: Designänderungen, die im Leiterplattenlayout vorgenommen werden, können in den Schaltplan übernommen werden, um die Konsistenz zwischen den beiden zu gewährleisten.

Wenn das Platinenlayout vollständig ist und die Platine den Designregel-Check (DRC) bestanden hat, werden Fertigungsausgaben generiert, so dass die Platine von einem Leiterplattenhersteller gefertigt werden kann.

Wenn der Schaltplaneditor zum ersten Mal geöffnet wird, erscheint ein Dialog, in dem Sie gefragt werden, wie Sie die globale Symbolbibliothekstabelle konfigurieren möchten. Die Symbolbibliothekstabelle teilt KiCad mit, welche Symbolbibliotheken verwendet werden sollen und wo sie sich befinden. Wenn Sie die Standardbibliotheken mit KiCad installiert haben, was empfohlen wird, wählen Sie die Standardoption: Globale Standard-%s-Bibliothekstabelle kopieren.

Wenn KiCad die Bibliotheken nicht an ihrem erwarteten Installationsort finden kann, wird diese Option deaktiviert. In diesem Fall sollten Sie die zweite Option Benutzerspezifische globale Symbol-Bibliothekstabelle kopieren wählen. Klicken Sie auf die Ordner-Schaltfläche am unteren Rand und navigieren Sie zum unten angegebenen Speicherort. Wählen Sie die Datei sym-lib-table.

Der Speicherort der Standardbibliothekstabellendateien ist betriebssystemabhängig und kann je nach Installationsort variieren. Nachfolgend sind die Standardwerte für jedes Betriebssystem aufgeführt:

Um den Schaltplan zu verschieben, klicken und ziehen Sie mit der mittleren oder rechten Maustaste. Vergrößern und verkleinern Sie die Ansicht mit dem Mausrad oder mit F1 und F2. Für Laptop-Benutzer kann es nützlich sein, die Maussteuerung so zu ändern, dass sie besser für ein Touchpad geeignet ist. Die Maussteuerung kann unter Einstellungen → Einstellungen…​ → Maus und Touchpad konfiguriert werden.

KiCad aktiviert standardmäßig die Mauseinstellung Cursor beim Zoomen zentrieren und positionieren. Wenn diese Funktion aktiviert ist, wird der Mauszeiger automatisch in die Mitte des Bildschirms bewegt, wenn man hinein- oder herauszoomt. Dadurch bleibt der gezoomte Bereich immer zentriert. Diese Funktion ist ungewöhnlich, aber viele Benutzer finden sie nützlich, sobald sie sich daran gewöhnt haben. Versuchen Sie, mit dem Mauszeiger in verschiedene Bereiche der Arbeitsfläche hinein- und herauszuzoomen. Wenn Sie das Standard-Zoomverhalten als unangenehm empfinden, deaktivieren Sie die Funktion in den Voreinstellungen für Maus und Touchpad.

Die Symbolleiste auf der linken Seite des Schaltplaneditors enthält die wesentlichen Anzeigeeinstellungen. Die Symbolleiste auf der rechten Seite des Bildschirms enthält Werkzeuge zur Bearbeitung des Schaltplans.

Den meisten Werkzeugen in KiCad sind entweder Standard-Tastaturbefehle zugewiesen, oder es können benutzerdefinierte Tastaturbefehle zugewiesen werden. Um alle Tastaturbefehle anzuzeigen, gehen Sie zu Hilfe → Tastaturbefehle auflisten…​. Tastaturbefehle können unter Tastaturbefehle im Einstellungsdialog geändert werden.

Bevor Sie etwas in den Schaltplan zeichnen, richten Sie das Schaltplanblatt selbst ein. Klicken Sie auf Datei → Seite einrichten…​. Geben Sie dem Schaltplan einen Titel und ein Datum, und ändern Sie gegebenenfalls das Papierformat.

Beginnen Sie mit der Erstellung der Schaltung, indem Sie dem Schaltplan einige Symbole hinzufügen. Öffnen Sie das Dialogfeld Symbol auswählen, indem Sie auf die Schaltfläche Symbol hinzufügen auf der rechten Seite des Fensters klicken oder A drücken.

Diese Aktion löst den Setupdialog für die Footprint-Bibliothekstabelle aus, wenn er nicht bereits ausgelöst wurde. Dieser Dialog entspricht dem bereits erläuterten Dialog für die Symbol-Bibliothekstabelle, jedoch für Footprints anstelle von Symbolen.

Wählen Sie auch hier die Standardoption: Globale Standard-Footprint-Bibliothekstabelle kopieren (empfohlen). Wenn diese Option deaktiviert ist, wählen Sie die zweite Option: Benutzerspezifische globale Footprint-Bibliothekstabelle kopieren. Klicken Sie unten auf die Schaltfläche Ordner und wechseln Sie zu dem Ort gemäß der Anleitung zur Einrichtung der Symbolbibliothekstabelle. Wählen Sie die Datei fp-lib-table und klicken Sie auf OK.

Der Dialog Symbol wählen listet die verfügbaren Symbolbibliotheken und die darin enthaltenen Bauteilsymbole auf. Grundlegende Bauteile wie passive Komponenten, Dioden und andere allgemeine Symbole befinden sich in der Bibliothek Device. Spezielle Bauteile, wie z. B. eine bestimmte LED, können in anderen Bibliotheken enthalten sein.

Scrollen Sie nach unten zur Bibliothek Device, klappen Sie sie auf, und wählen Sie das Symbol LED aus. Klicken Sie auf OK, und klicken Sie erneut, um das Symbol im Schaltplan zu platzieren.

Als nächstes fügen Sie einen strombegrenzenden Widerstand hinzu. Gehen Sie zurück zur Schaltplansymbol-Auswahl, aber versuchen Sie diesmal, nach einem Widerstand zu suchen, indem Sie R oben in das Filterfeld eingeben. Auch hier wird er in der Bibliothek Device gefunden. Das R-Element ist ein rechteckiges Widerstandssymbol im IEC-Stil. Für Benutzer, die das Zickzack-Symbol im ANSI-Stil bevorzugen, ist auch ein R_US-Symbol verfügbar. Wählen Sie ein Widerstandssymbol aus und fügen Sie es dem Schaltplan hinzu.

Zum Schluss fügen Sie eine Batterie zur Stromversorgung der LED hinzu. Die Bibliothek Device hat ein passendes Symbol Battery_Cell.

Als Nächstes positionieren Sie die Symbole richtig zueinander, wie auf dem Screenshot zu sehen. Wählen Sie dazu die Symbole aus, verschieben und drehen Sie sie.

In KiCad werden Objekte ausgewählt, indem man auf sie klickt, während das Auswahlwerkzeug aktiv ist. Das Auswahlwerkzeug ist das Standardwerkzeug, wenn kein anderes Werkzeug aktiv ist. Daher können Sie das Auswahlwerkzeug aufrufen, indem Sie ein aktives Werkzeug beenden (Esc) oder auf die Schaltfläche in der rechten Werkzeugleiste klicken.

Zusätzliche Objekte können der Auswahl mit Umschalt+Klick hinzugefügt oder mit Strg+Umschalt+Klick (macOS: Cmd+Umschalt+Klick) entfernt werden. Sie können den Auswahlstatus eines Objekts mit Strg+Klick (macOS: Cmd+Klick) umschalten.

Ziehen von links nach rechts wählt Objekte aus, die vollständig vom Auswahlrahmen umschlossen sind, während Ziehen von rechts nach links auch Objekte auswählt, die nur teilweise vom Auswahlrahmen erfasst sind. Umschalt, Strg+Umschalt (Cmd+Umschalt) und Strg (Cmd) können auch zusammen mit der Ziehauswahl verwendet werden, um der Auswahl etwas hinzuzufügen, etwas abzuziehen oder sie zu verändern.

Beachten Sie, dass es möglich ist, ein ganzes Symbol auszuwählen (durch Klicken auf die Symbolform selbst) oder ein Textfeld im Symbol auszuwählen, ohne den Rest des Symbols auszuwählen (durch Klicken auf den Text). Wenn nur ein Textfeld ausgewählt ist, wirken sich alle Aktionen nur auf den ausgewählten Text und nicht auf den Rest des Symbols aus.

Ausgewählte Objekte werden durch Drücken von M verschoben und durch Drücken von R gedreht. Die Taste G (Ziehen) kann auch zum Verschieben von Objekten verwendet werden. Für das Verschieben von unverbundenen Symbolen verhalten sich G und M identisch, aber für Symbole mit anliegenden Verbindungen verschiebt G das Symbol und behält die Verbindungen bei, während M das Symbol verschiebt und die Verbindungen zurücklässt. Ausgewählte Objekte können mit der Taste Entf gelöscht werden.

Die Symbolpins haben kleine Kreise, um anzuzeigen, dass sie nicht verbunden sind. Beheben Sie dies, indem Sie Verbindungen zwischen den Symbolpins ziehen, wie im Screenshot gezeigt. Klicken Sie auf die Schaltfläche Elektrische Verbindung hinzufügen in der rechten Symbolleiste oder verwenden Sie die Taste W. Durch Klicken und Loslassen beginnen Sie mit dem Zeichnen einer Verbindung, und beenden Sie es durch Klicken auf einen Symbolpin oder durch Doppelklicken an beliebiger Stelle. Wenn Sie Esc drücken, wird das Zeichnen der Verbindung abgebrochen.

Eine weitere bequeme Methode zum Zeichnen von Verbindungen besteht darin, den Mauszeiger über einen nicht angeschlossenen Pin zu bewegen. Der Mauszeiger ändert sich und zeigt an, dass von dieser Stelle aus eine Verbindung gezeichnet werden kann. Wenn Sie auf den Pin klicken, wird automatisch eine Verbindung gezeichnet.

Als Nächstes fügen Sie dem Schaltplan Stromversorgungs- und Erdungssymbole hinzu. Diese Symbole sind bei einem so einfachen Schaltplan zwar nicht unbedingt erforderlich, erleichtern aber das Verständnis großer Schaltpläne.

Eine Reihe von Spannungs- und Erdungssymbolen sind in der Symbolbibliothek power verfügbar. Es gibt jedoch eine Abkürzung für das Hinzufügen dieser Symbole: Klicken Sie auf die Schaltfläche Spannungsquelle hinzufügen oder verwenden Sie die Taste P. Dies öffnet das Dialogfeld Symbol wählen, zeigt aber nur Symbolbibliotheken an, die Spannungssymbole enthalten.

Fügen Sie je ein Symbol für VCC und für GND hinzu und stellen Sie dann mit der Schaltung eine elektrische Verbindung her.

Beschriften Sie schließlich die Leitung zwischen der LED und dem Widerstand. Auch dies ist bei einer einfachen Schaltung vielleicht nicht notwendig, aber es ist eine gute Übung, wichtige Netze zu beschriften. Klicken Sie auf die Schaltfläche Bezeichner hinzufügen in der rechten Symbolleiste (L), geben Sie einen Beschriftungsnamen ein (led) und platzieren Sie die Beschriftung so im Schaltplan, dass sich der quadratische Befestigungspunkt mit dem Draht überlappt. Drehen Sie das Etikett nach Bedarf und richten Sie es aus.

Beachten Sie, dass Beschriftungen und Spannungssymbole mit demselben Namen miteinander verbunden sind. Ein weiteres GND-Symbol oder eine Verbindung mit der Bezeichnung „led“ auf dieser Schaltplanseite würde mit dem vorhandenen kurzgeschlossen, auch wenn sie nicht optisch verbunden sind.

Das letzte, was im Schaltplan noch zu tun ist, ist die Überprüfung auf elektrische Fehler. Der Electrical Rules Checker (ERC) von KiCad kann nicht sicherstellen, dass der Entwurf im Schaltplan funktioniert, aber er kann auf einige häufige Verbindungsprobleme prüfen, wie z. B. nicht angeschlossene Pins, zwei kurzgeschlossene Stromausgänge oder ein Stromeingang, der nicht mit Strom versorgt wird. Es wird auch auf einige andere Fehler wie nicht beschriftete Symbole und Tippfehler in Netzbeschriftungen geprüft. Um die vollständige Liste der elektrischen Regeln zu sehen und ihren Schweregrad einzustellen, gehen Sie zu Datei → Schaltplan einrichten…​ → Elektrische Regeln → Verstoß-Schweregrade. Es ist ratsam, den ERC auszuführen, bevor Sie mit dem Layout beginnen.

Führen Sie eine elektrische Regelprüfung durch, indem Sie auf die Schaltfläche ERC () in der oberen Symbolleiste und dann auf ERC starten klicken.

Selbst in diesem einfachen Schaltplan hat KiCad zwei potenzielle Fehler gefunden. Die Fehler sind im ERC-Fenster aufgelistet, und Pfeile zeigen auf die kritischen Stellen im Schaltplan. Wenn Sie eine Verletzung im ERC-Fenster auswählen, wird der entsprechende Pfeil hervorgehoben.

Sie können einzelne Verstöße ausschließen oder ganze Klassen von Verstößen ignorieren, indem Sie mit der rechten Maustaste auf jede Fehlermeldung klicken. Auch wenn es sich nicht um tatsächliche Entwurfsfehler handelt, lohnt es sich in der Regel dennoch, sich mit den Verstößen zu befassen, um einen sauberen ERC-Bericht zu erhalten und zu vermeiden, dass echte Probleme übersehen werden.

In diesem Fall meldet KiCad „Input-Power-Pin wird von keinem Output-Power-Pin angesteuert“ für die beiden Netze „VCC“ und „GND“. Dies ist ein häufiger KiCad ERC-Fehler. Stromversorgungssymbole sind so eingestellt, dass ein Stromversorgungsausgangspin, wie z.B. der Ausgang eines Spannungsreglers, auf demselben Netz benötigt wird; andernfalls denkt KiCad, dass das Netz nicht angesteuert ist. Für einen Menschen ist es offensichtlich, dass VCC und GND von der Batterie gespeist werden, aber es ist notwendig, dies explizit im Schaltplan zu zeigen.

Es gibt ein spezielles PWR_FLAG-Symbol in der Power-Symbolbibliothek, das dieses Problem löst, indem es KiCad mitteilt, dass die Netze tatsächlich angesteuert werden. Fügen Sie dieses Symbol zu den VCC- und GND-Netzen hinzu und führen Sie ERC erneut aus. Wenn ERC ohne Verstöße durchläuft, ist der Schaltplan vollständig.

Ein letzter optionaler Schritt besteht darin, eine Materialliste zu erstellen, in der alle im Projekt verwendeten Komponenten aufgeführt sind. Klicken Sie auf Werkzeuge → Stückliste (BoM) erstellen…​.

KiCad hat eine grafische Benutzeroberfläche für den Stücklistenexport. Sie können auf der Registerkarte Bearbeiten konfigurieren, welche Symbol-Metadaten exportiert werden und wie die Symbole gruppiert werden, und auf der Registerkarte Exportieren das Ausgabeformat konfigurieren.

Für diesen Moment sollten die Standardeinstellungen ausreichen, aber Sie können eine Rohansicht dessen, was exportiert wird, im Vorschaufenster sehen. Geben Sie auf der Registerkarte Exportieren eine Ausgabedatei an und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Exportieren.

Die Stückliste sollte wie im folgenden Bild aussehen, wenn sie in einem Tabellenkalkulationsprogramm geöffnet wird.

Die Navigation im Leiterplatteneditor ist dieselbe wie im Schaltplaneditor: den Fensterinhalt verschieben durch Ziehen mit der mittleren oder rechten Maustaste und Zoomen mit dem Scrollrad oder F1/F2.

Der Hauptbereich des Leiterplatteneditors ist eine Zeichenfläche, auf der die Leiterplatte entworfen wird. Die Symbolleiste auf der linken Seite enthält verschiedene Anzeigeoptionen für die Leiterplatte, einschließlich Einheiten und Umschaltmöglichkeiten für die Darstellung von Leiterbahnen, Durchkontaktierungen, Pads und Zonen als Umriss oder ausgefüllt. Die Symbolleiste rechts neben der Leinwand enthält Werkzeuge für das Design der Leiterplatte.

Ganz rechts befinden sich das Darstellungs-Panel und der Auswahlfilter. Das Darstellungs-Panel wird verwendet, um die Sichtbarkeit, die Farben und die Deckkraft von Leiterplattenebenen, Objekten und Netzen zu ändern. Die aktive Ebene wird durch Klicken auf den Namen einer Ebene geändert.

Unterhalb des Darstellungs-Panels befindet sich der Auswahlfilter, der die Auswahl verschiedener Arten von Leiterplattenobjekten ein- und ausschaltet. Dies ist nützlich, um bestimmte Objekte in einem beengten Layout auszuwählen.

Legen Sie vor dem Entwurf der Platine das Seitenformat fest und fügen Sie Informationen zum Schriftfeld hinzu. Klicken Sie auf Datei → Seite einrichten…​, wählen Sie dann ein geeignetes Papierformat aus und geben Sie ein Datum, eine Revision und einen Titel ein.

Als nächstes gehen Sie zu Datei → Platinenkonfiguration…​, um festzulegen, wie die Leiterplatte hergestellt werden soll. Die wichtigsten Einstellungen sind der Lagenaufbau, d. h. welche Kupfer- und dielektrischen Lagen die Leiterplatte haben soll bzw. wie dick sie sein sollen, und die Designregeln, z. B. die Größen und Abstände für Leiterbahnen und Durchkontaktierungen.

Um den Lagenaufbau einzustellen, wählen Sie im Fenster der Platinenkonfiguration Lagenaufbau der Platine → Technischer Lagenaufbau. Für diesen Leitfaden belassen Sie die Anzahl der Kupferlagen bei 2, aber für aufwändigere Projekte sind möglicherweise mehr Lagen erforderlich.

Wählen Sie dann Designregeln → Einschränkungen. Die Einstellungen auf dieser Seite legen die übergeordneten Designregeln für alle Elemente des Leiterplattenentwurfs fest. Für die Zwecke dieser Anleitung sind die Standardeinstellungen ausreichend. Für ein reales Projekt sollten diese jedoch entsprechend den Möglichkeiten der Leiterplattenfertigung eingestellt werden, damit der Leiterplattenentwurf herstellbar ist.

Gehen Sie schließlich auf Designregeln → Netzklassen. Eine Netzklasse ist ein Satz von Designregeln, die einer bestimmten Gruppe von Netzen zugeordnet sind. Auf dieser Seite werden die Entwurfsregeln für jede Netzklasse aufgelistet. Ferner können jeder Netzklasse Netze zugewiesen werden, dies ist auch im Schaltplaneditor möglich.

Leiterbahnbreite und -abstände können vom Designer während des Layouts manuell verwaltet werden, dennoch werden Netzklassen empfohlen, da sie eine automatische Möglichkeit zur Verwaltung und Überprüfung von Designregeln bieten.

In diesem Entwurf sind keine Netzklassen angegeben, so dass alle Netze zur Netzklasse Default gehören werden. Die Standard-Designregeln für diese Netzklasse sind für dieses Projekt angemessen, aber andere Designs können mehrere Netzklassen mit jeweils unterschiedlichen Designregeln haben. Beispielsweise könnte eine Platine eine Netzklasse High Current mit breiten Leiterbahnen oder eine Netzklasse 50 Ohm mit spezifischen Breiten- und Abstandsregeln für impedanzkontrollierte Leiterbahnen mit 50 Ohm haben.

Der Schaltplan ist vollständig, aber es sind noch keine Komponenten im Layout vorhanden. Um Designdaten aus dem Schaltplan in das Layout zu importieren, klicken Sie auf Werkzeuge → Platine aus Schaltplan aktualisieren…​, oder drücken Sie F8. Es gibt auch eine Schaltfläche in der oberen Werkzeugleiste.

Lesen Sie sich die Meldungen im Fenster Ausstehende Änderungen durch, die besagen, dass die drei Komponenten im Schaltplan zur Leiterplatte hinzugefügt werden. Klicken Sie auf Platine aktualisieren, Schließen, und klicken Sie auf die Zeichenfläche, um die drei Footprints zu platzieren. Die Position der einzelnen Footprints zueinander wird später noch geändert.

In KiCad ist das Aktualisieren der Leiterplatte mit Änderungen im Schaltplan ein manueller Prozess: Der Designer entscheidet, wann es angebracht ist, die Leiterplatte mit Änderungen im Schaltplan zu aktualisieren. Jedes Mal, wenn der Schaltplan bearbeitet wird, muss der Konstrukteur das Werkzeug Platine aus Schaltplan aktualisieren verwenden, um den Schaltplan und das Layout auf demselben Stand zu halten.

Nun sind die drei Komponenten platziert, aber die Platine selbst ist noch nicht definiert. Diese wird definiert, indem ein Umriss der Platine auf der Ebene Edge.Cuts gezeichnet wird.

Es ist oft nützlich, den Umriss der Platte mit einem groben Raster zu zeichnen, da man so einfach glatte Zahlen für die Platinengröße erhält. Ändern Sie das Raster, indem Sie oberhalb der Zeichenfläche im Dropdown-Menü ein Raster von 1 mm auswählen.

Um auf der Ebene Edge.Cuts zu zeichnen, klicken Sie auf der rechten Seite im Bedienfeld Darstellung in der Registerkarte Lagen auf Edge.Cuts. Wählen Sie das Rechteckwerkzeug in der rechten Werkzeugleiste, klicken Sie auf die Zeichenfläche, um die erste Ecke zu platzieren, und klicken Sie dann erneut, um die gegenüberliegende Ecke zu platzieren, so dass das Rechteck die drei Footprints grob umgibt. Die anderen grafischen Werkzeuge, d.h. Linie , Bogen , Kreis , Polygon , Bézierkurve , oder eine Kombination davon, können ebenfalls verwendet werden, um den Umriss der Platine zu definieren; die einzige Voraussetzung ist, dass der Umriss eine einzelne geschlossene Form ist, die sich nicht selbst schneidet.

Der nächste Schritt im Layoutprozess ist die Anordnung der Footprints auf der Platine. Bei der Positionierung der Footprints sind im Allgemeinen mehrere Aspekte zu berücksichtigen:

Im Sinne dieses Leitfadens besteht das einzige Ziel der Platzierung darin, den Routing-Prozess so einfach wie möglich zu gestalten.

Beginnen Sie damit, den Batteriehalter BT1 auf die Rückseite der Platine zu verschieben. Klicken Sie ihn an, um ihn auszuwählen, und drücken Sie M, um ihn zu verschieben. Drücken Sie F, um ihn auf die andere Seite zu drehen; er erscheint nun gespiegelt und seine Pads haben sich von rot in blau geändert.

Alle Leiterplattenlagen werden von der Vorderseite der Leiterplatte aus betrachtet. Footprints auf der Unterseite der Leiterplatte stehen daher auf dem Kopf und erscheinen gespiegelt.

Jede Leiterplattenlage hat eine eigene Farbe, die durch die Farbfelder auf der Registerkarte „Lagen“ im Bedienfeld „Darstellung“ angezeigt wird. Im Standard-Farbschema sind die Elemente auf der Ebene „F.Cu“ (Vorderseitige Kupferlage) rot, während die Elemente auf der Ebene „B.Cu“ (Rückseitige Kupferlage) blau sind.

Platzieren Sie nun die beiden anderen Komponenten. Wählen Sie nacheinander jedes Bauteil aus und verschieben und drehen Sie es dann mit M und R. Achten Sie auf die Rattennest-Linien zwischen den einzelnen Pads, um die einfachste Anordnung der Komponenten zu wählen; bei einer guten Anordnung sind die Linien wenig bis gar nicht überkreuzt. Eine mögliche Anordnung zeigt der folgende Screenshot.

Wenn die Komponenten platziert sind, ist es an der Zeit, die Pads mit Kupferbahnen zu verbinden.

Die erste Leiterbahn wird auf der Vorderseite der Platine gezeichnet. Ändern Sie daher die aktive Ebene auf F.Cu in der Registerkarte „Lagen“ des Bedienfelds „ Darstellung“.

Klicken Sie auf Leiterbahnen routen in der rechten Werkzeugleiste oder drücken Sie X. Klicken Sie kurz auf das Pad led von D1. Die Rattennest-Linie zeigt an, dass es eine ungeroutete Verbindung zum „led“-Pad von „R1“ gibt, also klicken Sie auf dieses Pad, um eine Leiterbahn zu zeichnen, die die beiden Pads verbindet. Mit einem Klick auf das zweite Pad wird die Leiterbahn vervollständigt. Die Rattennestlinie zwischen den led-Pins wird nicht mehr gezeichnet, da die Verbindung in Kupfer ausgeführt wurde.

Zeichnen Sie nun eine Leiterbahn zwischen den GND-Pads von BT1 und D1, beginnend mit dem BT1-Pad auf der Rückseite der Platine. Beachten Sie, dass die aktive Ebene automatisch zu B.Cu wechselt, nachdem Sie auf das BT1-Pad geklickt haben. Klicken Sie auf das Pad D1, um die Leiterbahn zu vollenden.

Während BT1 oberflächenmontierbare Pads hat, die sich nur auf der Unterseite der Platine befinden, hat D1 durchkontaktierte Pads, die mit Leiterbahnen sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite verbunden werden können. Durchkontaktierte Pads sind eine Möglichkeit, eine Verbindung zwischen mehreren Lagen herzustellen. In diesem Fall ist D1 ein Bauteil auf der Vorderseite der Platine, aber seine durchkontaktierten Pads werden zur Verbindung mit einer Leiterbahn auf der Rückseite der Platine verwendet.

Eine andere Möglichkeit, eine Verbindung zwischen den Lagen herzustellen, ist die Verwendung eines Vias. Beginnen Sie das Routing am VCC Pad von BT1 auf der Rückseite der Platine. Drücken Sie V und klicken Sie auf halber Strecke zwischen BT1 und R1, um ein Via einzufügen, das auch die aktive Ebene auf F.Cu umschaltet. Vervollständigen Sie die Leiterbahn auf der Oberseite der Platine, indem Sie auf das VCC-Pad von R1 klicken.

Zu diesem Zeitpunkt sind alle Verbindungen geroutet. Dies kann durch einen Blick auf den Statusbildschirm unten links im Fenster überprüft werden, wo die Anzahl der nicht gerouteten Netze mit 0 angegeben ist.

Kupferzonen sind Kupferbereiche mit einem zugehörigen Netz. Zonen verbinden sich automatisch mit Kupferobjekten, die zu demselben Netz gehören, und vermeiden Objekte, die zu anderen Netzen gehören. Zonen werden häufig für Erdungs- und Stromanschlüsse verwendet, da sie eine niederohmigere Verbindung als Leiterbahnen erlauben.

Fügen Sie eine GND-Zone auf der Unterseite der Platine hinzu, indem Sie auf die unterste Kupferebene wechseln und in der rechten Werkzeugleiste auf die Schaltfläche Gefüllte Zone hinzufügen klicken. Klicken Sie auf die Platine, um die erste Ecke der Zone zu platzieren.

Wählen Sie im Dialogfeld Kupferzonen-Eigenschaften das Netz GND und stellen Sie sicher, dass die Ebene B.Cu ausgewählt ist. Klicken Sie auf OK und dann auf die anderen drei Ecken der Zone. Doppelklicken Sie beim Platzieren der letzten Ecke, um die Zone zu vervollständigen.

Die Kontur der Zone wird auf der Zeichenfläche angezeigt, aber die Zone ist noch nicht gefüllt - es befindet sich kein Kupfer im Zonenbereich, und daher stellt die Zone keine elektrischen Verbindungen her. Füllen Sie die Zone mit Bearbeiten → Alle Zonen füllen (B). Es wird Kupfer in die Zone eingefügt, aber es gibt keine Verbindung zu den VCC oder led Pads und Leiterbahnen und wird von der Leiterplattenkante abgeschnitten. Die Zone überschneidet sich mit der zuvor gezeichneten GND- Leiterbahn und ist über dünne Leiterbahnen mit den GND-Pads verbunden. Dies sind thermische Entlastungen, die das Löten der Pads erleichtern. Thermische Entlastungen und andere Zoneneinstellungen können im Zoneneigenschaften-Dialog geändert werden.

In KiCad werden Zonen nicht automatisch gefüllt, wenn sie zum ersten Mal gezeichnet oder geändert werden, oder wenn Footprints innerhalb der Zonen verschoben werden. Zonen werden durch manuelles Füllen gefüllt und wenn Sie den DRC ausführen. Stellen Sie sicher, dass die Zonenfüllungen auf dem neuesten Stand sind, bevor Sie Fertigungsdaten erzeugen.

Manchmal können gefüllte Zonen die Sicht auf andere Objekte in einem vollen Layout erschweren. Zonen können mit Ausnahme ihrer Umrisse über die Schaltfläche Zonenkonturen zeichnen in der linken Symbolleiste ausgeblendet werden. Zonen behalten ihren gefüllten Status, auch wenn nur ihre Umrisse angezeigt werden - das Ausblenden einer Zonenfüllung ist nicht zu verwechseln mit deren Aufhebung.

Zonen können auch mittels des Darstellungsbedienfelds transparent gemacht werden, und inaktive Ebenen können auch mittels der Lagen-Anzeigeoptionen im Bedienfeld Darstellung ausgeblendet oder gedimmt werden.

Der Design Regel Check ist das Layout-Äquivalent zum Elektrischen Regel-Check für den Schaltplan. Der DRC sucht nach Designfehlern wie Fehlanpassungen zwischen dem Schaltplan und dem Layout, Kupferbereichen mit unzureichendem Abstand oder Kurzschlüssen und Leiterbahnen, die mit nichts verbunden sind. Sie können auch benutzerdefinierte Regeln schreiben. Um die vollständige Liste der angewandten Designregeln anzuzeigen und deren Schweregrad einzustellen, gehen Sie zu Datei → Platinenkonfiguration…​ → Designregeln → Verstoß-Schweregrade. Es wird dringend empfohlen, den DRC auszuführen und alle Fehler zu beheben, bevor Sie Fertigungsdaten erzeugen.

Führen Sie einen DRC mit Inspektion → Designregeln überprüfen (DRC) aus, oder verwenden Sie die Schaltfläche in der oberen Symbolleiste. Klicken Sie auf DRC starten. Wenn die Prüfung abgeschlossen ist, sollten keine Fehler oder Warnungen angezeigt werden. Schließen Sie das DRC-Fenster.

Lösen Sie nun absichtlich einen DRC-Fehler aus, indem Sie den Footprint des Widerstands so verschieben, dass er den gefüllten Bereich der Zone überlappt. Verwenden Sie D (Ziehen), um den Footprint des Widerstands leicht zu verschieben, während die Leiterbahnen an den Pads des Widerstands befestigt bleiben. Dies führt zu einer Abstandsverletzung, da die VCC- und led-Pads des Widerstandes mit der GND-Zonenfüllung kurzgeschlossen sind. Normalerweise würde dies durch Auffüllen der Zone behoben werden, aber füllen Sie die Zone noch nicht auf.

Führen Sie den DRC erneut aus, aber stellen Sie sicher, dass Sie das Kontrollkästchen Alle Zonen ausfüllen vor dem DRC deaktivieren. Der DRC meldet 6 Verletzungen: für jedes Pad von R1 gibt es eine Abstandsverletzung zwischen dem Pad und der Zone, eine weitere Abstandsverletzung zwischen dem Durchgangsloch des Pads und der Zone und eine dritte Verletzung, bei der die Lötstoppmaskenöffnung des Pads das Kupfer von zwei verschiedenen Netzen (die GND-Füllung und die mit dem Pad verbundene Leiterbahn) freilegt. Pfeile zeigen in der Zeichenebene auf jede Verletzung. Wenn Sie auf die einzelnen Verletzungen klicken, wird die jeweilige Verletzung vergrößert dargestellt.

Schließen Sie den DRC-Dialog, drücken Sie B, um die Zone neu zu füllen, und führen Sie den DRC erneut aus. Alternativ können Sie auch das Kontrollkästchen Alle Zonen ausfüllen vor dem DRC aktivieren und den DRC erneut ausführen. Alle Verletzungen werden behoben.

KiCad bietet einen 3D-Betrachter, der für die Inspektion der Leiterplatte nützlich ist. Öffnen Sie den 3D-Betrachter mit Ansicht → 3D Betrachter. Schwenken Sie durch Ziehen mit der mittleren Maustaste, und drehen Sie durch Ziehen mit der linken Maustaste. Drehen Sie die Leiterplatte, um die LED und den Widerstand auf der Oberseite und den Batteriehalter auf der Unterseite zu sehen.

Es steht ein Raytracing-Modus zur Verfügung, der zwar langsamer ist, aber ein genaueres Rendering bietet. Wechseln Sie zum Raytracing-Modus mit Einstellungen → Raytracing.

Viele der Footprints in der KiCad-Bibliothek werden mit 3D-Modellen geliefert, einschließlich aller Footprints, die in dieser Anleitung verwendet werden. Einige Footprints werden nicht mit 3D-Modellen geliefert, aber Benutzer können ihre eigenen hinzufügen.

Wenn das Design der Leiterplatte fertig ist, besteht der letzte Schritt darin, die Fertigungsdaten zu generieren, damit die Leiterplatte hergestellt werden kann.

Öffnen Sie den Plot-Dialog mit Datei → Plotten…​. Dieser Dialog kann das Design in verschiedenen Formaten plotten, aber Gerber ist normalerweise das richtige Format für die Bestellung bei einem PCB-Hersteller.

Geben Sie ein Ausgabeverzeichnis an, damit die geplotteten Dateien in einem Ordner gesammelt werden. Andernfalls sind die Standardeinstellungen in Ordnung, aber stellen Sie sicher, dass alle notwendigen Ebenen markiert sind: die Kupferlagen (*.Cu), die Leiterplattenkontur (Edge.Cuts), die Lötstoppmaske (*.Mask) und der Siebdruck (*.Silkscreen). Die Pastenschichten (*.Paste) sind für die Herstellung von Lotpastenschablonen nützlich. Die Klebelagen (*.Adhesive) werden nur benötigt, wenn Bauteile während der Bestückung auf die Platine geklebt werden sollen. Andere Schichten können zum Plotten nützlich sein, sind aber in der Regel für die Herstellung von Leiterplatten nicht erforderlich.

Klicken Sie auf Plotten, um die Gerberdateien zu erzeugen. Klicken Sie auch auf Bohrdateien erzeugen…​ und dann auf Bohrdatei generieren, um Dateien zu erstellen, die die Position aller Löcher angeben, die in die Platine gebohrt werden sollen. Schließen Sie abschließend den Plot-Dialog. Der Entwurf ist damit abgeschlossen.

Symbole und Footprints sind in Bibliotheken organisiert. Eine Bibliothek kann Symbole oder Footprints enthalten, aber nicht beides.

KiCad speichert die Symbol- und Footprint-Bibliotheken des Benutzers in der Symbol-Bibliothekstabelle bzw. Footprint-Bibliothekstabelle. Jede Bibliothekstabelle besteht aus einer Liste von Bibliotheksnamen und dem Ort, an dem sich die jeweilige Bibliothek auf der Festplatte befindet.

Zusätzlich zu den globalen Bibliothekstabellen für Symbole und Footprints gibt es auch projektspezifische Bibliothekstabellen für Symbole und Footprints. Symbole und Footprints, die zu den globalen Tabellen hinzugefügt werden, sind in allen Projekten verfügbar, während Symbole und Footprints in den projektspezifischen Tabellen nur für das jeweilige Projekt verfügbar sind. Benutzer können ihre eigenen Bibliotheken zu den globalen Bibliothekstabellen oder zu den projektspezifischen Tabellen hinzufügen.

Die Symbolbibliothekstabellen können mit Einstellungen → Symbolbibliotheken verwalten…​ in den Fenstern des Schaltplaneditors oder des Symboleditors angezeigt oder bearbeitet werden. Die Bibliothekstabellen für die Footprints können mit Einstellungen → Footprintbibliotheken verwalten…​ im Platineneditor oder im Footprint-Editor angezeigt oder bearbeitet werden. Auf beide Bibliothekstabellen kann auch über den Projektmanager zugegriffen werden.

Häufig werden Pfade zu Bibliotheken mit Pfadsubstitutionsvariablen definiert. Auf diese Weise kann ein Benutzer alle seine Bibliotheken an einen neuen Ort verschieben, ohne die Bibliothekstabellen zu ändern. Das Einzige, was geändert werden muss, ist die Definition der Variable, um auf den neuen Ort zu verweisen. Die Pfadsubstitutionsvariablen werden mit Einstellungen → Pfade konfigurieren…​ im Projektmanager oder in einem der Editorfenster bearbeitet.

Eine nützliche Variable zur Pfadsubstitution ist ${KIPRJMOD}. Diese Variable zeigt immer auf das aktuelle Projektverzeichnis, so dass sie zum Einbinden von projektspezifischen Bibliotheken verwendet werden kann, die innerhalb des Projektverzeichnisses gespeichert sind.

Beim ersten Start fordert KiCad den Benutzer auf, die Symbol-Bibliothekstabelle und die Footprint-Bibliothekstabelle einzurichten. Um diese Einrichtung erneut zu durchlaufen, löschen Sie die Dateien der Bibliothekstabellen für Symbole und Footprints oder benennen Sie sie um. Erstellen Sie eine Sicherungskopie der Tabellen, bevor Sie sie löschen.

Der Speicherort der Dateien für die Symbol- und Footprint-Bibliothekstabellen hängt vom Betriebssystem ab.

Zum Zeichnen eines neuen Symbols oder Footprints wird zuerst eine Bibliothek gewählt, in der es gespeichert werden soll. In dieser Anleitung werden das Schaltersymbol und der Footprint in neuen projektspezifischen Bibliotheken gespeichert.

Öffnen Sie den Symboleditor im Projektmanager. Klicken Sie auf Datei → Neue Bibliothek, und wählen Sie Projekt. Wählen Sie einen Namen für die neue Bibliothek (z.B. „Erstes_Projekt.kicad_sym“) und speichern Sie sie im Projektverzeichnis. Die leere neue Bibliothek ist nun im Bibliotheksfenster links ausgewählt und wurde automatisch zur Projekt-Bibliothekstabelle hinzugefügt Überprüfen Sie die Registerkarte Projektspezifische Bibliotheken in Einstellungen → Symbolbibliotheken verwalten…​.

Erstellen Sie nun das Schaltersymbol in der neuen Bibliothek. Wenn die Bibliothek Erstes_Projekt im Bibliotheksfenster ausgewählt ist, klicken Sie auf Datei → Neues Symbol…​. Geben Sie in das Feld Symbolname die Teilenummer ein: „M2011S3A1W03“. Schaltersymbole sollten Referenzbezeichner haben, die mit „SW“ beginnen, ändern Sie also das Feld Standard-Referenzbezeichner in „SW“. Alle anderen Felder können als Standardwerte beibehalten werden.

In der Bibliotheksübersicht wird das Symbol „M2011S3A1W03“ jetzt unter der Bibliothek „Erstes_Projekt“ angezeigt. In der Zeichenebene zeigt ein Kreuz die Mitte des Footprints an, und es wurde Text für den Referenzbezeichner hinzugefügt. Verschieben Sie den Text zunächst von der Mitte des Symbols weg, um ihn aus dem Weg zu räumen.

Öffnen Sie den Footprinteditor und erstellen Sie eine neue projektspezifische Footprint-Bibliothek mit dem Namen Erstes_Projekt.pretty (Datei → Neue Bibliothek…​). Wie bei den Symbolbibliotheken wird auch die neue Footprint-Bibliothek der Projekt-Bibliothekstabelle hinzugefügt. Nachdem Sie die neue Bibliothek im Bibliothekenfenster ausgewählt haben, erstellen Sie einen neuen Footprint (Datei → Neuer Footprint…​). Bearbeiten Sie die Eigenschaften des Footprints (Schaltfläche in der oberen Symbolleiste) und legen Sie die folgenden Eigenschaften fest:

Weitere Informationen über die Verwendung von KiCad finden Sie im Handbuch.

Weitere Ressourcen sind das offizielles KiCad-Benutzerforum, Discord oder IRC und zusätzliche Lernressourcen der KiCad-Community.

Um mehr darüber zu erfahren, was KiCad ermöglicht, besuchen Sie den Abschnitt Made With KiCad auf der Website, oder öffnen Sie die in KiCad enthaltenen Demoprojekte (Datei → Demoprojekt öffnen…​).

Um einen Fehler zu melden oder eine Funktion zu beantragen, benutzen Sie bitte Hilfe → Fehler melden oder öffnen Sie ein Problem auf Gitlab.

Um zur Entwicklung von KiCad beizutragen, besuchen Sie bitte die Developer Contribution page. Benutzer können auch helfen, indem sie einen Beitrag zu Bibliotheken oder zur Dokumentation und Übersetzung leisten. Und schließlich können Sie die weitere Entwicklung von KiCad finanziell unterstützen.