KiCad Tutorial – Pcbnew – Bauteile editieren

Gültig für die Version 4022 (2013-07-07)

Diese Artikel-Reihe beschäftigt sich mit dem Programm KiCad, einem Tool zu Erstellung von Schaltplänen und dem Entwurf von Leiterplatten. Diese Software ist kostenlos, völlig ohne Beschränkungen und sie wird ständig weiterentwickelt.

Hier geht es zur Übersichtsseite mit allen Artikeln der KiCad-Tutorial-Reihe.

Das grundsätzliche Layout ist im letzten Artikel (Pcbnew – Bauteile platzieren) festgelegt worden. Dabei fiel jedoch auf, dass die Kurzhubtaster nicht den tatsächlichen Abmessungen entsprechen. Also muss dieses Bauteil verändert oder neu erstellt werden. Um diesen beiden Themen geht es in diesem Artikel

Neues Bauteil zeichnen

Ich fange einfach mit dem umfangreichsten Thema an, da ich glaube, dass ein neues Bauteil viel mehr Schritte benötigt, als ein vorhandenes zu ändern. Die für das Ändern zusätzlichen Schritte werde ich am Schluss noch genauer erklären.

Zu Beginn wird der Bauteileditor mit einem Klick auf die Schaltfläche in der oberen Werkzeugleiste gestartet,…

Pcbnew - Schaltfläche zum Bauteileditor

Pcbnew – Schaltfläche zum Bauteileditor

…sodass sich das Fenster des Editors öffnet.

Pcbnew - Der Bauteileditor

Pcbnew – Der Bauteileditor

In der oberen Werkzeugleiste befindet sich die Schaltfläche um ein neues Bauteil zu erstellen.

Pcbnew - Schaltfläche für ein neues Bauteil

Pcbnew – Schaltfläche für ein neues Bauteil

Ein Klick öffnet den Dialog um eine Referenz anzugeben. Dies ist der Name, unter dem das Bauteil später im CvPcb gefunden wird. Ich nenne den Footprint „KHTaster“ für KurzHubTaster 😉

ACHTUNG! Der Name darf KEINE Leerzeichen enthalten. Eine solche Referenz würde zwar später im CvPcb angezeigt, es erfolgt aber eine Fehlermeldung, wenn der Footprint ausgewählt wird.

Pcbnew - Referenz eingeben

Pcbnew – Referenz eingeben

Nach der Bestätigung mit OK, erscheinen Referenz- und Wert-Text zentriert auf der Zeichnungsfläche des Bauteileditors.

Pcbnew - Erste Ansicht des neues Bauteils

Pcbnew – Erste Ansicht des neues Bauteils

Das Raster einstellen

Diese Texte ziehe ich immer zuerst aus der Mitte heraus an den Rand, wo sie nicht stören (Tastenkürzel M). Als nächstes bietet es sich an, mit den Pads zu beginnen. Dafür ist ein Blick in das Datenblatt des Bauteils erforderlich um die Gehäuseabmessungen und die Pad-Abstände herauszubekommen. Ich habe diese mal abgezeichnet:

Pcbnew - Maße des Tasters

Pcbnew – Maße des Tasters

Die Bohrungen sind also 4,5mm, bzw. 6,5mm voneinander entfernt. Was liegt nun näher ein Raster mit diesen Werten einzustellen? Grundsätzlich nichts, aber ich mache es etwas anders. Zwei Bilder vorher ist ein blaues Kreuz auf der Zeichnungsfläche zu sehen. Dieses markiert den Mittelpunkt und vor allem den Ankerpunkt. Das ist der Punkt, an dem die Maus den Footprint beim Verschieben „packt“. Ich halbiere daher die Werte auf 2,25mm und 3,25mm um das Kreuz im Mittelpunkt zu halten. Gleich zeige ich wie ich das meine. Erstmal erkläre ich wie das Raster überhaupt verändert werden kann.

Der Menüpunkt um das Raster zu ändern versteckt sich im Drop-Down-Fenster „Abmessungen“.

Pcbnew - Raster-Einstellungen aufrufen

Pcbnew – Raster-Einstellungen aufrufen

Unten links wird das benötigte Rastermaß eingegeben. Dabei ist darauf zu achten, dass im Bereich darüber Millimeter ausgewählt wurde. Da ich mich gerne vertue was X- und Y-Richtung bedeutet, habe ich das mit Pfeilen verdeutlicht.

Pcbnew - Menü "Raster-Einstellungen"

Pcbnew – Menü „Raster-Einstellungen“

Nach der Bestätigung mit OK wird das Raster aber noch nicht angewendet. Es bleibt einfach so wie es war! Unverschämt! Da muss also nachgeholfen werden. Oben links wird das aktuelle Rastermaß (Grid) angezeigt. Mit einem Klick auf die Schaltfläche, muss lediglich „Benutzerdef. Raster“ aus der Drop-Down-Liste ausgewählt werden.

Pcbnew - Benutzerdefiniertes Raster einstellen

Pcbnew – Benutzerdefiniertes Raster einstellen

Aber was ist, wenn die kleinen Rasterpunkte überhaupt nicht zu sehen sind? Dann ist das Raster ausgeblendet und kann über die entsprechende Schaltfläche in der linken Werkzeugleiste wieder eingeblendet werden.

Pcbnew - Raster einblenden

Pcbnew – Raster einblenden

Pads einfügen

Nun werde ich die Pads einfügen. Dies sind die Stellen, an denen die Bauteile später mit der Leiterplatte verlötet werden. Das Standard-Pad ist eine Bohrung mit Lötringen drumherum. SMD-Pads oder reine Bohrungen müssen separat in den Pad-Einstellungen erzeugt werden.

Pcbnew - Pads hinzufügen

Pcbnew – Pads hinzufügen

Auf dem folgenden Bild zeigt sich warum ich gerne das benötigte Rastermaß halbiere. So lassen sich die Pads um den Mittelpunkt herum platzieren. Ansonsten hätte das Kreuz mittig in einem der Pads gesessen. Das ist aber persönliche Vorliebe und wäre nicht verkehrt. Ich habe den Bauteilanker gerne im Mittelpunkt. Also setze ich die vier Pads in der gezeigten Reihenfolge.

Pcbnew - Pads platzieren

Pcbnew – Pads platzieren

Die Pads sind bewusst nicht in der richtigen Größe, sodass ich zeigen kann, wie die Pad-Einstellungen geändert werden können. Dafür fahre ich mit dem Mauszeiger über das Pad und drücke E (für Edit). Daraufhin wird das Fenster „Pad Eigenschaften“ aufgehen.

Vorhin habe ich die Maße des Tasters gezeigt. Dort befindet sich auch eine Information über die notwendige Bohrung von 1mm Durchmesser. Diesen Wert gebe ich in das mit „2“ markierte Feld der Pad Eigenschaften ein. Das Feld „Größe X“ (1) gibt den Durchmesser des sogenannten Restrings an. Das ist der Kupferring, der um die Bohrung herum stehen bleibt. Er wird zum verlöten der Pins benötigt und darf daher nicht zu klein sein. Zu groß ist aber auch nicht gut. Ich verwende meistens einen Restring von 0,7-0,8mm. Also in diesem Fall 1mm Bohrung + 0,8mm Restring = 1,8mm bei „Größe X“. Ich ändere die Werte für alle vier Pads nacheinander.

Pcbnew - Pad Eigenschaften

Pcbnew – Pad Eigenschaften

Das Gehäuse zeichnen

In der Tasterzeichnung ist angegeben, dass das Gehäuse 6x6mm groß ist. Also benötige ich dafür ein Raster mit 3x3mm Raster. Bei so einfachen Maßen spare ich mir den Schritt mit dem Menü und stelle das Raster einfach auf 1mm in der Drop-Down-Liste in der oberen Werkzeugleiste.

Pcbnew - Raster mit 1mm

Pcbnew – Raster mit 1mm

Ich beginne mit der Außenkontur des Tasters und klicke dafür, in der rechten Werkzeugleiste, auf die Schaltfläche für grafische Linien.

Pcbnew - Schaltfläche zum Linien zeichnen

Pcbnew – Schaltfläche zum Linien zeichnen

Dann zeichne ich eine Linie in 3mm Abstand zum Mittelpunkt.

Pcbnew - Gehäuselinien zeichnen

Pcbnew – Gehäuselinien zeichnen

Damit ein bisschen besser zu erkennen ist, dass es sich um einen Taster handelt, möchte ich noch einen Kreis in die Mitte einfügen. Das soll den Knopf in der Mitte symbolisieren. Unter der Schaltfläche für Linien befindet sich die für Kreise. Hier klicke ich drauf…

Pcbnew - Schaltfläche zum Kreise zeichnen

Pcbnew – Schaltfläche zum Kreise zeichnen

… und zeichne einen 4mm durchmessenden Kreis.

Pcbnew - Kreis zeichnen

Pcbnew – Kreis zeichnen

Leider ist die Linie ein wenig dünn geraten. Einige Platinenhersteller können so dünne Linien nicht gut drucken. Ein Minimum von 0,2mm sollte die Linie schon dick sein. Diese ist 0,15mm und ich möchte sie auf 0,3mm vergrößern. Dazu klicke ich mit der rechten Maustaste auf die Linie und wähle unter dem Punkt „Editieren“ die Funktion „Gehäuseelement editieren“. Auf die Funktion mit der Nummer 2 komme ich später zurück.

Pcbnew - Menüauswahl um die Linienbreite zu ändern

Pcbnew – Menüauswahl um die Linienbreite zu ändern

Nun öffnet sich ein Fenster in dem ich oben rechts die Breite (hier Stärke genannt) in 0,3 ändere. Das Feld darunter wird ebenfalls in 0,3 geändert. Es ist dafür zuständig, das weitere Linien (ab jetzt) mit der neuen Breite gezeichnet werden. Die Änderung ist für Menüpunkt 2 (s.o.) wichtig.

Pcbnew - Linienbreite einstellen

Pcbnew – Linienbreite einstellen

Das Gehäuse sieht nun wie folgt aus:

Pcbnew - geänderte Linienbreite

Pcbnew – geänderte Linienbreite

Aber es sollen alle Linien in 0,3mm gezeichnet werden. Dazu komme ich zum, weiter oben erwähnten, Menüpunkt 2. Dieser ändert die Linienbreite aller Linien am Bauteil auf den Wert, der bei „Voreinstellung für Stärke“ angegeben wurde. Daher war es wichtig in beiden Feldern 0,3mm einzutragen.

Textfelder editieren

Schlussendlich müssen noch die Textfelder richtig platziert und in ihrer Größe angepasst werden. Dazu fahre ich mit der Maus über den entsprechenden Text und drücke M (Move) und ziehe den Text über, bzw. unter das Footprint. Mit einem weiteren Klick wird der Text an der Mauszeigerposition abgelegt.

Für die Textgröße fahre ich erneut über den Text und drücke E (Edit). Daraufhin öffnet sich ein Fenster „Footprint Texteigenschaften“. Dort ändere ich die Werte „Größe X“ und „Größe Y“ auf 1 ab und bestätige mit OK.

Pcbnew - Textgröße einstellen

Pcbnew – Textgröße einstellen

Damit ist der Footprint fertiggestellt und kann abgespeichert werden.

Pcbnew - Fertiger Footprint

Pcbnew – Fertiger Footprint

Footprint abspeichern

Mittlerweile habe ich die Erfahrung gemacht, dass es besser ist, die eigenen Footprints in einen separaten Ordner zu speichern. Bei einem Update von KiCad müssen die eigenen Bibliotheksdateien mühsam aus den Standarddateien herausgesucht werden. Da kann es schon mal passieren, dass eine eigene Datei vergessen und später gelöscht wird. Daher lege ich im share-Ordner einen Ordner „Eignene KiCad-Dateien“ und darunter den Unterordner „modules“ (library ist für Schaltplansymbole).

Pcbnew - Eigene Bibliotheksverzeichnis

Pcbnew – Eigene Bibliotheksverzeichnis

Mit einem Klick auf die Schaltfläche zur Erstellung einer neuen Bibliothek (und des speicherns des Footprints in dieser)…

Pcbnew - Neue Bibliothek anlegen

Pcbnew – Neue Bibliothek anlegen

…öffnet sich ein „Speichern unter“-Fenster. Hier wechsel ich in das neue Verzeichnis und gebe der Bibliothek den Namen „taster“.

Pcbnew - Die neue Bibliothek speichern

Pcbnew – Die neue Bibliothek speichern

Nun kann der Bauteileditor geschlossen werden. Sollte die Frage kommen, ob das Footprint gespeichertwerden soll, kann dies mit Nein beantwortet werden. Es ist je bereits gespeichert worden.

Neue Footprint-Bibliotheken einbinden

Das soeben erstellte Footprint ist KiCad leider nicht sofort bekannt. Hier muss ich manuell eingreifen und die neue Bibliothek händisch einpflegen. Unter „Einstellungen“ befindet sich der Unterpunkt „Bibliothek“, der ein Fenster öffnet das alle aktuell verwendeten Bibliotheken anzeigt.

Pcbnew - Die neue Bibliothek in das aktuelle Projekt einbinden

Pcbnew – Die neue Bibliothek in das aktuelle Projekt einbinden

Hier klicke ich auf „Hinzufügen“ und suche die neue Bibliothek und bestätige mit OK.

Pcbnew - Neue Bibliothek hinzufügen

Pcbnew – Neue Bibliothek hinzufügen

Daraufhin öffnet sich ein weiteres „Speichern-unter“-Fenster um die „KiCad_tut.pro“ zu speichern. Das ist völlig richtig, da die verwendeten Bibliotheken in dieser Datei aufgeführt sind. Erst jetzt kann dieses Footprint in CvPcb und im Pcbnew verwendet werden.

Footprints in CvPcb ändern

Ich öffne CvPcb vom Hauptmenü aus…

Pcbnew - CvPcb aufrufen

Pcbnew – CvPcb aufrufen

… und ändere die Footprint bei den BUTTONs von „SW_PUSH_SMALL“ in „KHTaster“. Danach schließe ich CvPcb wieder und bestätige, dass die geänderte Liste gespeichert werden darf.

Pcbnew - Die Taster im CvPcb ändern

Pcbnew – Die Taster im CvPcb ändern

Die Footprints austauschen

Für den Austausch der alten Fotprint mit den Neuen lese ich erneut die Netzliste aus. Hierbei ändere ich aber die Option „Bauteil austauschen“ auf „Ändern“. Und schon erscheinen die gerade gezeichneten Taster aus dem Layout! Einzig der Text „BUTTON“ sollte ausgeblendet werden. Wie das geht habe ich im Artikel „Pcbnew – Bauteile platzieren“ erklärt.

Bauteile editieren

Ganz zu Beginn des Artikels habe ich geschrieben, dass ich erstmal die Neuerstellung eines Footprints erkläre, da die der Umfangreichere Anteil ist. Daher muss ich nun nur noch erklären, wie ein vorhandener Footprint aufgerufen wird. Der Rest ist nämlich völlig identisch!

Zuerst ist es wichtig, die Bibliothek auszuwählen, in der das Footprint steckt, dass editiert werden soll. Dafür gibt es eine Schaltfläche in der oberen Werkzeugleiste.

Pcbnew - Aktive Bibliothek auswählen

Pcbnew – Aktive Bibliothek auswählen

Dadurch erscheint ein Auswahlfenster mit der Auflistung aller eingebundenen Bibliotheken. Ich habe das Fenster mal etwas breiter gemacht, damit der Eintrag der neuen Taster-Bibliothek reinpasst. Hier wird nun die gewünschte Bibliothek ausgewählt und mit OK Bestätigt.

Pcbnew - Auswahlfenster der aktiven Bibliotheken

Pcbnew – Auswahlfenster der aktiven Bibliotheken

Das Fenster verschwindet und es kann das gewünschte Bauteil ausgewählt werden. Ein Klick auf den umrandeten Knopf…

Pcbnew - Bauteil aus Bibliothek laden

Pcbnew – Bauteil aus Bibliothek laden

… öffnet ein kleines und bekanntes Menü. Hier einfach auf „Liste alles“ klicken. In der geöffneten Liste wähle ich das gewünschte Bauteil auf und bestätige mit OK. Daraufhin erscheint das zu editierende Footprint. Das war’s!

Der Bibliotheksbrowser funktioniert zwar und ich könnte mir auch die Footprints der nicht-aktiven Bibliotheken ansehen, aber wenn ich diese öffnen möchte funktioniert es nicht.

Pcbnew - Liste aller vorhandenen Bauteile aufrufen

Pcbnew – Liste aller vorhandenen Bauteile aufrufen

Zum Abschluss zeige ich noch die fertige Leiterplatte mit den neuen Tastern.

Pcbnew - Fertige Leiterplatte

Pcbnew – Fertige Leiterplatte

Schlussworte

Das war ein langer Artikel über KiCad! Mir macht es immer wieder Spaß mich so detailliert mit KiCad zu beschäftigen. Dabei verstehe ich diese Software immer besser, erkenne aber auch, wo noch viel Potential steckt, dass ich noch nicht genutzt habe.

Bei nächsten Mal wird es um Leiterbahnen und Vias gehen und die Platine wieder um ein wichtiges Element weiterentwickelt. Ich hoffe, dass dieser nächste Artikel nicht zu lange auf sich warten lässt, da ich leider beruflich unterwegs sein werde. Außerdem steht meine Hochzeit und die Hochzeitsreise an. Während dieser Zeit wird es mit dem Schreiben etwas schwierig werden 😉

Aber ich bleibe dran – versprochen!

Alles Gute, Timo

10 Gedanken zu „KiCad Tutorial – Pcbnew – Bauteile editieren

  1. Hallo, ich schlage mich mit dem Problem der Sichtbarmachung meiner erstellten Bibliothek herum. Den gesamten Ausführungen auf diesen Artikel habe ich befolgt und alles hat geklappt. Das einzige ist, ich sehe meine Prints nicht (im Ordner sind sie, versehen mit einem Schloß).
    Habe ich noch eine Möglichkeit bei den Speicherungen übersehen oder falsch angepackt?
    Ich möchte gern wieder richtige LP erstellen und nicht mit Tusche nach alter Sitte zeichnen, fotografieren und dann erst erstellen auf dem LP-Material.
    Für eine konstruktive Hilfe wäre ich sehr dankbar.
    Mit freundlichen Grüßen

    Jürgen
    PS: Habe über zwanzig Jahre mit Elektronik erstellen und prüfen beruflich gelebt (nur nicht mit einem Computerprogramm)

    1. Hallo Jürgen,
      da hast du einen wunden Punkte im Tutorial erwischt. Im Kapitel „KiCad Tutorial – CvPcb – Footprints zuordnen“ gehe ich ziemlich am Ende auf die Schaltflächen des CvPcb Fensters ein. Unter Punkt 3 befindet sich die Schaltfläche für „Konfiguration“. Damit öffnet sich ein Fenster um weitere Bibliotheken hinzuzufügen (oder zu löschen). Klicke da einfach auf „Hinzufügen“ oder „Einfügen“ und wähle deine Bibliotheken aus. Dann solltest du die im CvPcb dem Symbol zuordnen können. Der hier beschriebene Weg gilt nur für veränderte Bibliotheken.
      Danke für den Hinweis, ich werde das hier noch ergänzen. Tut mir leid für das Missverständnis!!!

      Wenn du noch Fragen hast, dann melde dich einfach wieder hier!

      Alles Gute, Timo

  2. Hallo Timo,
    ich versuche gerade eine eigene Bibliothek für ein Projekt zu erstellen. Ich habe nun in einem Ordner direkt auf Platte C die beiden Bibliotheken .lib und .mod gespeichert. Wie kann ich per default diese beiden Bibliotheken in jeweils den „eeschema-Bereich“ und den „CvPbc + Pcbnew-Bereich“ automatisch laden?
    Bisher füge ich die Bibliotheken bei jedem neuen Projekt händisch zu.
    Vielen Dank!
    Gruß Matthias

    1. Entschuldige, ich meinte in der ersten Zeile: Ich versuche gerade eine Bibliothek „für viele weitere ( 😉 ) Projekte“ zu erstellen.
      Gruß Matthias

      1. Hallo Matthias,
        ich bin mir sicher, dass ich das schon mal irgendwo eingestellt habe. Leider finde ich auch nach langem Suchen keine Lösung für deine Frage! :/
        Ich binde meine Bibliotheken immer manuell ein und auch mich nervt das ein wenig, aber wohl nicht genug, dass ich (nochmal) nach einer Lösung gesucht habe.
        Gerne möchte ich an dieser Fragestellung dran bleiben und einen kurzen Artikel dazu schreiben, wenn ich eine Lösung gefunden habe. Da muss es doch was geben!
        LG, Timo

        1. Hallo Timo,
          ich habe jetzt folgende Lösung gefunden:
          Ich habe mir einen Ordner „kicad_bib“ erstellt, mit den Unterordnern „lib“ und „mod“ erstellt und darin die von mir benutzten (eigene und default) Bibliotheken gespeichert.
          In der kicad.pro Datei mit dem Pfad C:\…\KiCad\share\template kann der ausgewählte Standartbibliotheksordner geändert, sowie nur die erwünschten Bibliotheken geladen werden (jeweils für .lib und .mod).
          Funktioniert bisher 🙂
          Gruß Matthias

          1. Das liest sich ja sehr einfach. Danke für den Tipp, den werde ich direkt ausprobieren um mir das lästige Einbinden von eigenen Bibliotheken zu ersparen!
            Vielen, lieben Dank!!

  3. Moin Timo, herzlichen Dank für Dein ausführliches Tutorial. Aber ich habe da eine Frage: Wie binde ich eine Datei von …kicadlib.org in meine Bibliothek ein? Und noch eine Anmerkung: Ich habe das Problem, dass Z. B. ein LM7805 mit dem Footprint TO220 in der Netzliste keine Anschlüsse hat: Fehlermeldung: Keine Pads für VI, VO, GRD gefunden.
    Gruß Holger

    1. Ups, du hattest ja zwei Fragen! Das Problem hatte ich auch. Die schnellste Lösung war, mir einfach einen neuen LM7805 mit den richtigen Anschlußnamen zu zeichnen. Es ist aber durchaus möglich, den vorhandenen Footprint zu editieren und die Padnummern an die Anschlußnamen anzugleichen. Schau mal auf dieser Seite unter „Pads einfügen“ da musst du dann im Feld „Padnummer“ die richtigen Namen eintragen – also VI, VO, GRD. Um das dort abgebildete Fenster zu öffnen klicke mit der rechten Maustaste auf das Pad und wähle „Pad editieren“ aus. Wenn du Probleme hast, dann meld dich einfach wieder.

      LG, Timo

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