KiCad Tutorial – Pcbnew – Leiterbahnen und Vias (Teil 2)

Getestet mit der 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.

Die benötigten Footprints der verwendeten Bauteile sind nun vollständig. Einzig die Taster mussten angepasst werden, sodass ich für diese einen neuen Footprint erstellt und im Layout platziert habe. Der nächste Schritt ist daher, die Bauteile zu Verbinden, wie es der Schaltplan vorgibt. Dabei werde ich auch u.a. darauf eingehen, wie verschiedene Leiterbahnstärken eingestellt werden können und wie Vias platziert werden.

Bei diesem Artikel handelt es sich um die Fortsetzung des Leiterbahn und Vias Artikels.

Leiterbahnen brechen und dann verschieben/ziehen

Bislang habe ich erklärt, wie ein Knotenpunkt verschoben werden kann. Aber was, wenn an der Stelle, an der etwas verschoben werden muss, kein Knotenpunkt vorhanden ist? Dann erstellen ich mir eben einfach einen, indem ich die Leiterbahn „breche“. Leider gibt es dafür kein Tastenkürzel, daher klicke ich mit der rechten Maustaste auf die Stelle, an dem der Knotenpunkt entstehen soll. Dadurch kann ich den Befehl „Leiterbahn brechen“ auswählen.

Pcbnew - Brechen einer Leiterbahn

Pcbnew – Brechen einer Leiterbahn

Der Bruch der Leiterbahn ist an der „gedoppelten“ Leiterbahnbezeichnung zu erkennen. Der komische schwarze Fleck (den habe ich nicht mit Paint eingefügt 😉 ) zeigt wo der Bruch eingefügt wurde.

Pcbnew - Die gebrochene Leiterbahn

Pcbnew – Die gebrochene Leiterbahn

Wenn ich diesen mit der rechten Maustaste anklicke, öffnet sich ein Menü, in dem ich „Knoten verschieben“ auswähle. Wie zu erkennen ist, gibt es hierfür auch das schon bekannte Tastaturkürzel „M“.

Pcbnew - Den neuen Knoten auswählen

Pcbnew – Den neuen Knoten auswählen

Damit wird der Knoten an den Mauszeiger gehängt und ich kann diesen an einen beliebigen Punkt verschieben. Voraussetzung ist natürlich, dass die Leiterbahn nicht auf einer anderen Bahn zu liegen kommt.

Pcbnew - Den neuen Knoten verschieben

Pcbnew – Den neuen Knoten verschieben

Leiterbahnstärke verändern

Gerade bei Leitungen, die höhere Ströme vertragen müssen, ist es notwendig die Leiterbahn breite zu vergrößern. Aber je nach Platinenhersteller sind auch kleinere Bahnen möglich, sodass diese verkleinert werden sollen. Dafür gibt es im Menü, dass sich öffnet, wenn ich mit der rechten Maustaste auf eine Leiterbahn klicke, bereits ein paar Befehle. Jedoch ist es völlig egal, welchen dieser Befehle ich anklicke, ohne „Vorarbeit“ wird sich keine Veränderung einstellen. Grundsätzlich lässt sich jedoch sagen, dass der Menüpunkt 3 „Leiterbahnbreite wählen“ keine Anwendung findet. Vielleicht finde ich irgendwann mal heraus, wofür dieser gut ist. Die Nummern 1 und 2 werden später verwendet.

Pcbnew - Einstellmöglichkeiten der Leiterbahnbreite

Pcbnew – Einstellmöglichkeiten der Leiterbahnbreite

Die Design Regeln

Bevor sich die Leiterbahnbreiten verändern lassen, muss KiCad wissen, welche Breiten verfügbar, bzw. erlaubt sind. Daraufhin kann ein Netz einer sogenannten Netzklasse hinzugefügt werden. Dafür öffne ich den Design Regel Editor über die obere Menüzeile.

Pcbnew - Aufrufen des Fensters "Design Regeln"

Pcbnew – Aufrufen des Fensters „Design Regeln“

In dem geöffneten Editor sind die Einstellungen, wie Abstandsmaß, Leiterbahnbreite usw., des Standardnetz „Default“ aufgelistet. Diese können geändert werden, indem die Zellen angeklickt und mit anderen Werten überschrieben werden. Es ist aber auch möglich eine neue Netzklasse zu erstellen. Dafür klicke ich auf „Hinzufügen“ und gebe der Klasse einen Namen. Hier verwende ich „Dicke Leitung“.

Pcbnew - Das Fenster "Design Regeln" und Einrichtung einer neuen Netzklasse

Pcbnew – Das Fenster „Design Regeln“ und Einrichtung einer neuen Netzklasse

Die neue Netzklasse weist erstmal die gleichen Werte, wie die Klasse „Default“ auf. Um einen schönen Unterschied zeigen zu können, verdopple ich die Breite auf 0,512mm. Hier ist zu beachten, dass die Maßeinheit mm angewählt ist. Wenn dies vorher auf inch geschaltet war, sind hier meist Werte wie 0,10 zu sehen. Also immer auf die Schaltflächen auf der linken Fensterseite achten!!

Pcbnew - Neue Leiterbahnbreite eingeben

Pcbnew – Neue Leiterbahnbreite eingeben

Im letzten Kapitel habe ich der Leitung P3 einen zusätzlichen Knotenpunkt verpasst, diesmal soll sie dicker werden. Aber durch das reine Hinzufügen einer neuen Netzklasse weiß KiCad nicht, dass die Leitungen des Netzes P3 auch dick werden soll. Dafür ist es notwendig, dieses Netz in die neue Netzklasse „Dicke Leitung“ zu verschieben. Dafür wähle ich im linken Drop-Down-Feld die neue Netzklasse, in der rechten Liste das Netz P3 aus. Danach drücke ich den obersten Knopf, um P3 in „Dicke Leitungen“ zu verschieben. Sollen weitere Klassen angewählt werden, dann nutze ich die gedrückte STRG-Taste dafür. Die Änderung bestätige ich im Anschluss mit „OK“.

Pcbnew - Verschieben eines Netz in eine andere Netzklasse

Pcbnew – Verschieben eines Netz in eine andere Netzklasse

Nun kann ich die Leitung P3 mit der rechten Maustaste anklicken und im Menü die Befehle „Breite vom Segment ändern“ oder „Breite von Leiterbahn ändern“ verwenden. Das Ergebnis kann in etwa so aussehen:

Pcbnew - Die geänderte Leiterbahn

Pcbnew – Die geänderte Leiterbahn

Footprints ziehen

Bereits im Artikel „KiCad Tutorial – Pcbnew – Bauteile platzieren“ habe ich darüber geschrieben, wie Footprints bewegt werden können. Dabei habe ich den Befehl „Verschieben“ mit dem Tastenkürzel „M“ verwendet. In diesem Kapitel nutze ich aber nun den Befehl „Ziehen“ mit dem Kürzel „G“. Der Unterschied der beiden Befehle liegt darin, dass mit „Ziehen“ die verbundenen Leiterbahnen angehängt werden. Das bedeutet, dass das Footprint bewegt werden kann und die Leiterbahnen (jedoch nur bis zum nächsten Knotenpunkt) mit gezogen werden.

Dafür bewege ich den Mauszeiger über das Footprint und drücke die Taste G und schon hängt es am Mausziger und kann woanders abgelegt werden. Auch hier gilt, dass dabei die Leiterbahnen nicht andere Leiterbahnen kreuzen oder berühren dürfen. Daher sind große „Verschiebungen“ meistens nicht möglich.

In der folgenden Fotoreihe zeige ich, wie ein Footprint verschoben werden kann.

Pcbnew - Das angeschlossene Footprint

Pcbnew – Das angeschlossene Footprint

Pcbnew - Das Footprint wird verschoben

Pcbnew – Das Footprint wird verschoben

Pcbnew - Verschobener Footprint mit veränderter Leiterbahn

Pcbnew – Verschobener Footprint mit veränderter Leiterbahn

Fazit

Mit diesem, zweiten Teil, sind wohl alle Funktionen rund um Leiterbahnen und Vias beschrieben und ich hoffe, dass ich dem ein oder anderen damit behilflich sein kann. Sollte dennoch etwas fehlen, dann schickt mir einfach eine Email an mich oder schreibt einen Kommentar.

Im nächsten Artikel werde ich mich dann über die Erstellung, Veränderung und Entfernung von Kupferflächen auf Leiterplatten kümmern. Das ist ein wichtiger Schritt um das Ätzbad nicht übermässig zu beanspruchen und um sogenannte Masseflächen zu erzeugen.

Alles Gute, Timo

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