مفاهیم پایه ای و روال کار
روال کار معمول در نرم‌افزار شامل دو بخش کشیدن شماتیک و طراحی بورد مدار است در آموزش Kikad هم روال به همین صورت می‌باشد. شماتیک، نمای سمبلیک مدار است یعنی اینکه چه اجزائی برای یک مدار استفاده شده و نحوه اتصالات بین آنها چگونه است. سمبل های شماتیکی به نحوی ارائه تصویری از اجزاهای الکترونیکی هستند؛ مثل زیگ‌زاگ برای یک مقاومت و یا مثلث برای یک اپ-امپ. شماتیک شامل سمبل‌ها برای هر اجزائی در طراحی است که پین‌های اتصال به آنها وصل شده است. به طور معمول شماتیک قبل از طراحی PCB کشیده می‌شود.
برد و یا PCB شکل فیزیکی شماتیک است که در آن فوت پرینت‌های قطعات در موقعیت خاصی روی بورد قرار می‌گیرند و ترک‌های مسی اتصالات بین آنها را آن‌گونه که در شماتیک تعریف شده برقرار می‌کنند. فوت پرینت‌ها دسته‌ای از پدهای مسی هستند که پین‌ها را در یک قطعه فیزیکی همانندسازی می‌کنند. زمانی که بورد ساخته و مونتاژ شود قطعات روی فوت پرینت مربوط به خود، لحیم خواهند شد.
Kicad پنجره‌ای جدا برای کشیدن شماتیک (Schematic Editor) دارد. برای کشیدن PCB (PCB Editor) و برای ویرایش سمبل‌ها و فوت پرینت‌ها (Symbol Editor) و (Footprint Editor) Kicad دارای یک کتابخانه بزرگ و باکیفیت است که سمبل‌ها و فوت پرینت‌های آن توسط کاربران اضافه شده ولی اضافه‌کردن سمبل‌ها و فوت پرینت‌های جدید و یا اصلاح‌کردن نمونه‌های موجود در آن آسان است.
در آخر این موضوع حائز اهمیت است که بدانید روال کار در Kicad پروژه محور است. یک پروژه در نرم‌افزار شامل یک‌پوشه با نام پروژه، یک شماتیک، یک طرح PCB و یا به شکل اختیاری دیگر فایل‌های مرتبط مثل کتابخانه فوت پرینت‌ها و سمبل‌ها، اطلاعات شبیه‌سازی، اطلاعات خریداری و غیره است. بسیاری از تنظیمات مرتبط با پروژه شامل کلاس‌بندی گره‌ها و قوانین طراحی در مرحله پروژه ذخیره می‌شوند. باز کردن یک بورد خارج از پروژه مرتبط با آن ممکن است به گم‌شدن اطلاعات طراحی منجر شود؛ بنابراین همیشه از داشتن تمام فایل‌های مرتبط با یک پروژه مطمئن شوید.
روال کار در طراحی PCB
به طور معمول شماتیک در مرحله اول ترسیم می‌شود. این به معنی اضافه‌کردن سمبل‌ها به شماتیک و کشیدن اتصالات بین آنهاست. اگر سمبل موردنیاز از قبل موجود نباشد سمبل‌های موردنیاز ممکن است نیاز به کشیدن داشته باشند. در این مرحله فوت پرینت‌ها نیز برای هر قطعه انتخاب می‌شوند. فوت پرینت‌های اختیاری نیز بر حسب نیاز می‌توانند ایجاد شوند. زمانی که شماتیک کامل شد و طراحی از مرحله بررسی قوانین الکتریکی عبور کرد (ERC)، اطلاعات طراحی از شماتیک به محیط ویرایشگر PCB منتقل شده و طراحی آغاز می‌شود.
شماتیک توصیف قرارگیری قطعات در طراحی و نحوه اتصالات آنهاست. ویرایشگر بورد از این اطلاعات برای طراحی بورد ساده‌تر و برای جلوگیری از عدم هم خوانی بین شماتیک و PCB استفاده می‌کند. فرایند طراحی مستلزم قرارگیری دقیق فوت پرینت هر قطعه روی بورد مدار الکترونیکی است. پس از جای‌گذاری قطعات، خطوط مسی بین قطعات بر اساس نحوه اتصالات در شماتیک و یا دیگر ملاحظات مثل مقاومت ترک‌ها، نیازمندی‌های کنترل امپدانس، تداخل و غیره کشیده می‌شوند.
اغلب شماتیک پس از شروع طراحی PCB نیاز به به‌روزرسانی دارد. ولی این تغییرات به‌راحتی می‌تواند به طراحی در PCB اعمال شود. عکس این رویه نیز صادق است، هر تغییری در PCB می‌تواند به شماتیک منتقل شود تا هر دو با هم مشابه شوند.
وقتی طراحی بورد کامل شود و مرحله بررسی خطا را با موفقیت پشت سر بگذارد، خروجی‌ها برای ساخت تولید می‌شوند به‌طوری‌که بورد می‌تواند توسط سازنده PCB ساخته شود.
منبع : KiCad
سلام و درود،
تشکر میکنم از اینکه پیگیر معرفی این نرم افزار هستید.
در ایران برای طراحی PCB استفاده از نرم افزار هایی مثل آلتیوم و پروتئوس جا افتاده و بیشتر طراحان همین دو نرم افزار رو میشناسن، که هردو نرم افزار غیر رایگان و کرکی هستن.
پروتئوس اغلب کرک خوبی نداره و امکاناتش به درستی کار نمیکنه و به همین خاطر برای کار های حرفه ای نمیشه روش حساب باز کرد.
نرم افزار آلتیوم هم کتابخانه پیشفرض خوبی نداره و مجبور میشید که یا خودتون کتابخانه بسازید،یا دنبال کتابخانه بگردید که مکافاته، مهم تر اینکه بسیاری از امکاناتش بدرد ۹۰ درصد طراحان نمیخوره و سردگم کننده هست.
هردو نرم افزار هم صرفا نسخه ویندوز دارن و برای مک و لینوکس ساخته نشدن.
اما kicad نرم افزار متن باز و رایگانی هست که برای ویندوز، مک و لینوکس ساخته شده و محیط زیبا اما ساده ای داره و کاربرپسند هست.
کتابخانه غنی داره که شامل تمامی قطعات پرکاربرد به شکل پیشفرض ، به همراه مدل های ۳ بعدی اونها هست، حتی اگر قطعه مدنظر داخلش نبود، میتونید از کتابخانه های آنلاین استفاده کنید.
انواع تم و استایل های قابل دانلود داره که مثلا در صورت دلخواه میتونید تم و رنگ های شماتیک و ادیتور PCB رو از حالت پیشفرض به تم آلتیوم یا ایگل تغییر بدید!
تا الان حدود ۴۰ تا افزونه هم داره که هر کدوم قابلیت های خاصی رو ارائه میدن، مثلا افزونه هایی برای گرد کردن گوشه های Track ، چیدمان دایره ای و شطرنجی فوت پرینت ها ، ایجاد کویل PCB ، تغییر ابعاد قطعات و… به شکل قابل دانلود داره، امکان شخصی سازی چیدمان رابط کاربری و میانبر های کیبورد هم داره.
یک قابلیت مهم دیگر این نرم افزار، قابلیت باز کردن فایل پروژه های طراحی شده با آلتیوم هست!
خودم قبلا برای پروژه های شخصی از Proteus و برای پروژه های سفارشی از Altium استفاده میکردم، اما از وقتی با Kicad آشنا شدم، هر دو نرم افزار Altium و پروتئوس رو کنار گذاشتم.
به شما هم پیشنهاد میکنم حتی برای یکبار هم که شده، Kicad رو امتحان کنید!
درود بر شما
سپاسگزارم بابت توضیح قشنگتون، به امید روزی که این نرم افزار های open source بیشتر مورد استقبال بچه های الکترونیک قرار بگیره.
سلام
خیلی از شما ممنون هستیم.
بله به درستی به تمام مزیت های Kicad در مقایسه با دیگر نرم افزارهای طراحی PCB اشاره کردید و بنظرم اگر منبع آموزشی کامل برای Kicad قرار داده بشود تمام طراحان می توانند با خیال راحت از دیگر نرم افزارها به Kicad مهاجرت کنند و یا حداقل خودشون را منحصر به یک نرم افزار نکنند. در طول ده سال گذشته آلتیوم آپشن های بسیار زیادی به نرم افزار اضافه کرده اما در مقابل اگر امروز شخصی بخواهد تازه با آن شروع به کار کند به کلی گیج شده و از منوی های زیاد آن وحشت خواهد کرد. آلتیوم سعی کرد این ضعف را با آموزش های کامل در فضای مجازی برطرف کند اما مسئله این است که استفاده کامل از آنها مستلزم داشتن زبان انگلیسی قوی است.
خبر خوب این هست که ما قصد داریم آموزش کامل را به صورت مفصل و با جزئیات در سیسوگ منتشر کنیم که کاملا مطابق با خود سایت Kicad هست. طراحان می توانند به این سری از آموزش ها دید مرجع داشته باشند یعنی در هر قسمت که احساس کردند در آن مشکل دارند به آن بخش مربوطه از آموزش ها مراجعه کنند.