مفاهیم پایه و روال کار با Kicad

مفاهیم پایه ای و روال کار  

روال کار معمول در نرم‌افزار شامل دو بخش کشیدن شماتیک و طراحی بورد مدار است در آموزش Kicad 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