KiCad like a Pro: Stoomcursus PCB ontwerpen

14 juli 2019, 11:17
KiCad like a Pro: Stoomcursus PCB ontwerpen
KiCad like a Pro: Stoomcursus PCB ontwerpen
Het moet in 1996 of 1998 zijn geweest, dat Elektor uitkwam met een gratis CD-ROM op de voorkant van het blad. Op die CD stond een “Panorama van CAD-programma’s”. Dit cadeau aan alle abonnees en kopers bevatte “free”-, “student”-, “evaluation”- of “demo”-versies van ongeveer 20 CAD-programma’s voor elektronici. De inhoud van die ’Panorama’-CD, een paar honderd megabytes om van te smullen, was zeer zorgvuldig samengesteld door Guy Raedersdorf, onze voormalige Franse redacteur, die meer dan een jaar bezig was geweest om bedrijven te overtuigen dat ze moesten meedoen aan dit initiatief en “een zipje bijdragen”. Het was Guy die me voor het eerst opmerkzaam maakte op een product met de naam KiCad, ik geloof dat het van Franse of Zwitserse afkomst was.

Al sinds de eerste verschijning in 1992 is KiCad gratis, open source en volledig te gebruiken. Dat zijn natuurlijk doorslaggevende voordelen. Maar KiCad werd altijd geassocieerd met het hobby-domein en niet met professionele toepassingen. Daar is nu, met de piek van versie 5 en met versie 6 in de pijplijn, verandering in gekomen. CERN , Raspberry Pi Foundation, Arduino LLC en Digi-Key zijn allemaal trouwe aanhangers van KiCad.

Over aanhangers gesproken, ik verbaas me altijd weer over het vuur waarmee elektronici, ook de medewerkers bij Elektor Labs, discussiëren over hun enthousiasme of afkeer van verschillende CAD-programma’s. Het is net als discussies over voetbalclubs of automerken, maar dan met Altium, Eagle, OrCAD, PADs, Fritzing of Mentor print in de hoofdrol. Wat dat betreft is KiCad een relatieve nieuwkomer, die wat minder populair was, misschien vanwege de tamelijk onhandige library manager, waar je altijd weer over hoorde klagen. Maar dat is nu allemaal geschiedenis. Er zijn tegenwoordig enkele printfabrikanten die KiCad-bestanden accepteren als input om er printen van te maken, die ze bij je thuisbezorgen. Dan komt er geen Gerber aan te pas. Of KiCad (V 5) geschikt is voor professionals, is een vraag die u kunt beantwoorden als u de projecten, die zijn beschreven in het boek van Dr. Peter Dalmaris, hebt afgerond.

Methodisch

De auteur maakt gebruik van een aantal interessante educatieve methoden om de student zo snel mogelijk te leren KiCad onder de knie te krijgen, zonder af te haken. Eén van die methoden is om werkwijzen manieren en gereedschappen op een intuïtieve en ‘zachte’ manier te introduceren in het begin van het boek en de diepgaande bespreking van alle toeters en bellen uit te stellen tot een later moment.

Een mooi voorbeeld daarvan is de eerste kennismaking met KiCad’s schema-editor Eeschema, die het onderwerp is van hoofdstuk 8. Dat is een snel hoofdstuk. Omstreeks pagina 75 van het boek hebt u uw eerste schema in principe klaar voor netlisting en opstellen van de onderdelenlijst. Goed, het gaat om niet meer dan een LED en een serieweerstand, die braaf in serie zijn aangesloten tussen de +5 V- en GND-lijn, maar het gaat erom dat u leert componenten te kiezen uit een bibliotheek en die naar het ontwerpveld op uw scherm te slepen. Onderweg lost u daarbij de fouten op, waar de computer u op wijst. 25 pagina’s verderop hebt u dan een 3D-weergave van de print met de LED en de weerstand erop.


Hoewel de toepassing met de LED even simpel is als het voorbeeld van de knipperende LED op een microcontroller-ontwikkelkaart, is de door de auteur toegepaste lesmethode uitstekend: ga gewoon met het tool (in dit geval: Eeschema) aan de slag en blijf gericht op het eindresultaat: een kleine print met alleen een LED en een weerstand erop. Een print met vier koperlagen voor de nieuwste FPGA in een BGA-behuizing zonder DRC-fouten is van later zorg! De methode wordt ondersteund met heldere, instructieve taal en gaat niet in op alle opties die u nog niet nodig hebt, of hoeft te kennen, voor de LED-schakeling.

Deze methode van “in het diepe springen” wordt goed ondersteund met de duidelijke screendumps van KiCad die zijn afgedrukt in het boek. Ten eerste zijn screendumps weergegeven in de beste resolutie en kleur die mogelijk zijn met het door Elektor gebruikte papier. Ten tweede heeft de auteur de moeite genomen om alleen die delen van het scherm te tonen die relevant zijn voor de bespreking. En ten derde is er volop gebruik gemaakt van annotatietools, zoals pijlen, rode omkaderingen en andere highlights.



In hoofdstuk 8 vinden we dus een spoedcursus in het tekenen van schema’s met behulp van Eeschema. En pas in hoofdstuk 13 leert u welke plaats de ontwerpfase van het schema inneemt in het volledige proces van het maken en laten produceren van een print. Minder formeel gesproken kunnen we “proces” ook lezen als “project”, want dat woord drukt de activiteiten van de leerling veel beter uit. Een project kent, naast het grote moment van de voltooiing, ook minder prettige activiteiten, zoals foutcodes, tijdelijke oplossingen, mislukkingen en serieuze problemen. Ik kan alleen maar zeggen dat dat alles eerlijk wordt besproken in het boek en de auteur probeert niet om het gebruik van KiCad mooier af te schilderen dan het is. Hij wordt geholpen door de foutmeldingen van het programma en gebruikt consequent een zeer bemoedigende toon.

Projecten

Helemaal in lijn met de stapsgewijze verkenning van de twee belangrijkste gereedschappen in KiCad (Eeschema en PCBNew) zijn de projecten die de lezer worden “aangeraden” om te doen van een toenemende moeilijkheidsgraad. De auteur is overbescheiden en telt het “LED en weerstand”-ontwerp niet mee als een echt project, maar daar ben ik het niet mee eens. Ik tel vier projecten in het boek:
  • 1: LED op 5 Volt met serieweerstand
  • 2: Eenvoudige breadboard-voeding
  • 3: Een kleine Raspberry Pi-HAT
  • 4: Arduino­-kloon met ingebouwde 512K-EEPROM en klok

In de inleiding van het boek laat Peter Dalmaris een groot enthousiasme zien over het product dat hij beschrijft. Het is moeilijk af te dingen op zijn lijst van 10 voordelen van het gebruik van KiCad. Ik zou niet weten welke argumenten ik zou moeten aanvoeren voor een concurrent product, zoals Eagle. Hij is ook zo eerlijk om gebruikers van “andere programma’s” te waarschuwen voor de eigenaardigheden van KiCad. Hij geeft ronduit toe dat het gemakkelijker te leren is “als je je verwachtingen opzij zet en KiCad puur bekijkt zoals een beginneling dat zou doen”.

Meer dan een boek

Zoals het ontwerpen van een print met behulp van KiCad een onderwerp is met vele onderdelen, zo is het boek alleen maar een onderdeel van Peter Dalmaris’ inspanning om u op een steile leercurve te zetten en u bij de hand te houden. De andere onderdelen en diensten zijn:
  • Directe communicatie met de lezer via een speciale website (Techexplore)
  • Het boek-forum
  • De ‘errata’-pagina
  • Hoofdstukken die niet in het boek pasten.
 

Conclusie

Hoewel KiCad een puur softwareproduct is en is voorzien van uitstekende documentatie en hulp, is een boek dat het leerproces vanaf het begin beschrijft van onschatbare waarde. KiCad Like a Pro is een handig naslagwerk als u hulp of ideeën nodig hebt bij ingewikkelde problemen. Daarnaast is het een complete, zeer educatieve cursus die u stap voor stap kunt volgen met het programma op uw PC.
Mijn kritiek op het boek beperkt zich tot:
  1. De lay-out ondersteunt de structuur van het boek niet helemaal. Zoals u bijvoorbeeld hieronder ziet, is de kopgrootte voor “Part” (1-5) dezelfde als die voor “Chapter” (1-56). Dat vind ik niet logisch: de hoofdstukken zijn onderdeel van de parts, dus de hoofdstuktitel zou in kleinere letters moeten staan. Verder vind ik dat alle delen op een rechterpagina zouden moeten beginnen. Blijkbaar durfde de uitgeverij of de lay-outer het niet aan om een paar blanco pagina’s in het boek op te nemen.
  2. In Part 5 (“Recipes”) komen veel heel korte hoofdstukken voor (soms maar 2 pagina’s). Misschien was het beter geweest om die op te nemen als subsecties in een groter hoofdstuk.
  3. Het boek heeft een uitgebreide inleiding, maar eindigt nogal abrupt.

 

Deze kritiek neemt niet weg dat ik dit boek (sorry… project!) zeker de moeite waard vind om aan te schaffen.
 
KiCad like a Pro
Door Dr. Peter Dalmaris (Tech Explorations)
Elektor International Media
466 pagina's, paperback
ISBN 978-1-907920-74-5
www.elektor.nl/kicad-like-a-pro
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items