KiCad, o software open-source que o movimento open-hardware merecia.

Um dos principais softwares na vida de um hobbista de eletrônica / estudante de engenharia de computação, é um EDA, o software responsável por auxiliar no desing de de cirtuitos e PCB’s. É nele que passamos horas a fio, sempre procurando o melhor desing para nossa PCB e procurando não cometer um erro que vai gerar arrepedimentos depois. O software EDA mais popular entre hobbistas quando comecei a procurar por um, era o EAGLE, um software proprietário então desenvolvido pela CadSoft Computer, disponivel gratuitamente para uso não-comercial, com diversas limitações, principalmente dimensão da placa e quantidade de layers.

Tempos depois, a empresa Autodesk anunciou a compra da CadSoft, só que agora exigindo uma conexão constante com a internet, tanto no modo freeware, quanto na licença paga, que agora adota um modelo de assinatura. Procurando sempre adotar softwares open-source e multiplataforma, decidi largar o conforto do Eagle e procurar uma alternativa, que foi extremamente bem sucedida (não à principio) quando encontrei o KiCad.

O motivo da primeira experiência com o software não ter sido tão agradavel, é o fato do workflow do KiCad ser bem diferente do EAGLE, e o software é muito mais técnico e um pouco menos polido que as soluções alternativas. No entanto após o investimento forte que o CERN fez no software, ele já possui capacidade técnica equivalente a softwares proprietários consolidados na industria, e suas idiossincrasias estão sendo ao pouco corrigidas para facilitar o uso.  A seguir é um tutorial básico de como instalar e entender o funcionamento básico do software.

INSTALAÇÃO

Como o KiCad possui como licença a GPLv3+,  o mesmo se encontra no repositório oficial da maioria das distribuições linux. Isso é uma vantagem muito grande sobre qualquer outra alternativa proprietária, pois para instalar na maquina basta usar o gerenciador de pacotes da distribuição, ou até mesmo uma ‘store’ como a Gnome Software Center !

No Ubunto e em distros derivadas de debian, basta digitar no terminal:

sudo apt-get update
sudo apt-get install kicad

No fedora e RHEL :

sudo dnf install kicad

O site também possui um executavel e imagem de disco para a instalação no windows e OSX respectivamente.

Além claro do source code e instruções de como compilar e instalar na sua maquina.

LIDANDO COM LIBRARIES

Uma das coisas mais confusas do KiCad, e que foi recentemente re-estruturada é como o software lida com bibliotecas. Isso se torna confuso pois o KiCad precisa de basicamente 3 componentes separados para descrever um componente, um simbolo para se usar nos esquemáticos, um footprint representando o componente já na pcb, e um modelo 3D para simulação do produto final.

O KiCad possui uma rica biblioteca de todos esses componentes pública e construida pela comunidade. Essa biblioteca está disponivel online no Github e o software como default utiliza o endereço do repositório remoto git como principal para todas bibliotecas, isso é, o software já vem com uma biblioteca extremamente rica pronta para ser usada. No entanto, existe um problema muito sério com isso, uma vez que os componentes dessa biblioteca pode ser alterados (e vão ser…) após você terminar seu projeto, isso signifca que, todo aquele esforço de precisão na construção do software, vai ser bagunçado por um fator externo.

Porém, isso não é muito um problema caso você ou sua empresa decida criar e manter sua própria biblioteca, afinal, existe uma variedade finita de componentes utilizados em projetos. Apesar de ser muito trabalho, de forma alguma significa ter que criar cada simbolo existente na eletronica, footprints e modelos 3d, guarde isso para componentes exóticos, basta começar sua biblioteca copiando componentes já existentes.

Basicamente é armazenar em um diretório arquivos .lib (simbolos de esquemáticos), .pretty (footprints) e .wrl (modelos 3d) e configurar o KiCad para procurar os componentes nesse diretório. Todos esses arquivos são arquivos de texto, isso significa que é extremamente simples fazer um controle de versão por git, e compartilhar projetos open hardware via github, bitbucket, gitlab etc.

WORKFLOW

O workflow do KiCad se diferencia um pouco da maioria dos EDA’s pelo fato de todas as etapas do projeto é feita por programas especificos, e tudo isso é controlado pelo usuário.

Primeiramente se cria um esquemático utilizando o Eeschema, após isso se faz a anotação dos componentes (dê um ‘nome’ para cada componente), e faz a associação de cada componente no esquemático com um footprint utilizando o CvPCB.

Após isso, basta executar o PCBnew, onde deve-se gerar uma netlist (especifica todas as ligações que existem entre os componentes), e após finalizar o desing da placa utilizando o KiCad, gerar os arquivos gerber para mandar a PCB para fabricação.

Fontes:

  1. http://kicad-pcb.org/about/kicad/
  2. https://home.cern/about/updates/2015/02/kicad-software-gets-cern-treatment
  3. https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/autodesk-acquires-eagle-qa-look-future/
  4. https://www.ohwr.org/projects/cern-kicad/wiki/workpackages
  5. https://github.com/KiCad/kicad-library
  6. http://hackaday.com/2017/05/18/kicad-best-practises-library-management/
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