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KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

Area nella quale è possibile avere informazioni relativamente a software per tracciati e programmi per il modellismo ferroviario.

Moderatore: liftman

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Edgardo_Rosatti
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KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

#1 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Tutorial per il CAD di progettazione di circuiti stampati KiCad.

Tempo fa, feci un tutorial per un programma di CAD per circuiti stampati chiamato Eagle che è possibile consultare su questo forum qui:
Eagle; software per circuiti stampati [tutorial] - Fonte www.scalatt.it/forum

Oggi come oggi, questo programma è ancora molto valido, il quale continua ad essere a pagamento con licenza che consente di usarlo gratuitamente anche per scopi amatoriali, ma con limitazioni sul numero dei layer utilizzabili e sulle dimensioni massime del pcb che è di 100x80 millimetri.

layer = strato del pcb dove sono disposte le piste di rame che compongono i collegamenti elettrici. Di solito sono 2, ma possono arrivare anche a 16.
pcb = printed circuit board (circuito stampato).

KiCad è un ottimo programma che ha raggiunto un livello notevole di funzionalità ed è gratis.
Per scaricare KiCad: https://www.kicad.org/
Immagine 2024-10-08 002621.png
KiCad è disponibile per i sistemi operativi più diffusi:
Immagine 2024-10-08 002712.png
Dopo aver scaricato ed installato il programma, alla sua apertura troveremo una finestra manager per la gestione dei vari editor di progetto:
Immagine 2024-10-08 002801.png
Il programma è localizzabile in italiano.

L'editor di schemi:

Per creare un progetto utilizzare il menù file/nuovo progetto e si aprirà una finestra per la creazione di una cartella di progetto all'interno del percorso di default: Documenti/KiCad/8.0/projects/

8.0 si riferisce alla versione installata di KiCad e potrebbe essere diversa dalla vostra.
Tuttavia è possibile specificare qualsiasi percorso si desidera.
Immagine 2024-10-08 003649.png
Per questo tutorial ho creato un progetto di nome "Tutorial" che verrà visualizzato in questo modo:
Immagine 2024-10-08 003828.png
É possibile vedere due file:
- Tutorial.kicad_pcb;
- Tutorial.kicad.sch.

Apriamo il file "Tutorial.kicad_sch" con un doppio click per iniziare il nostro progetto e creare uno schema elettrico.
Immagine 2024-10-08 005028.png
Si aprirà un foglio di lavoro bianco con un cartiglio di colore rosso che delimita il nostro schema.

Ruotando la rotella del mouse potremo zoomare nel foglio di lavoro.
Qui andremo ad inserire i vari simboli che comporranno lo schema elettrico che poi andremo a collegare tra loro.

Per questo progetto ho scelto un circuito utile, pratico e relativamente semplice, cioè un alimentatore stabilizzato a tensione fissa. Questo circuito può essere comodamente adattato per l'alimentazione di dispositivi funzionanti a diverse tensioni semplicemente cambiando il circuito integrato di regolazione di cui è dotato.

L'alimentatore utilizza lo stabilizzatore della serie 78xx che fornisce tensioni positive.
Esiste anche una versione per tensioni negative classificata 79xx che qui non tratteremo.
Qui un breve elenco di alcuni di questi circuiti integrati:

LM7805 = +5VCC
LM7809 = +9VCC
LM7812 = +12VCC
LM7824 = +24VCC

Ho indicato solo alcuni dei modelli disponibili come esempio. Per avere una panoramica completa consultare il datasheet del componente.

datasheet = documentazione tecnica in inglese (solitamente un file pdf) che contiene una descrizione delle caratteristiche elettriche e meccaniche del componente.
LM7812A.PDF
Lo schema elettrico che andremo a creare è il seguente:
Alimentatore_12V.png
Iniziamo ad inserire i componenti cliccando sul simbolo con il triangolino sulla barra di destra dell'editor degli schemi:
Immagine 2024-10-08 011804.png
Si aprirà unna finestra per la scelta dei simboli elettrici.
Nel campo di ricerca scriviamo 7812.
Vedremo alcune informazioni tra cui il simbolo sulla destra; selezioniamolo dalla lista con un doppio click e lo avremo ancorato al puntatore del mouse.
Immagine 2024-10-08 012203.png
Ora possiamo posizionarlo nel centro del foglio di lavoro con un altro click.
Successivamente, se clicchiamo su un punto qualsiasi del foglio ricomparirà la finestra per la scelta dei simboli elettrici. Premendo Esc torniamo al punto iniziale.
Immagine 2024-10-08 012832.png
Andiamo avanti e selezioniamo i rimanenti componenti.
Per i condensatori elettrolitici scriviamo "capacitor" e selezioniamo la voce "C_Polarized" come in figura:
Immagine 2024-10-08 013126.png
Ne inseriamo 2 nel foglio di lavoro:
Immagine 2024-10-08 013318.png
KiCad effettuerà una numerazione automatica dei componenti chiamandoli C1 e C2.
Questi sono condensatori elettrolitici e sono polarizzati.

Inseriamo due condensatori al poliestere non polarizzati:
Immagine 2024-10-08 013742.png
Selezioniamo semplicemente "C".
Immagine 2024-10-08 014133.png
Ed ora abbiamo anche C3 e C4.

A questo punto inseriamo i diodi raddrizzatori 1N4007 scrivendo semplicemente 1N4007 nella finestra per la scelta del simbolo:
Immagine 2024-10-08 014410.png
Qui è possibile notare che in basso a destra è visibile la footprint del componente.

footprint = impronta del componente in oggetto che andrà a popolare il pcb.

Ne inseriamo 4 come in figura:
Immagine 2024-10-08 014705.png
Anche qui la numerazione è automatica; D1, D2, D3 e D4.

Abbiamo quasi finito; mancano i morsetti di collegamento.
Scriviamo "screw" per la ricerca e scegliamo "Screw_Terminal_01x02"
Immagine 2024-10-08 015547.png
Inseriamone uno per l'ingresso e uno per l'uscita.
Verranno chiamati J1 e J2.
Immagine 2024-10-08 015624.png
I simboli ci sono tutti, ora manca il simbolo di massa o polo negativo che otteniamo scrivendo GND.
Immagine 2024-10-08 020048.png
Lo inseriamo nell'editor degli schemi:
Immagine 2024-10-08 020156.png
Selezioniamo la freccia in alto a destra per muovere i componenti e disporli correttamente nel foglio.
Cliccando su un simbolo possiamo selezionarlo e spostarlo.
Notare che ogni simbolo ha ancorato ad esso delle etichette che possono essere selezionate singolarmente per spostarle.
Immagine 2024-10-08 020418.png
Qui ho spostato C1 e C3 (C1 è selezionato; bordato di azzurro).
Immagine 2024-10-08 020627.png
Qui ho spostato anche C4, C2 e il GND posizionando quest'ultimo sotto il pin 2 dell'integrato 7812.
Immagine 2024-10-08 020913.png
Iniziamo a fare il cablaggio collegando i vari componenti tra loro premendo il tasto W o selezionando questo simbolo in alto a destra (comando WIRE):
Immagine 2024-10-08 021200.png
Posizionate il cursore sul pin 1 di U1 e collegatelo con C3. Poi collegate C3 con C1:
Dovrebbe venire una cosa del genere con un pallino tra C3, C1 ed il pin 1 di U1.

Il pallino è un nodo elettrico:
Immagine 2024-10-08 021504.png
Seguendo lo schema elettrico dell'alimentatore andiamo avanti e colleghiamo anche C4 e C2 al pin 3 di U1 e dato che ci siamo colleghiamo la massa (GND) al pin 2 di U1:
Immagine 2024-10-08 021759.png
Ora dobbiamo collegare a massa anche i poli liberi dei 4 condensatori e per fare questo selezioniamo il simbolo GND premendo prima Esc per uscire dal tool WIRE e copiamolo con CTRL C.
Lo incolliamo con CTRL V e lo avremo sul puntatore del mouse per inserirlo sotto i condensatori.
Ripetiamo l'operazione ed effettuiamo i collegamenti mancanti:
Immagine 2024-10-08 022433.png
Muoviamo e colleghiamo l'uscita J2 dell'alimentatore come in figura:
Immagine 2024-10-08 022804.png
Ruotiamo i diodi D1 e D3 e spostiamoli come in figura.
Per ruotare un componente selezionarlo e premere il tasto R.
Per selezionare un gruppo di componenti e spostarlo, circoscriverlo con il mouse tenendo premuto il tasto sinistro. Poi premere M o usare il menù a tendina col tasto destro del mouse sul gruppo selezionato:
Immagine 2024-10-08 023439.png
Sistemare e collegare i diodi come in figura, collegare il connettore di ingresso J1 e collegare la massa a D1 - D3:
Immagine 2024-10-08 024324.png
Usare il tasto per centrare l'immagine con lo zoom e posizionare lo schema al centro del cartiglio:
Immagine 2024-10-08 024110.png
Inserimento dei valori dei componenti:
Alcuni componenti come i diodi ed il circuito integrato sono già siglati con il loro nome specifico, in quanto sono esclusivi. I condensatori invece sono ancora indicati senza un valore specifico.
Iniziamo con C1 che è un condensatore elettrolitico polarizzato.
Lo selezioniamo ed invochiamo la finestra delle proprietà con il tasto E o tramite il tasto destro del mouse sul componente con il menù a tendina.
Immagine 2024-10-08 025209.png
Nel campo "Valore" sostituiamo "C_Polarized" con 1000uF 16V e premiamo su OK.
Per C2 inseriamo 100uF 16V.
Per C3 e C4 inseriamo .1uF pol (pol sta per poliestere).
Immagine 2024-10-08 025930.png
.1uF sta per 0,1 microfarad.
I condensatori al poliestere non sono polarizzati.

Indichiamo i valori delle tensioni di ingresso ed uscita dell'alimentatore modificando le proprietà dei connettori J1 e J2 sempre con il tasto E ed il campo "Valore":
Immagine 2024-10-08 030358.png
Siamo giunti alla fine della stesura dello schema elettrco del nostro alimentatore.
Qualche commento sul foglio e abbiamo finito.

Selezioniamo T nella barra di destra e comparirà una finestra di inserimento del testo:
Immagine 2024-10-08 030631.png
Qui possiamo inserire il testo, scegliere il font, la sua dimensione, l'allineamento ecc.
Immagine 2024-10-08 031004.png
Lo schema elettrico è completo e possiamo stamparlo per condividerlo a scopo puramente divulgativo o scientifico. Con il menù File/Salva o Salva con nome lo salviamo come schema elettrico in formato sch.
Tuttavia non è ancora possibile procedere con la realizzazione del pcb, in quanto mancano ancora alcuni passaggi fondamentali molto importanti che vedremo avanti.

Come anticipazione i passaggi successivi saranno:
- il controllo delle regole elettriche chiamato ERC, attivabile dal menù "Ispeziona";
- l'assegnazione delle footprint ai componenti tramite il menù "Strumenti/Assegna impronte..."

Finisce qui la prima parte del tutorial dove abbiamo visto come disegnare uno schema elettrico.
Se trovate qualche errore o mancanza e conoscete KiCad non esitate a commentare, in qualsiasi caso spero che questo tutorial possa servire alla divulgazione tecnico scientifica.
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ED

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MrPatato76
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Re: KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

#2 Messaggio da MrPatato76 »

Tutorial interessante Ed.
Proverò a scaricare il software e fare qualche prova
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Edgardo_Rosatti
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Re: KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

#3 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Ok Roberto, eventualmente intervieni qui per condividere.

--

Parte 2; ERC e assegnazione dei FOOTPRINT:

Procediamo ora con l'ispezione dello schema per vedere se sono stati commessi degli errori.
KiCad può eseguire delle verifiche di base tipo: controllo dei corto circuiti, pin non collegati, mancate dichiarazioni dei segnali ecc.
Attenzione che KiCad non esegue controlli sulla funzionalità o meno di un circuito, per questa operazione esistono programmi specifici.

Quindi dal menù a tendina "Ispeziona" selezioniamo la voce "Controllo Regole Elettriche (ERC)":
Immagine 2024-10-09 173420.png
Scegliamo la spunta "Mostra: Tutti" e premiamo il bottone "Avvia ERC":
Immagine 2024-10-09 173744.png
Il sistema ci restituisce due errori.
Se clicchiamo sugli errori, possiamo vedere che compariranno due freccette; una sul pin 1 di ingresso del chip 7812 ed una sul simbolo GND.
Questo perché queste due linee fanno capo all'alimentazione elettrica del circuito e KiCad vuole indicate con un flag che quelle sono linee di potenza.
Immagine 2024-10-09 175718.png
Chiudiamo la finestra ERC e apriamo quella per la scelta dei componenti (pulsante "Chiudi").
Nel capo di ricerca scriviamo "power flag" e scegliamo nella lista PWR_FLAG.
Immagine 2024-10-09 180125.png
Ne posizioniamo due nel foglio di lavoro e li colleghiamo uno al pin 1 del chip 7812 e l'altro a massa copiando ed incollando dal disegno il simbolo GND:
Immagine 2024-10-09 180506.png
Ora riapriamo la finestra ERC e rieseguiamo il controllo non prima di cancellare tutti i marcatori tramite il bottone visibile nella parte bassa della finestra:
Immagine 2024-10-09 180829.png
Volendo è possibile salvare la lista degli errori e violazioni tramite il bottone "Salva".
Chiudiamo ERC e salviamo il lavoro premendo sull'icona del floppy disk in alto a sinistra.

Assegnazione delle impronte dei componenti FOOTPRINT:

L'assegnazione delle impronte, determinerà il disegno sul pcb delle piazzuole di saldatura dei componenti.
Per questa operazione, bisognerebbe avere i componenti in anticipo per evitare di scegliere impronte inappropriate. In alternativa è possibile consultare il datasheet dei componenti da utilizzare dove è sempre riportato un disegno quotato delle impronte.

Dal menù a tendina "Strumenti" scegliamo "Assegna impronte", oppure usando questo simbolo dalla barra superiore:
Immagine 2024-10-09 181211.png
Immagine 2024-10-09 181255.png
Si aprirà una finestra con al centro l'elenco dei componenti.
Alcuni componenti come i diodi 1N4007 hanno l'impronta già assegnata. Per visualizzarla, selezionare dalla lista il componente e con il tasto destro del mouse scegliere "Mostra impronta selezionata". É possibile anche premere il tasto relativo sulla barra superiore del visualizzatore impronte.
Immagine 2024-10-09 182848.png
Immagine 2024-10-09 183007.png
Tramite il righello a sinistra è possibile effettuare misurazioni sul disegno dell'impronta.
Immagine 2024-10-09 183127.png
Iniziamo ad inserire le impronte mancanti:
Selezioniamo il primo componente dalla lista che è C1. Noteremo che il componente verrà evidenziato nello schema elettrico.
É un condensatore da 1000 microfarad 16 Volt, quindi nella lista a sinistra scegliamo "Capacitor_THT" THT sta per "foro passante".
Ora, nella lista a destra cerchiamo "Capacitor_THT:CP_Radial_D22.0mm_P10.00mm_SnapIn" e visualizziamo l'impronta (è la numero 85):
Immagine 2024-10-09 184448.png
Questa impronta è per un condensatore elettrolitico con montaggio radiale del diametro di 22mm e con un'interasse tra le pad di 10mm.

PAD = piazzuola di saldatura dei componenti.

Chiudiamo la finestra dell'impronta e con un doppio clic sul nome selezionato la assegniamo a C1.

Procediamo con C2 e assegnamo la numero 70.
C3 e C4 con la numero 213.

Ora per J1 e J2, a sinista selezioniamo il gruppo "TerminalBlock" ed a destra 1 nella lista.

Infine per L7812 dalla lista "Package_TO_SOT_THT" il numero 147 (verticale). Vanno bene anche il 146 e 145 che sono orizzontali, ma portano via più spazio.
Immagine 2024-10-09 184916.png
La lista componenti è completa:
Immagine 2024-10-09 190732.png
Premiamo "Applica e salva lo schema" e poi "OK".

Ora possiamo generare la lista dei materiali che prende il nome di file BOM: Bill Of Materials.
Tramite il pulsante evidenziato in alto nella barra invochiamo la finestra apposita:
Immagine 2024-10-09 215557.png
Scegliamo il percorso di destinazione, lasciamo tutto il resto invariato e premiamo il bottone "Esporta" per salvare la lista in formato CSV.
Immagine 2024-10-09 191641.png
Il file Tutorial.csv lo trovate nel manager di KiCad:
Immagine 2024-10-09 191802.png
Ed ecco che ci troviamo un foglio elettronico... in cinese???
Immagine 2024-10-09 192521.png
Ok, lasciamo perdere per ora il file BOM.

Salviamo il lavoro e così abbiamo completato definitivamente la stesura dello schema elettrico.

Nella prossima parte vedremo come disegnare il pcb vero e proprio.
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ED

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Edgardo_Rosatti
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Re: KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

#4 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Parte 3, l'editor del circuito stampato PCB (Printed Circuit Board).

Prima di iniziare questa terza parte, è necessario correggere lo schema elettrico in quanto ho commesso un errore.
Immagine 2024-10-08 031004.png
Eliminare il collegamento indicato con una x rossa; questo collegamento provoca un corto circuito sui morsetti di ingresso J1 e anche del trasformatore ad esso collegato.

Ora che abbiamo uno schema elettrico che è stato controllato e sono state assegnale le impronte ai componenti, possiamo dedicarci alla progettazione del circuito stampato vero e proprio.

Dal manager di KiCad facciamo doppio click con il mouse sul file "Tutorial.kicad_pcb" per aprire l'editor di circuiti stampati:
Immagine 2024-10-10 005309.png
Comparirà una pagina vuota con un cartiglio per delimitare il foglio di lavoro.
Immagine 2024-10-10 005936.png
Il cartiglio è modificabile facendo doppio click col tasto sinistro del mouse su di esso nella parte dell'etichetta. Sarà possibile in questo modo modificare dimensioni, orientamento e didascalie.
Immagine 2024-10-10 005954.png
Dal menù "Strumenti" selezioniamo "Aggiorna il C.S. dallo schema…", oppure premiamo il pulsante indicato nella barra in alto:
Immagine 2024-10-10 010119.png
Comparirà una finestra con l'elenco dei componenti; premere il bottone "Aggiorna C.S.":
Immagine 2024-10-10 010246.png
In questo modo avremo ancorato al cursore del mouse tutte le impronte dei componenti da piazzare all'interno del cartiglio. Posizioniamole nel centro.
Immagine 2024-10-10 235451.png
I componenti sono tutti selezionati (colore bianco). Deselezioniamoli premendo il tasto sinistro del mouse in un punto qualsiasi del foglio di lavoro.

Creiamo il bordo del pcb selezionando dalla lista degli strati (LAYER) "Edge.Cuts".
Selezioniamo anche lo strumento "Disegna linea".
Immagine 2024-10-11 000119.png
Disegniamo un perimetro rettangolare un po' più largo dello spazio occupato dai componenti.
Immagine 2024-10-11 000456.png
Ora selezioniamo lo strumento "Disegna cerchio" per realizzare 4 fori da 4mm di diametro ai 4 angoli del pcb.
Immagine 2024-10-11 000550.png
Immagine 2024-10-11 000656.png
Tramite il menù a tendina "Visualizza" selezioniamo "Visualizzatore 3D".
Immagine 2024-10-11 000856.png
Tutti i componenti, il pcb e le serigrafie sono visibili.
Solo i morsetti non sono visibili, in quanto il modello 3D di questo componente non è presente nella libreria dello stesso.

Creiamo le piste del pcb.
Come prima cosa scegliamo uno dei primi due strati sulla destra, per es. "B.CU".
B sta per "Bottom" cioè sotto, mentre F sta per "Front" sopra.

Premere il bottone "Pista: usa larghezza netclass" in alto a sinistra e scegliamo "Modifica dimensioni predefinite…".
Immagine 2024-10-11 001649.png
Selezioniamo + nel campo "Piste" e dove compare "0mm" sostituiamo "0" con "1,8" e premiamo su OK.
Abbiamo creato una "netclass" di 1,8mm che ora sarà visibile nel menù a tendina "Pista: usa larghezza netclass".
Immagine 2024-10-11 002014.png
Selezioniamola.

Per disegnare le piste usiamo lo strumento "Sbroglia piste" o premiamo il tasto X. e iniziamo a piazzare le piste sul disegno in corrispondenza delle sottili linee di colore ciano chiamate "Net".

Proviamo a disegnare una cosa simile:
Immagine 2024-10-11 002647.png
Selezioniamo ora lo strato "F.CU" e disegniamo un'altra pista.
Immagine 2024-10-11 002938.png
Abbiamo appena disegnato 2 piste, una sul lato inferiore ed una su quello superiore.
Avrete notato come KiCad, mentre si disegnano le piste crea una traccia ordinata.

Prima di continuare con lo sbroglio delle piste, sarebbe opportuno disporre meglio i componenti sul pcb, giusto per praticità e comodità.

Quindi con "Modifica/Annulla sbrogliamento" eliminiamo le piste (2 volte).

Per spostare i componenti selezionarli col tasto sinistro del mouse e muoverli sul pcb premendo il tasto M.
Per ruotarli premere R o "Maiusc.R". Per muovere un gruppo di componenti circoscriverli con il mouse.
Attenzione: selezionando un singolo elemento del componente come un pad o una sigla, potremo muovere o editare solo quella parte del componente.
Immagine 2024-10-11 004102.png
Ora cerchiamo di posizionare tutte le didascalie dei componenti all'interno del perimetro del pcb.
Immagine 2024-10-11 004450.png
Possiamo notare che i valori dei componenti non sono visibili sul pcb. Questo perché quei valori hanno uno strato assegnato che non è visibile.
Per cambiare lo strato selezionare il valore e premere il tasto E per invocare la finestra delle proprietà.

Cambiare il campo "Strato:" da "F.Fab" a "F.Silkscreen".
Immagine 2024-10-11 005030.png
Immagine 2024-10-11 005110.png
Premere OK e ripetere l'operazione per tutti i componenti.
Spostiamo i valori dei diodi che si sovrappongono.
Infine inseriamo un paio di indicazioni di riferimento sul morsetto J2: "+" e "GND" tramite lo strumento "Aggiungi testo" ricordandoci di usare lo strato "F.Silkscreen".
Immagine 2024-10-11 005759.png
Immagine 2024-10-11 010011.png
Immagine 2024-10-11 010054.png
A questo punto è giunto il momento di sbrogliare le piste.
Immagine 2024-10-11 012028.png
Immagine 2024-10-11 012102.png
Abbiamo finito di realizzare il nostro pcb.
Possiamo salvarlo ed esportarlo in pdf per la realizzazione dei lucidi per la fotoincisione, oppure generare una serie di file chiamati GERBER per l'invio ad un service di produzione professionale.

Nella prossima parte vedremo come produrre in modo professionale il nostro pcb.
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Edgardo_Rosatti
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Re: KiCad software per circuiti stampati [Tutorial]

#5 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Parte 4: generazione dei file GERBER e produzione professionale di un pcb tramite un service specializzato.

Prima di procedere effettuiamo un controllo delle regole DRC sul pcb tramite il relativo bottone sulla barra in alto.
Immagine 2024-10-11 015519.png
Selezioniamo "Avvia DRC" e se tutto è corretto chiudiamo la finestra con "Chiudi"
Immagine 2024-10-11 022522.png
A me ha dato un problema di sovrapposizione delle didascalie dei diodi D1, D2, D3 e D4 che ho dovuto spostare per renderle meglio visibili.
Immagine 2024-10-11 015402.png
Generazione dei file GERBER per la produzione.

Dal menù a tendina "File" selezioniamo "File per la fabbricazione/Gerber (.gbr)"
Nella finestra che si aprirà scegliamo il percorso per il salvataggio dei file che sarà lo stesso del progetto.
Quindi all'apertura della scelta del percorso premere "Selezione cartella" e "Si".

Premere per primo il bottone "Genera file forature…" in basso a destra e successivamente ancora "Genera file forature". Poi "Chiudi"
Immagine 2024-10-11 023146.png
Immagine 2024-10-11 023605.png
Infine usare il bottone "Traccia" per generare i file GERBER, poi "Chiudi".

Ora passiamo al File manager di KiCad dove possiamo vedere tutti i file di lavorazione.
Immagine 2024-10-11 024323.png
Devono essere 12.
Sarebbe stato utile creare una cartella in anticipo dove salvare i file.
Poco male; in "Documenti/KiCad/8.0/projects/" dovremo trovare la cartella "Tutorial" con i file di lavoro.
Immagine 2024-10-11 024605.png
Creiamo una cartella e vi copiamo all'interno i 12 file di cui sopra.
Immagine 2024-10-11 024833.png
Infine la comprimiamo in un archivio zip.
Immagine 2024-10-11 025034.png
Ora sempre dal menù "File" selezioniamo la voce "File per la fabbricazione/Distinta di base…"
e sovrascriviamo il file "Tutorial.csv" a quello vecchio che usciva in cinese.

Questo è il file BOM corretto.
Immagine 2024-10-11 025425.png
Qui è aperto con "LibreOffice Calc"

A questo punto controlliamo i file GERBER con un visualizzatore online.
Anche se si può usare quello di KICad dal File manager, io preferisco questo:
https://www.gerblook.org/
Immagine 2024-10-11 025852.png
Trascinare il file zip creato sopra all'interno del browser.
Immagine 2024-10-11 030011.png
Qui possiamo esplorare il lato top (front), il bottom ed i singoli layer visibili a sinistra.

Sembra che ci sia tutto.

A questo punto possiamo scegliere un service per la produzione finale del pcb.
Esistono diversi service, perlopiù cinesi che offrono ottimi servizi a prezzi veramente bassi.
Qui indicherò 3 service con il quale ho avuto a che fare e dove mi sono trovato sempre molto bene.

PCBCART https://www.pcbcart.com/
Questo service offre la possibilità di inviare file compressi in diversi formati anche diversi dal GERBER e di accompagnare il cliente nello sviluppo del pcb per la risoluzione dei problemi. Offre anche la possibilità di assemblare i componenti sul pcb.
Tutte le schede del nostro plastico modulare sono state realizzate da questo service.

PCBWAY https://www.pcbway.com/
Questo service l'ho usato sono una volta, in quanto ho trovato un progetto pubblicato su GITHUB da un maker che metteva a disposizione i file di produzione ordinandoli direttamente tramite questo service.

JLCPCB https://jlcpcb.com/
É quello che uso attualmente e sembrerebbe essere il più economico; con circa 2 dollari producono 5 pcb di piccola media dimensione. Questo service offre anche l'assemblaggio dei componenti ed altri tipo di produzione come la stampa 3D o la lavorazione CNC di diversi materiali.

In tutti i casi è necessario registrarsi e creare un account per gestire le relazioni con il service.

Spese di spedizione e sdoganamenti.
Qui purtroppo c'è la nota dolente, in quanto questi aspetti incidono un po' sul prezzo finale.
Per una spesa relativamente bassa è possibile scegliere una spedizione economica con 6/10 giorni di tempo.
Mentre con spese dell'ordine 100 dollari/euro si è costretti ad usare DHL, UPS o FEDEX con costi a volte molto alti.

Tanto per fare un esempio, ho appena inviato una produzione ad un club di modellismo ferroviario conosciuto a Novegro poco tempo fa. Per 100 pcb da 12x10cm circa e la spesa è stata di 160 euro per i pcb + 100 euro circa di spedizione con DHL.

Quindi, come si può vedere, quello che incide molto sono proprio le spese di spedizione.

C'è da dire un'ultima cosa in merito; il primo ordine di un pcb comprende alche i costi dei materiali per la produzione, come lucidi, frese e utensili vari, mentre eventuali riordini del pcb vedono scalato questo costo.

Facciamo una simulazione con il nostro progetto e vediamo anche quali sono i parametri da selezionare per le varie esigenze.
Uso JLCPCB.

Una volta entrati con il proprio account nel sito possiamo fare subito un preventivo inserendo il file zip del tutorial.

Trasciniamo il file zip nel campo evidenziato "Add gerber file" per l'upload.
Immagine 2024-10-11 033653.png
Dopo una breve elaborazione del file possiamo vedere le due facce del pcb e a destra il costo per 5 pcb che è appena di 1,83 euro.
Se vogliamo una produzione più celere il costo sale a 6,66 euro.
Immagine 2024-10-11 033828.png
Qui possiamo cliccare sul link "Gerber Viever" per vedere meglio il pcb.

Clicchiamo su 3D visualizziamo il pcb come vogliamo ruotandolo e spostandolo con il mouse.
Immagine 2024-10-11 034309.png
Immagine 2024-10-11 034343.png
Chiudiamo la pagina e torniamo all'ordine.
Scendendo possiamo scegliere molti parametri; alcuni di questi sono preselezionati di default.

Base Material è il materiale di supporto del pcb. FR4 selezionato è la classica vetronite e per i nostri scopi va benissimo.

Layers sono gli strati di rame (Front e Bottom) ed è ok.

Dimensions sono le dimensioni in millimetri del pcb rilevate in automatico dal file GERBER.

PCB Qty è la quantità di pcb da ordinare; il minimo è 5. Cambiando questo numero cambierà automaticamente anche il prezzo del preventivo.

Different Design indica quanti schemi elettrici ci sono su un pcb; nel nostro caso 1. Questo parametro aumenta il costo di produzione all'aumentare degli schemi inseriti nel pcb. Nel nostro caso 1.

Delivery Format indica una eventuale pannellizzazione del pcb e se questa deve essere fatta dall'utente o dal service. Se interessa possiamo trattare questo argomento.

PCB Thickness è lo spessore del supporto in vetronite che nel nostro caso è di 1,6mm. Per i pcb che montano led per l'illuminazione delle carrozze si usano spessori di 0,4 o 0,6 mm, non di più.

PCB Color è il colore della soldermask, cioè del polimero protettivo che riveste l'intero pcb. Il verde è il più economico.

Silkscreen è il colore della serigrafia. Questo parametro è automatico e si regola in base al colore del pcb.

Surface Finish è il trattamento delle piste di rame. Stagnato con piombo, stagnato senza piombo o dorato.

Altre opzioni degne di nota sono Mark on PCB che consente di scegliere se inserire un numero di produzione, la sua posizione sul pcb o di non inserirlo.

A questo punto premendo "Save to cart" passeremo alla fase di completamento dell'ordine dove ci verrà chiesto quale servizio di spedizione vogliamo e l'indirizzo di spedizione.

Nel campo PCB Remark possiamo inserire una richiesta scritta in merito all'ordine.

Sono sempre molto solerti nel rispondere e precisi.

Bene, il tutorial finisce qui. Molti aspetti di KiCad non sono stati trattati, in quanto lo scopo del tutorial è stato quello di introdurre l'uso delle funzionalità di base. Sicuramente con un po' di smanettamento è possibile scoprire altre funzionalità interessanti.

In qualsiasi caso, scrivete qui le vostre osservazioni se volete e grazie per la lettura.

ED
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ED

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