Guide d'utilisation de Kicad

Intro

On parlera ici de l'utilisation de KiCAD spécifique au club. Pour l'utilisation générale, consulte la doc inclue dans KiCAD, dans le menu aide/help. Elle est claire, et très bien complétée sur internet par une série de vidéos produites par DigiKey.

La réalisation d'une carte suit le workflow indiqué dans la doc de kicad.

Ouverture d'une carte

Quand tu souhaites visualiser ou modifier une carte, ouvre (double clic) son fichier projet (.pro) ou ouvre directement son schematic avec kicad. Il se peut que des symboles soient 'cassés' : ils sont remplacés par les points d'interrogation. Dans ce cas, édite les : clic droit -> properties -> edit properties et choisis 'change' sous le champ 'Library Symbol'. Remplace alors le symbole par sa version à jour. Si tu ne le trouve nulle part, vérifie si tu as bien importé les librairies du club, et celles offertes par DigiKey.

Création d'une carte

Pour créer une carte, il faut suivre méticuleusement le protocole suivant pour être certain de ne pas imprimer de carte inutilisable, ou juste trop difficile à imprimer.

1) Pose toi la question de quel template utiliser.

Pour le moment le club n'en a qu'un seul pour une carte classique avec une blackpill et un USR-US1 (le connecteur ethernet) dessus. Copie donc le template libkicad-robot/templates/carte_generique_2019_stm32f103 dans ton dossier boards. et renomme le dossier et les fichiers en suivant cette convention :

boards
├── {fonction}_{année}_{microcontrôleur}
│   ├── {fonction}_{année}_{microcontrôleur}.pro
│   ├── {fonction}_{année}_{microcontrôleur}.sch
│   └── {fonction}_{année}_{microcontrôleur}.kicad_pcb

Dans la mesure du possible, tous les noms sont_en_minuscules_séparés_par_des_underscores (convention snake_case).

2) Préparaion du schematic

Dans un premier temps, il faut remplir l'encadré en bas à droite avec l'insertion de texte, c'est à dire remplir les champs en gras (nom, prénom, date, titre de la carte). La date sera actualisée à chaque grosse mise à jour. Chaque fichier et chaque carte doit être tracable en cas de besoin. Ceux qui reprendront ta carte quand tu auras quitté le club doivent avoir quelqu'un à qui poser les questions !

3) Préparation du routage

Ouvre maintenant le pcb de ta nouvelle carte et VERIFIE LES DESIGN RULES. Il va falloir bien suivre, la suite est très importante et te fera gagner beaucoup de temps. \n Un peu de contexte : plus une piste est large, plus elle peut conduire du courant sans chauffer. Une piste qui chauffe, ca veut dire des soudures qui fondent ou des composants qui grillent. Mais plus une piste est large, plus le routage sera difficile. Le nouveau jeu est donc de dimensionner chaque piste en fonction de son utilisation : pistes fines pour du signal, pistes larges pour la puissance.

Pour cela, la solution idéale serait justement de pouvoir indiquer à KiCAD quelles connexions seront utilisées pour de la logique, et quelles connexions feront passer des gros courants. Ca tombe bien ! Setup -> Design rules... à été inventé pour ca. C'est un processus en deux étapes.

  • D'abord on remplit le tableau 'Net classes'. On indique à KiCAD la liste des différents types de connexion. La plupart du temps nous n'aurons que des pistes logiques. Tant qu'il n'y a pas de puissance, change la classe defaulten y entrant 0.381 dans Clearance et 0.381 dans Track Width.

  • Ouvre ensuite l'onglet Global Design Rules et remplis le tableau (en bas à droite) :

Width
Track 1 0.254
Track 2 0.381
Track 3 0.762

Ce sont les trois épaisseurs standard qu'utilise le club. Quand tu choisiras ton épaisseur de piste (en haut à gauche de l'interface de pcbnew), tu devras utiliser la 3 quand c'est possible, puis la 2 si nécéssaire, puis la 1 sur une distance très courte dans le pire des cas.

Pour finir, il faut remplir compléter le texte à l'envers (nom, prénom, date, titre de la carte). Il sert à rendre ta carte encore mieux tracable, et à aider à l'imprimer à l'endroit.

En principe, tout est prêt pour que tu commences à ajuster le schematic puis à dessiner le PCB toi-même. Le chapitre suivant donne des indications et explique le fonctionnement de certains outils usuels.