KiCad

Mit der kostenlosen Open-Source-Software KiCad lassen sich elektronische Schaltungen entwerfen und Leiterplatten (Printed Circuit Board, kurz PCB) layouten. Das Programmpaket umfasst mehrere Werkzeuge, die einen durchgängigen Arbeitsablauf vom Schaltplan bis zur fertigen Platine ermöglichen. KiCad unterstützt PCBs mehrere Kupferlagen und läuft unter Microsoft Windows, Linux sowie macOS. Eine internationale Gemeinschaft aus Software- und Elektrotechnik-Fachleuten entwickelt die Software, die sich nach Angaben des Projekts auch für professionelle Anwender eignen soll.

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KiCad

Schaltplaneditor und Symbolbibliotheken

Der Schaltplaneditor deckt einfache Schaltungen ebenso ab wie hierarchische Entwürfe mit mehreren hundert Blättern. Anwender können auf tausende Symbole aus der mitgelieferten KiCad-Bibliothek zurückgreifen oder eigene Symbole anlegen. Ein integrierter SPICE-Simulator (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) erlaubt es, das Verhalten der Schaltung zu prüfen, bevor das Layout entsteht. Zusätzlich überprüft ein Electrical Rules Checker (ERC) den Schaltplan auf elektrische Fehler. Über Bibliothekstabellen verwaltet KiCad die globalen sowie projektbezogenen Symbol- und Footprint-Bibliotheken.

Leiterplattenlayout in 3D

Mit dem PCB-Editor erstellen Anwender das Platinenlayout, wobei ein interaktiver Router beim Verlegen der Leiterbahnen hilft. Der Design Rule Checker (DRC) überprüft das Layout auf Verstöße gegen die definierten Regeln, die sich projektspezifisch in einer KiCad-Dru-Datei festlegen lassen. Der integrierte 3D-Viewer zeigt die fertige Platine räumlich an, wodurch sich die mechanische Passung kontrollieren lässt. Ein eingebauter Raytracer mit änderbarer Beleuchtung erzeugt fotorealistische Darstellungen des Boards.

Fertigungsdaten exportieren

KiCad exportiert Fertigungsdateien in gängigen Formaten wie Gerber, Excellon-Bohrdaten, IPC-2581 und ODB++ und enthält einen eigenen Gerber-Viewer zur Kontrolle. Mit sogenannten Jobsets lassen sich mehrere Ausgaben in einem Schritt erzeugen, etwa Gerber-Dateien, Stücklisten, PDF-Pläne sowie ERC- und DRC-Berichte. Jeder Job speichert seine Konfiguration in einer KiCad-Jobset-Datei und kann in einen Ordner oder ein ZIP-Archiv ausgegeben werden. Auch 3D-Modelle in Formaten wie STEP, GLB, BREP oder STL lassen sich ebenso exportieren wie Bestückungsdaten für Pick-and-Place-Maschinen.

Verfügbarkeit, Erweiterungen und Versionsverwaltung

KiCad steht unter der GNU General Public License kostenlos zum Download bereit und läuft unter Microsoft Windows, Linux und macOS. Über den integrierten Plug-in-and-Content-Manager lassen sich Erweiterungen, zusätzliche Bibliotheken wie die CERN KiCad Libraries und Farb-Motive installieren. Plug-ins können in Python geschrieben werden, wobei der PCB-Editor eine entsprechende Programmierschnittstelle bietet. Der Projektmanager bindet außerdem Git zur Versionskontrolle ein, sodass sich Änderungen an Projektdateien direkt aus KiCad heraus festschreiben, pullen oder pushen lassen. Projekte aus so manch anderen EDA-Werkzeugen können importiert werden.

Alternativen zu KiCad

Schaltungen und Leiterplatten lassen sich auch mit anderen Anwendungen entwerfen. Zu den KiCad-Alternativen gehören Cadstar, Altium Designer, Fritzing, Eagle und EasyEDA. Die kostenlose Variante von Eagle von Autodesk unterstützt allerdings nur eine begrenzte Anzahl an Kupferlagen sowie eine eingeschränkte Platinenfläche. Altium Designer richtet sich an professionelle Anwender und bietet einen großen Funktionsumfang, ist jedoch kostenpflichtig. EasyEDA arbeitet als Cloud-Dienst direkt im Browser und vereinfacht so den Einstieg, bindet aber stärker an einen Anbieter. Fritzing eignet sich vor allem für Einsteiger und Bildungszwecke, kommt aber nicht an den Funktionsumfang von KiCad heran.