Buchbesprechung: KiCad Like a Pro

13. März 2019, 23:28 Uhr
Buchbesprechung: KiCad Like a Pro
Buchbesprechung: KiCad Like a Pro
Ich erinnere mich noch vage daran, dass Elektor mit einer kostenlosen CD-ROM „Panorama of CAD Programs“ (geheftet auf die Titelseite) ausgeliefert wurde. Das war 1996 – oder war es doch 1998? Dieses nette Geschenk an alle Elektor-Leser enthielt Software der Kategorien „kostenlos“, „Student“, „Evaluation“ oder „Demo“ – insgesamt ca. 20 CAD-Programme für Elektroniker. Diese einige hundert Megabyte an Programmen wurde von unserem ehemaligen französischen Redakteur Guy Raedersdorf mit Sorgfalt zusammengestellt. Er verbrachte über ein Jahr damit, Software-Firmen von der Teilnahme an der Aktion zu überzeugen und passende Zip-Dateien zu liefern. Meiner Erinnerung nach war es Guy, der auf KiCad stieß, das seinen Ursprung wohl in Frankreich oder der Schweiz hatte.

Seit seiner ersten Veröffentlichung im Jahr 1992 ist KiCad kostenlos, Open Source und in keiner Weise eingeschränkt. Das sind zweifellos seine wichtigsten Vorteile. KiCad wurde sehr lange mit Hobby assoziiert, aber seit der Version 5 (die Version 6 war schon in der Pipeline) wurde auch sein professionelles Potenzial entdeckt. Überzeugte Unterstützer von KiCad sind u.A. CERN, Raspberry Pi Foundation, Arduino LLC und Digi-Key.

Apropos Unterstützer: Ich bin immer wieder darüber verblüfft, mit welcher Leidenschaft Elektronik-Ingenieure (auch die im Elektor-Labor) über ihr bevorzugtes oder verabscheutes CAD-Programm diskutieren. Fast wie bei Fußball oder Geschichten über Autos, aber hier geht es dann um Altium-Eagle-OrCAD-PADs-Fritzing-Mentor PCB – was auch immer. In dieser Hinsicht ist KiCad ein ziemlicher Newcomer, der nicht ganz so viel Begeisterung hervorbringt. Möglicherweise liegt das am früher ungeschickten Bibliotheksmanager, von dem Sie vielleicht schon einmal gehört haben. Aber das ist alles Geschichte. Heute erlauben einige Platinenhersteller die Bestellung einer Platine mit einer einzigen KiCad-Datei. Dadurch kann man als Kunde die Problematik von Gerber-Dateien getrost vergessen. Ob KiCad (V. 5) etwas für Profis ist oder nicht, diese Frage sollte nach der Lektüre der im Buch von Dr. Peter Dalmaris beschriebenen Projekte beantwortet sein.

Methodik

Es gibt einige interessante Lehrmethoden, mit denen der Autor die KiCad-Lernkurve so steil wie möglich gestaltet, ohne den Schüler zu verlieren. Eine davon ist die intuitive und „sanfte“ Einführung von Arbeitsmethoden und Werkzeugen am Anfang des Buches und die Verschiebung einer formalen, tieferen Diskussion über alle Features und ihre Untiefen auf einen späteren Zeitpunkt.

Ein gutes Beispiel ist die erste Bekanntschaft mit dem KiCad-Schaltplaneditor namens Eeschema in Kapitel 8. Dies ist ein schnell gelesenes Kapitel. Auf Seite 75 haben Sie Ihren ersten Schaltplan samt Netzlisten und Stücklistenerstellung im Prinzip fertig. Okay, es handelt sich bei dieser Schaltung um nicht mehr als eine LED mit einem Vorwiderstand (ordnungsgemäß seriell zwischen +5 V und GND), aber der Zweck ist es, die Auswahl von Bauteilen aus einer Bibliothek zu erlernen und sie auf das Design-Oberfläche zu ziehen. Auf dem Weg dorthin löschen Sie alle Fehler, die der Computer meint anmerken zu müssen. Rund 25 Seiten weiter sollten Sie eine 3D-Darstellung der Platine mit LED und Widerstand erstellt haben.


Obwohl die Schaltung mit der LED mindestens so trivial ist wie das klassische Beispiel für Mikrocontroller-Entwicklungsboards mit der blinkenden LED, ist die vom Autor angewandte Lernmethode solide: Verwenden Sie einfach das Tool (in diesem Fall: Eeschema) und konzentrieren Sie sich auf das Endergebnis: eine kleine Platine mit einer LED und einem Widerstand darauf. Die vierlagige Platine für das neueste FPGA im BGA-Gehäuse bei null DRC-Fehlern im ersten Durchgang kommen dann mit mehr Übung an die Reihe! Die Methode zeichnet sich durch eine klare, lehrreiche Sprache und keine Erwähnung der Vielzahl von unterstützten Optionen aus, die Sie zu diesem Zeitpunkt für die LED-Schaltung nicht benötigen oder kennen müssen.

Diese Methodik des direkten Loslegens wird auch durch die im Buch abgedruckten und aussagefähigen KiCad-Screenshots unterstützt. Sie zeigen sich in der besten Auflösung und Farbwiedergabe, die das von Elektor verwendete Papier möglich macht. Außerdem hat sich der Autor die Mühe gemacht, exakt nur die für die aktuelle Diskussion relevanten Teile des Bildschirms darzustellen. Hinweise wie Pfeile, rote Umrisse und andere Highlights werden reichlich verwendet.



Zurück zum Crashkurs zum Zeichnen von Schaltplänen mit EEschema in Kapitel 8: Bemerkenswert ist, dass man erst in Kapitel 13 den Platz der Schaltplanentwurfs innerhalb des gesamten Prozesses der Entwicklung einer Platine (bzw. deren Herstellung) kennenlernt. Eigentlich geht es dabei immer um ein Projekt, da dieser Begriff den vollen Umfang der Aktivitäten des Lernenden viel besser beschreibt. Ein Projekt besteht neben vielen Herausforderungen auch aus alltäglichen Aufgaben, Fehler-Codes, weniger kreative Workarounds, Irrtümern, Totalflops und manchmal ernsthaften Problemen. Ich kann versichern: Das alles wird adäquat im Buch diskutiert. Dabei versucht der Autor keinesfalls, ein geschöntes Bild von der Verwendung von KiCad zu zeichnen. Dabei bietet er Hilfe zu den Fehlermeldungen des Programms und behält einen sehr ermutigenden Ton bei.

Projekte

Ganz im Einklang mit der schrittweisen Erforschung der beiden wichtigsten Werkzeuge innerhalb von KiCad (Eeschema und PCBNew) steht das steigende Niveau der Projekte, zu denen der Leser „angehalten“ wird. Der Autor ist zu bescheiden, um das LED+Widerstandsding auch als Projekt zu betrachten. Aber systematisch gesehen werden insgesamt vier Projekte im Buch besprochen:
  1. LED mit Serien-R an 5 V
  2. Einfache Stromversorgung für Steckplatinen
  3. Kleiner Hat für Raspberry Pi 
  4. Arduino-Klon mit 512-K-EEPROM und Uhr
In der Einführung zeigt Peter Dalmaris viel Begeisterung für KiCad. Er listet 10 Gründe für den Einsatz von KiCad auf, denen ich kaum widersprechen kann. Es gibt aber auch Gegenargumente zugunsten von Konkurrenzprodukten, wie etwa Eagle. Er ist auch ehrlich, wenn es darum geht, die Nutzer anderer Programme vor den Besonderheiten von KiCad zu warnen. Sein Rat ist: Das Erlernen von KiCad ist einfacher, „wenn man bewusst seine Erwartungen beiseite schiebt und KiCad wie ein Anfänger betrachtet“.

Nicht nur ein Buch

Wenn die Entwicklung einer Platine mit KiCad ein facettenreiches Projekt ist, dann ist das Buch auch nur ein Teil der Bemühungen von Peter Dalmaris, Ihnen eine möglichst steile Lernkurve zu ermöglichen und Sie bei Ihren Fortschritten zu begleiten. Er hat noch weitere Dienstleistungen und Infos in petto:
  • Direkte Kommunikation mit dem Leser via dezidierter Website (Techexplore)
  • Das Buchforum
  • Die "Errata"-Seite des Buches
  • Kapitel, die nicht in das Buch passten.  

Fazit

Obwohl KiCad ein Software-Produkt ist und mit einer ausgezeichneten Dokumentation und Hilfe ausgestattet ist, ist ein Buch, das den Lernprozess praktisch von Grund auf neu beschreibt, von unschätzbarem Wert. KiCad Like a Pro ist eine Kurzanleitung auch für Fälle, in denen Sie Hilfe brauchen oder Ihnen Ideen bei komplizierten Problemen ausgehen. Außerdem ist dieses Buch ein umfassender, hochgradig lehrreicher Kurs, den Sie zusammen mit dem Programm auf Ihrem PC durcharbeiten können.
Meine Kritik am Buch beschränkt sich auf:
  1. Der Schriftsatz unterstützt gelegentlich die Gesamtstruktur des Buches nicht sehr gut. So ist beispielsweise die Schriftgröße für die Überschriften „Part“ (1-5) im Buch die gleiche wie für „Chapter“ (1-56). Aus meiner Sicht steht ein Kapitelname hierarchisch unter einem „Part“-Namen und sollte in einer kleineren Schriftart gesetzt sein. Außerdem beginnen „Parts“ nicht auf einer rechten Seite, wie ich es für passender erachte. Anscheinend hatte der Herausgeber oder der Layouter Angst, ein paar nicht bedruckte Seiten im Buch zu haben.
  2. In „Part 5“ (Recipes) sind viele Kapitel extrem kurz (etwa 2 Seiten) und es stellt sich die Frage, ob sie nicht besser in einem größeren Kapitel als Unterabschnitte beschrieben würden.
  3. Im Gegensatz zum erweiterten Einführungsteil endet das Buch eher abrupt.
 

Meine Kritik beeinträchtigt aber das Gesamturteil keineswegs: Dieses Buch (sorry... Projekt!) ist des Lesens auf jeden Fall wert!
 
KiCad like a Pro
Von Dr. Peter Dalmaris (Tech Explorations)
Elektor International Media
466 Seiten (kartoniert)
ISBN 978-1-907920-74-5
www.elektor.de/kicad-like-a-pro
 
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