Apresentando o KiCad e o EESchema.

Índice da série
1- Apresentando o KiCad e o EESchema.
2- Desenhando os primeiros circuitos no Kicad
3- Bibliotecas no KiCad: criando seus componentes
4- Transportando seus componentes para o Pcbnew
5- Conhecendo o Pcbnew
6- Carregando e organizando seus componentes no Pcbnew
7- Roteando manualmente suas placas no Pcbnew
8- Dando acabamento em sua placa no Pcbnew
9- KiCad: preparando seu desenho para produção

Foi em maio de 2011 que dei início a uma série de posts sobre o KiCad, um ótimo software de desenho gratuito. Pretendia com isto fazer uma apresentação de todos os softwares que faziam parte deste pacote, já que recentemente estava interessado em promover softwares de desenvolvimento para eletrônica que fossem gratuitos. Infelizmente não consegui descrever um pouco sobre o Pcbnew e outros softwares, me limitando apenas ao EESchema. E assim, o tempo passou e muita coisa mudou desde então. Decidi assim atualizar os primeiros posts da série, para então poder cobrir os softwares restantes do pacote KiCad.
Como havia dito antes, estou retirando as informações da ajuda do KiCad, que pode ser obtida também em português, junto com a instalação do programa.

Preparando terreno

Desde 2011, até o site do KiCad sofreu mudanças. Criou-se uma página dedicada ao software em http://www.kicad-pcb.org. O link para o download do software agora é http://www.kicad-pcb.org/display/KICAD/Download+Kicad. Você também pode fazer o download do software Wings3D, para poder fazer os modelos de componentes 3D para as bibliotecas. O site deste software é http://www.wings3d.com.
A instalação do software é muito simples, e não requer muitas decisões. Se tudo deu certo, haverá um atalho para o KiCad em sua área de trabalho. Clique duas vezes no ícone, e a tela do KiCad vai abrir.

Nesta janela temos acesso a todas as aplicações do KiCad. Do lado esquerdo, vemos o conteúdo da pasta de projetos do KiCad, com o projeto atual no topo da árvore (no meu caso, o projeto noname.pro). Do lado direito, temos uma barra de ferramentas com os atalhos aos programas disponíveis.

Primeiro botão, que está no lado esquerdo, é o botão para o EESchema, que é nosso editor de esquemáticos. O segundo é o botão para o CvPcb, que é o programa que vincula um componente no esquemático com seu pattern. O terceiro botão é o do Pcbnew, programa de desenho de PCBs. O quarto botão é o botão do GerbView, o visualizador de Gerbers do KiCad, muito útil para conferir o trabalho final. O quinto botão é o Bitmap2Component, que converte uma imagem para componente, e é útil para a criação de logos para seus desenhos. O último botão é o Pcb Calculator, que ajuda o desenhista a fazer vários cálculos relacionados com o desenho de PCB, como largura de trilhas.
Vamos iniciar então nossa análise do KiCad, executando o EESchema. Clicando no botão correspondente, vamos ver a tela do EESchema como se segue:

Barra lateral direita

Do lado direito da tela, podemos observar uma barra vertical com vários botões. Estes botões são os botões que mais vamos usar no ato de desenhar nosso esquemático. Os botões desta barra são os seguintes (que podem ser vistos na figura à direita):
1- Ponteiro do mouse: use este botão para selecionar itens no desenho esquemático.
2- Incrementar/Decrementar hierarquia: No KiCad, ao invés de duas ou mais folhas para representar um esquemático, nós temos uma hierarquia (que na verdade dá no mesmo). Assim, você poderá colocar diversos tipos de fonte de um circuito dentro da hierarquia "alimentação", por exemplo. Este botão serve para mudar entre folhas dentro da hierarquia.
3- Inserir componente: Selecione este botão e depois clique no esquemático. Uma janela de seleção de componentes será aberta, onde você poderá selecionar os componentes que deseja usar. O mesmo efeito pode ser obtido digitando-se A no teclado.
4- Inserir fonte de alimentação: Selecione este botão e depois clique no esquemático. Uma janela de seleção de fontes de alimentação será aberta. Aqui, você poderá selecionar as várias fontes disponíveis.
5- Inserir cabo: Com este botão selecionado, você pode inserir uma trilha no esquemático. Clique nele e depois clique no esquemático, e a trilha será desenhada. Para sair do modo de desenho de trilha, clique duas vezes. O mesmo efeito pode ser obtido digitando-se W no teclado. ESC cancela a operação.
6- Inserir barramento: Este botão, como o botão de inserir trilhas, insere um barramento. O traço aqui é azul para diferenciar um do outro.
7- Inserir entrada de cabo no barramento: Se você criou um barramento, é através deste botão que você irá ligar uma trilha a um barramento no esquemático.
8- Inserir entrada de barramento em barramento: Aqui você faz a ligação de um barramento a um barramento.
9- Inserir marca de não conectado: O EESchema possui um verificador de erros, e este sempre gera um erro quando há algum pino desconectado. Use este botão para indicar ao EESchema que este pino deverá ficar desconectado.
10- Inserir o nome da NET: Aqui inserimos o nome de uma trilha. Clicando no botão, devemos depois clicar no esquemático. Uma tela se abre para inserir o nome da NET, orientação ou estilo do texto. Clicando em OK, temos agora que escolher o local onde o nome da NET vai ficar. Clicando em algum ponto da NET, você fixa este nome. Vale lembrar que este nome é um nome local, válido apenas nesta folha do esquemático.
11- Inserir uma etiqueta Global: Este botão faz o mesmo que o anterior, que é inserir o nome de uma trilha. O procedimento é o mesmo. No entanto, o nome colocado por este botão é válido por toda a hierarquia do projeto, não apenas na folha deste esquemático.
12- Inserir junção: Insere uma junção entre duas trilhas, no ponto clicado.
13- Adicionar etiqueta hierárquica: Esta etiqueta é colocada em trilhas que farão ligações com folhas em sua hierarquia.
14- Adicionar folha hierárquica: Aqui nós podemos adicionar mais folhas na hierarquia do projeto.
15- Colocar um pino importado da etiqueta hierárquica correspondente: Pega todos os pinos hierárquicos disponíveis para esta folha com uma determinada etiqueta, e os insere.
16- Adicionar pinos hierárquicos: Aqui nós adicionamos um pino que poderá ser ligado à folha pai na hierarquia.
17- Adicionar linha gráfica ou polígonos: Usada para adicionar desenhos a seu esquemático.
18- Adicionar textos gráficos: Adiciona textos ao seu esquemático.
19- Deletar itens: Apaga os itens onde o usuário clicar. Apaga o item que estiver por cima, quando mais de um item estiver no mesmo local.

Fiz uma descrição breve de cada botão, mas posteriormente irei detalhar melhor suas funções, principalmente os botões relacionados com a hierarquia de esquemáticos de um projeto.

Barra superior

Fora a barra lateral, temos na barra superior vários outros botões importantes. Vejamos estes botões:

1- Novo esquemático: cria um novo esquemático para o projeto.
2- Carregar esquemático do projeto: no caso de haver um esquemático pronto para o projeto, o usuário poderá abrir ele por este botão.
3- Salvar esquemático: não há muito para se dizer aqui... Salva o projeto.
4- Configuração de página: Aqui você configura todas as propriedades do seu esquemático, como tamanho da folha, nome do projeto, companhia, comentários... Note que atualizar algum destes campos irá atualizar o carimbo do esquemático automaticamente.
5- Imprimir esquemático: Abre a caixa de diálogo de impressão.
6, 7 e 8 - Cortar, Copiar, Colar: São as funções básicas de edição de um esquemático.
9 e 10 - Desfazer e Refazer: Botões muito úteis para qualquer edição...
11 - Procurar componentes e textos: abre uma caixa de diálogo para buscas.
12 e 13 - Zoom in e zoom out: Ferramentas de zoom, pode-se também usar as teclas F1 e F2.
14- Redesenhar: Algumas vezes o refresh na tela não é feito, deixando de apagar alguns traços. Este botão força o refresh, que pode ser chamado também pela tecla F3.
15- Ajustar a folha do esquema à tela: Enquadra nosso esquemático em toda a tela. A tecla Home também pode ser usada para esta finalidade.
16 - Navegar na hierarquia: este botão permite navegar na hierarquia de esquemáticos.
17- Editor de bibliotecas: Aqui você poderá criar seus componentes.
18- Examinador de bibliotecas: Através deste botão você pode navegar pelas bibliotecas de componentes instaladas e ver quais componentes estão disponíveis.
19- Anotação de esquemático: Aqui o EESchema nomeia seus componentes automaticamente.
20- Verificação de erros: Verifica erros elétricos no esquemático.
21- Gerador de netlist: gera a lista de componentes e trilhas, para ser exportada para o PCB.
22- Lista de materiais: Gera uma lista de materiais do projeto.
23- Executar CvPcb: Aqui você chama o programa CvPcb diretamente, que estabelece quais os encapsulamentos você quer usar para cada componente (a descrição deste processo será feita posteriormente).
24- Executar Pcbnew: Chama diretamente o programa de desenho de PCBs.
25- Anotação reversa: Lê um arquivo .stf previamente criado pelo CVPCB e inicializa os campos footprint dos componentes.

Barra lateral esquerda

Por fim, a barra lateral esquerda, que é a menor barra, possui alguns botões úteis também:

1- Ligar ou desligar grade: O esquemático possui uma grade para orientar quem estiver desenhando. Esta pode ser ligada ou desligada através deste botão.
2- Polegadas: Configura as medidas do esquemático em polegadas.
3- Milímetros: Configura as medidas do esquemático em milímetros.
4- Modificar tipo de cursor: Escolhe entre o cursor pequeno ou grande.
5- Mostrar pinos ocultos
6- Desenho de cabos em qualquer direção: aqui o usuário seleciona se quer trilhas com qualquer ângulo, ou se as trilhas serão feitas apenas com ângulos de 180 e 90 graus.

Para o próximo post...

Fizemos uma apresentação básica do EEScchema, que faz parte do KiCad. Os menus deste software no geral fazem as mesmas tarefas desempenhadas pelos botões, por isto não fiz uma apresentação básica sobre eles.
No próximo post, vamos dar início ao desenho de um esquemático. Assim, poderemos também cobrir a questão das hierarquias de esquemático, bibliotecas, seleção de componentes, etc.