harraste E L E K T R O N I I K K A

SISÄLTÖ
MILJOONALAATIKKO
Sekalaista elektroniikkaharrastajan tarvitsemaa tietoa, taulukoita, laskukaavoja, yms.
KIRPPIS
Elektroniikkaharrastajan kauppapaikka.
PIIRROSMERKIT
Elektroniikan, sähkötekniikan ja rakenussähköpiirrustusten piirrosmerkkejä.
RAKENNUSOHJEET
Kytkikset, piirilevykuvat, ja muut rakenteluohjeet pariin elektroniikkaprojektiin.
ARTIKKELIT
Elektroniikasta ja sähköstä yleensäkin, kirjoittelemiani juttuja, asiasta ja asian vierestä.
U.K.K.
Usein Kysytyt Kysymykset.
KÄRY KÄVI
Enemmän tai vähemmän hauskoja tapahtumia elävästä elämästä.
SALAISET PAHEET
Elektroniikkaharrastajan salaiset paheet... sovellettavissa omalla vastuulla.
LINKIT
Linkkejä sinne ja tänne.
PALAUTE
Näihin sivuihin liittyvä palaute, sekä elektroniikkaan liittyvät kysymykset tänne.
ETUSIVULLE

 


Poistututtaako?
Muutakin löytyy
kuin vain
elektroniikkaa.
Julkaistu:16.10.2011
Muokattu: 
KiCad OPAS
Osa 4 - Komponenttien koteloiden valinta

Kytyrin kytkentäkaavio on nyt piirretty ja netlist-tiedosto luotu. Kytkistä piirellessä ei kuitenkaan otettu vielä kantaa siihen, mitkä vastukset tulevat pysty- ja mitkä vaaka-asenteisina, tai mitkä komponentit tulevat pintoliitosmalleina ja mitkä taas läpijuotettavina, tai onko jonkin transistorin kotelona TO-92 vaiko TO-220. Koska nämä pikku yksityiskohdat ovat varsin oleellisia piirilevysuunnittelun kannalta, pistetään nämä kuntoon seuraavaksi.

Onko KiCad:n projektinhallinta auki? Jos ei, avaa se. Onko projektinhallinnassa avoimena projektina, oppaan edellisessä osassa luomamme Kytyri-projekti? Jos ei, avaa se. Mitä! Et enää muista, kuinka nuo avattiin? Ei hyvää päivää! Nyt vähän äkkiä oppaan aikaisempiin osiin tutkimaan, kuinka nämä temput tehtiin.

Onko auki? Hyvä! Seuraavaksi: Etsi projektinhallinnasta viereisen kuvan mukainen painike. Siitä lähtee käyntiin KiCad:in kotelonvalintatyökalu, nimeltään cvpcb. Ei. Älkää kysykö, mitä tuo "cvpcb" tarkoittaa ... se nyt vaan sattuu olemaan sen niminen.

Niin käyttöliittymältään, kuin perusidealtaankin, cvpcb on varsin simppeli ohjelma. Ikkunan vasemmassa reunassa on listaus projektissa käytetyistä komponenteista, ja oikeassa reunassa puolestaan valittavissa olevat kotelovaihtoehdot.

Vasemman reunan komponenttiluettelosta klikataan aktiiviseksi komponentti, jolle haluamme valita kotelon. Vaikkapa kuvan mukaan kondensaattori C1, arvoltaan 220nF. Oikean reunan luettelosta etsitään kotelotyyppi, jota piirilevysuunnitelussa haluamme kyseiselle kondensaattorille käyttää. Tuplaklikataan haluttua koteloa, jolloin kotelotyyppi tulee näkyvin vasemman reunan listaan, valittuna olevalle komponentille, kaksoispisteen perään.

Työkalupalkki
Painikkeiden englanninkieliset selitetekstit ovat KiCad 2007-11-29-a versiosta. Suomenkieliset selitteet ovat KiCad (2010-03-14)-final versiosta.

Avaa liitostiedosto
Open a NetList file
Normaalisti, pienissä perusprojekteissa, tätä ei tarvita, koska cvpcb:hen, projektinhallinnasta käynnistettynä, aukeaa aina avoimena olevan projektin liitostiedosto. Tällä saa tarvittaessa avattua cvpcb:hen minkä tahansa eeschema:ssa luodun liitostiedoston.
Tallenna liitos- ja liitoskuvatiedostot
Save NetList and Components List files
Kun olet kotelovalinnat tehnyt, tällä nappulalla tallennetaan tehdyt muutokset liitostiedostoon, ja samalla muodostetaan cmp-tiedosto piirilevysuunnittelua varten. Nappia klikattaessa avautuu tiedostonimen valintaikkuna, jossa oletusnimenä on projektin liitostiedosto (*.net). Hyväksy oletus, ja tallenna vanhan liitostiedoston päälle.
Kokoonpano
Configuration
Avaa asetusikkunan, jossa tehdään koteloiden valintaan liittyvät asetukset. Tästä lisää edempänä.
Näytä valittu liitoskuva
View selected part
Avaa esikatseluikkunan, ja lataa siihen kotelon, joka on valittuna oikean reunan kotelolistalla. Tästä lisää edempänä.
Tee automaattinen liittymätiedon luonti
Automatic Association
Suorittaa koteloiden valinnan automaattisesti. Edellyttäen että automaattivalinnan mahdollistavat *.equ-tiedostot ovat kunnossa. Tästä lisää edempänä.
Valitse edellinen vapaa komponentti
Select previous free component
Etsii ja valitsee vasemman reunan komponenttilistalta edellisen komponentin, jolle ei ole vielä koteloa valittu.
Valitse seuraava vapaa komponentti
Select next free component
Etsii ja valitsee vasemman reunan komponenttilistalta seuraavan komponentin, jolle ei ole vielä koteloa valittu.
Poista kaikki liittymätieto
Delete all associations
Tyhjentää kaikki tehdyt kotelovalinnat.
---
Create stuff file
Luo projektin kotihakemistoon projektinnimi.stf nimisen tekstitiedoston ja tekee sinne listauksen tehdyistä kotelovalinoista. Tätä tiedostoa EI tarvita piirilevysuunnittelussa, joten tämän voit jättää huoletta tekemättä, jollet sitten tuota listausta satu johonkin muuhun käyttöön tarvitsemaan.
Näytä liitoskuvaluettelon dokumentaatio
Display/print component documentation
Avaa komponenttikoteloiden PDF-dokumenttitiedoston, jos tiedosto on olemassa.
Näytä suodatettu liitoskuvaluettelo nykyiselle komponentille
Display the filtered footprints list for the current component
Aktivoi oikean reunan koteloluettelon suodattimen. Tällöin koteloluettelossa näytetään vain ne kotelotyypit, jotka on määritelty valittuna olevalle komponentille sopiviksi. Jos valittuna olevalle komponentille ei ole määritelty mitään koteloita, näytetään koteloluettelossa kaikki kotelot.
Näytä täysi liitoskuvaluettelo
Display the full footprint list
Poistaa oikean reunan koteloluettelon suodattimen. Tällöin koteloluettelossa näkyy aina kaikki kotelot, vaikka valittuna olevalle komponentille olisikin määritelty sopivia koteloita.

Asetukset
Tämä työkalupalkista löytyvä painike siis avaa asetusikkunan, jossa tehdään komponenttivalintoihin liittyvät asetukset. Nämä asetukset ovat aina projektikohtaisia, eli joudut tekemään aina erikseen jokaiseen projektiin, tai vaihtoehtoisesti voit muokata uusien projektien pohjana olevaa kicad.pro-tiedostoa. Tästä oli juttua oppaan edellisessä osassa.

Ikkunan vasemmassa yläreunassa on kolme painiketta. Save Cfg tallettaa tehdyt asetusmuutokset projektin asetustiedostoon projektinnimi.pro. Painikkeesta aukeavassa valintaikkunassa pystyy tallennuskohteeksi valitsemaan muunkin paikan, mutta yleensä näissä kannattaa aina hyväksyä ohjelman ehdottama oletusnimi. Read Cfg puolestaan lukee asetukset asetustiedostosta. OK-painikkeella saa muutetut asetukset otettua käyttöön, mutta niitä ei tallenneta.

Ikkunan keskeltä, Libraries-otsikon alta löytyy luettelo käytössä olevista kotelokirjastoista. Oletuksena listalle tulee KiCad:in vakiokirjastot, mutta voit halutessasi lisätä käyttöön myös uusia, itse luomiasi tai netistä löytyviä, kirjastoja. Add-painikkeella saa uuden kirjaston lisättyä listalle valittuna olevan kirjaston perään. Ins-painike puolestaan lisää kirjaston valittuna olevan kirjaston yläpuolelle.Del-painike poistaa valittuna olevan kirjaston listalta.

Ikkunan oikeassa reunassa oleva Equiv-lista puolestaan liittyy koteloiden automaattiseen valintaan. Lista, lisäys- ja poistonappeineen, toimii samalla tavoin kuin kirjastoluettelo. Tässä listassa kuitenkin käsitellään kirjastotiedostojen sijaan *.equ-tiedostoja. Tästä lisää edempänä.

Asetusikkunan muut toiminnot eivät ole peruskäytön kannalta oleellisia. Liitostiedoston formaattina kannattaa pitää oletuksena oleva PcbNew. Jos sen muutat, tietänet mitä olet tekemässä. Ikkunan alareunan tekstikentillä voi vaikuttaa tiedostopäätteisiin, antaa kirjastojen haulle normaalista poikkeavan oletuspolun, sekä kertoa ohjelmalle paikan, josta koteloiden dokumenttitiedosto löytyy ... jos löytyy. KiCad:in 2007-11-29-a version, Debian5-paketista tämä ainakin puuttuu.

Kotelon esikatselu
Tämä työkalupalkista löytyvä painike avaa esikatselutoiminnon, jolla pääsee katsomaan, minkälainen kotelo, minkäkin nimikkeen taakse kätkeytyy. Valitse siis jokin kotelo, ikkunan oikean reunan koteloluettelosta, aktiiviseksi. Vaikkapa tässä esimerkissä käytetty 8DIP-ELL300, ja klikkaa sitten esikatselupainiketta.

Juotostäplät eli "pädit" näkyvät kuvassa rusehtavan keltaisina. Ne ovat ainoa osa kuvasta, joka tulee näkyviin lopulliseen piirilevyfilmiin. Sinne toki mustana. Kuvassa näkyy myös juotostäplien numerointi. Se on yhtenevä kytkentäkaaviossa esiintyvien, komponenttien liitosnumeroiden kanssa. Mikropiireissä tämä lienee päivänselvä asia, mutta sama pätee kaikkiin muihinkin komponentteihin.

Komponenttien liitokset voidaan numeroiden sijaan merkitä myös kirjaimilla. Esimerkiksi transistorin johtimet voivat olla merkitty C, B ja E kirjaimilla, Tai sitten vaihtoehtoisesti numeroilla 1, 2, ja 3. Tässä kannattaa olla tarkkana! Jos olet kytkentäkaaviota piirrellessä valinnut sellaisen piirroskuvan, jossa johtimet on merkattu C, B ja E kirjaimilla, ja kotelonvalinnassa valitsetkin tälle samaiselle transistorille kotelon, jonka johtimet on merkattu 1, 2, ja 3. Kotelonvalintaohjelma ei tästä herjaa, mutta kun siirrytään piirilevyn suunnitteluun, homma menekin reisille, kun merkinnät eivät täsmää.

Kuvassa turkoosilla näkyvät kotelon ääriviivat ja muut oleelliset muodot. Vaaleanharmaalla ovat koteloon liittyvät tekstit. Nämä näkyvät piirilevyä suunniteltaessa, mutta piirilevyfimiltä luonnollisesti jäävät pois.

Esikatseluikkunan työkalupalkissa, valemman puolimmaisesta painikkeesta saa esille esikatselun näyttöasetukset. Noissa pääsee vaikuttamaan lähinnä kuvioiden täyttöjen asetuksiin. Sitten on esikatselukuvan näytön zoomauksen suurennuslasit, sitten näytön päivitys, eli "piirrä uudelleen"-nappula. Palkin toiseksi viimeinen suurennuslasinappi sovittaa zoomauksen optimaaliseksi. Viimeinen nappi, jossa lukee "3D", avaa uuden ikkunan, 3D-näytön, jossa esikatseltavaa komponenttia pääsee pyörittelemään 3D-muodossa.

3D-kuvat on KiCad:in kirjastoissa olemassa kutakuinkin kaikista komponenteista, jotka KiCad:in asennuksen mukana tulevat. Netistä imuroitavissa olevat lisäkirjastot ovat sitten asia erikseen, niissä voi olla 3D-kuvat mukana, tai sitten ei. Jos komponentista ei 3D-kuvaa ole, 3D-esikatselussa näkyy komponentista vain juotostäplät ja turkoosilla viivalla piirretyt pohjan ääriviivamuodot.

Juotostäplät näkyvät 3D-kuvassa tuplana. Punaisena ja vihreänä, eri tasoilla. 2-kerroslevyistähän tässä on kyse, eli vihreä täppä on levyn kuparipuolen juotostäplä, punainen taas komponenttipuolen vastaava. 1-kerroslevyjen tekoa tämä ei kuitenkaan haittaa mitenkään, koska tällöinhän komponenttipuolen piirilevyfilmiähän ei tarvita laisinkaan. Eli punaiset voit unohtaa, jos kyseessä on 1-kerroslevy.

3D-ikkunan työkalupalkki on pitkälti sama, kuin edellisessä esikatseluikkunassakin. Merkittävin lisä ovat X, Y ja Z napit, joilla kuvaa pystyy pyörittelemään kunkin akselin suuntaisesti. Helpoin tapa kuvan pyörittelyyn on kuitenkin ottaa jostakin kohtaa kuvaa hiirellä kiinni, ja hiirellä liikutellen pyöritellä kuvaa haluttuun asentoon.

Automaattinen kotelovalinta
Tätä toimintoa ei juurikaan tarvita pienten ja yksinkertaisten projektien parissa, mutta kerrotaan tästäkin nyt muutamalla sanalla. Automaattinen kotelovalinta perustuu *.equ-tiedostoihin. Niitä tulee muutama kappale KiCad:in asennuksen mukana, ja ne löytyvät samasta hakemistosta kuin kotelokirjastotkin (/usr/share/kicad/modules). Tiedostoja voit myös muokata ja luoda itse, jolloin ne voivat sijaita missä tahansa hakemistossa. Kuten KiCad:in muutkin tiedostot ovat nämäkin tekstitiedostoja, joita voit katsella ja muokata millä tahansa tekstieditorilla.

Kuvassa on näkyvissä pieni pätkä KiCad:in mukana tulleesta device.equ-tiedostosta. Tiedosto on yksinkertaisesti lista siitä, minkälainen kotelo millekin komponentille halutaan. Rivin ensimmäinen hipsujen välissä oleva sana on komponentin arvo, jonka jälkeen yksi tai useampi välilyönti, sitten hipsujen välissä komponentin kotelo.

Seikka jonka tuosta heti huomaamme, on se, että esim. vastuksilla ja kondensaattoreille ei yksi määritelyrivi riitä koko sarjalle, vaan esim. jokaista vastusarvoa varten tarvitaan tiedostoon oma rivinsä. Tällaisia valmiita vastustiedostoja KiCad:in mukana tuleekin pari kappaletta.

Näitä equ-tiedostoja ei siis kannattane luoda omia kullekin projektille, vaan useampia yleiskäyttöisiä tiedostoja, esim. vastuksille omansa, joita sitten voi kussakin projektissa käyttää tarpeen mukaan. Asetusikkunassa, yllä olevan ohjeen mukaan, sitten otetaan projektissa käyttöön kulloinkin tarvittavat equ-tiedostot. Ja kun nämä on valittu, klikataan työkalupalkista automaattisen kotelovalinnan painiketta. Ohjelma käy läpi käyttöön valitut equ-tiedostot, ja aina kun komponenttilistaan natsaava komponentti tiedostoista löytyy, sille valitaan koteloksi tiedostossa määritelty kotelo.

Kytyrin kotelovalinnat
Tehdään kytyrille seuraavanlaiset komponenttivalinnat. Nämä tässä esitetyt valinnat on tehty 2007-11-29-a version mukana tulevilla kirjastoilla. Jos sinulla on uudempi versio käytössä, voi uudemmista kirjastoista löytyä enemmän ja parempia kotelovaihtoehtoja, kuin tässä esitetyt.

Kondensaattorille C1 sopii koteloksi tavallinen polyesterikonkan muovikotelo. Valitaan siis tälle kotelo C2. Elektrolyyttikonkalle C2 on tässä valittu aksiaalinen, eli makaava kotelomalli CP10. Noissa edellämainituissa koteloiden nimeämiskäytäntö on seuraava: C = capasitor eli konkka. P = polarise eli polariteettikonkka, eli on kytkettävä määrätyin päin. Ja peränumero tarkoittaa jalkojen väliä kymmenesosatuumina.

Ledin ja oparin kotelovalinnat eivät pidempiä esittelyjä vaatine?

P1 ja P2 eli sähkösyötön ja muuntajan kytkennät on tässä tehty PIN_ARRAY_2X1 kotelolla, joka itseasiassa on piikkirima. Tämä hieman hullulta kuulostava valinta johtuu siitä, että KiCad:in peruskirjastoista ei oikein parempaakaan vaihtoehtoa löydy yksittäisten johtimien kytkemiseksi piirilevylle. Ja toisaalta, pienessä harrasteprojektissa, valittavalla kotelolla ei sinänsä ole niin väliä. Oleellistahan on se, että saamme piirilevyfoliolle sopivat juotostäplät, sopivaan kohtaan. Ja toisaalta, jos juuri sopivaa koteloa ei valmiista kirjastoista löydy, niin ainahan noita voi itse piirrellä lisää. Tästä aiheesta lisää oppaan seuraavissa osissa.

Vastuksille valittavissa olevat kotelotyypit alkavat R-kirjaimella. Valittavissa on R1, joka on tarkoitettu pystyyn asennettavalle vastukselle, ja sen jalkojen väli on yksi tuumankymmenys. Siten on valittavissa R3, R4, R5, R6 ja R7 jotka ovat vaaka-asennukseen tarkoitettuja, ja peränumero ilmaisee jalkojen välin. Sitten on myös valittavissa SM0603 ja SM0805 pintaliitosvastuksille. Kytyriin on valittu vaakaan asennettavat vastukset, 0,4 tuuman jalkovälillä.

Viimeisenä vielä transistori. Sille tarvitaan TO-220 kotelo, joita kirjastosta löytyy muutama kappale. Pysty- ja vaaka-asennukseen, sekä erilaisilla johdinmerkinöillä. Ole siis tässä vaiheessa tarkkana, onko valitsemasi kotelon johtimet merkattu EBC, GDS vai 123 merkinnöin. Valinnat on nyt tehty. Lopuksi vielä tallennat homman työkalupalkin levykkeen kuvalla, ja sen jälkeen voit sulkea cvpcb:n ja lähteä piirilevyn suunnitteluun.

Edellinen osa   Sisällysluettelo   Seuraava osa

Tulostuskelpoinen sivu

harraste ELEKTRONIIKKA - ©Kari Huhtama, Iittala