Schaltplaneditoren

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Grundüberlegungen zur Auswahl eines Layoutprogrammes[Bearbeiten]

Sehr häufig wird die Frage gestellt, welches Platinenlayoutprogramm man sich denn nun am besten kaufen soll. Diese Frage ist leider nicht einfach zu beantworten, weil sie von vielen Umständen abhängt und für jeden individuell beantwortet werden muss.

Daher hier ein paar grundsätzliche Überlegungen, welche in die eigenen Entscheidungen einfließen könnten.

Grundsätzlich ist der Übergang vom Hobbyanwender über den Studenten oder professionellen Kleingewerbetreibenden in Handwerk und Ingenieurbüro bis zum Vollzeitplatinenentwickler in der Industrie, der nur Großprojekte bearbeitet, stufenlos. Letztere haben im Allgemeinen aber schon genaue Vorstellungen über das, was sie benötigen. So sind diese Überlegungen in erster Linie für Hobbyanwender, Studenten und Kleingewerbe betreibende Ingenieurbüros gedacht.

Freeware vs. Open Source[Bearbeiten]

"Freeware" im Sinne von nur "kostenlos" kann gerade für Hobbyanwender, Studenten und Kleingewerbetreibende problematisch sein, weil bei den kostenlosen Versionen kommerzieller Programme je nach Lizensierung Probleme bestehen, damit erstellte Projekte zu veröffentlichen. Selbst wenn die Veröffentlichung nichtkommerziell ist und jemand anders greift die Unterlagen auf und verwertet sie kommerziell, kann der ursprüngliche Lizenznehmer wegen der Verletzung von Lizenzbestimmungen zur Rechenschaft gezogen werden. Hier ist also sehr intensiv das Kleingedruckte der Lizensierung zu beachten. Es mag zwar solche Programme geben, die auch eine kostenlose kommerzielle Nutzung erlauben, z.B. DesignSpark PCB, aber auch hier ist dann z.B. eine Registrierung des Users unbedingt erforderlich, und Details aus den Nutzungsbestimmungen sind genau zu prüfen. Gleiches gilt für zwar nicht kostenlose, aber stark verbilligte Studenten- oder Hobbyversionen kommerzieller Programme. Oft beinhalten diese kostenlosen oder stark verbilligten Versionen auch recht lästige Beschränkungen in Bezug auf Schaltplangröße, Platinengröße, Anzahl der Verbindungen/Pads und Layer. Testversionen haben oft eine beschränkte Gültigkeitsdauer über wenige Wochen. Sie sind zum Testen vor einer Kaufentscheidung gedacht. Daher sollte man mit solchen zeitbeschränkten Testversionen außer kleinen Testprojekten auch keine Projekte machen. Läuft die Lizenz aus, und man entscheidet sich, das Programm nicht zu kaufen oder zu mieten, kann man die Daten und somit die investierte Arbeit meist nicht weiter nutzen. Tatsächlich ist es daher oft sinnvoller, sich eine Vollversion eines einfachen Programmes zu kaufen, oder man nimmt "echte" Open Source Software.

Bei diesen echten OpenSource-Programmen unter der GNU-GPL-Lizenz bestehen keine Probleme in der Verwertung und Veröffentlichung, sogar für kommerzielle Projekte dürfen sie kostenlos verwendet werden. Diese Programme sind wirklich frei im Sinne von "freier Rede" und nicht nur im Sinne von "Freibier". Leider gibt es davon nur wenige, z.B. gEDA, KiCad und FreePCB. Fritzing gehört zwar ebenfalls in diesen Kreis, doch unterscheiden sich die Zielgruppe und demzufolge einige Aspekte der Handhabung extrem von denen gewöhnlicher Layoutprogramme.

Bei nicht quelloffener Software hat der Ersteller der Software den Nutzer der Software in der Hand, was die Zukunft angeht. Er kann bei der Weiterentwicklung seiner Software die Lizenzbedingungen ändern und der Anwender muss folgen, will er nicht auf seiner alten Softwareversion festsitzen. Auch der Ersteller von quelloffener Software kann seine zukünftigen Lizenzbedingungen ändern, aber wegen der offenen quellen bzw. der offenen Dateiformate hat der User dann die Chance des Ausweichens, weil solche Projekte dann meistens aufgegriffen werden und aus den alten offenen Quellen weiterentwickelt werden. Wenn jemand Software veröffentlichen will, die wirklich "frei" ist, gibt es sonst kaum einen Grund, die Quellen nicht zu veröffentlichen und proprietäre Lizenzen abweichend von den anerkannten Open Source Lizenzen wie GNU-GPL, Creative Commons, BSD-Lizenz, MIT-Lizenz oder auch der CERN-OHW mit all ihren Unterabspaltungen zu verwenden, oder auch alles gleich gemeinfrei zu stellen.

Einarbeitung[Bearbeiten]

Grundsätzlich gibt es kein Layoutprogramm, in das man sich nicht einarbeiten müsste. Platinenentwicklung ist eine komplexe Angelegenheit, egal mit welcher Philosophie man sie angeht. Daher kommt man ohne Einarbeitung nie davon. Auf der anderen Seite werden jemandem, der mit einem Leiterplattenprogramm umgehen kann, vermutlich zwei Drittel eines anderen Layoutprogrammes irgendwie bekannt vorkommen. Der Grund ist der, dass es dabei um Leiterplatten, ihre Eigenschaften und Herstellung geht. Dieses ist aber als Kontext, aus dem sich dann vieles ergibt, bei allen gleich. Unterschiede gibt es darum nur in Details der Handhabung.

Handlichkeit[Bearbeiten]

Die Programme sind vielfältig und zu komplex für eine vollkommen intuitive Bedienung, daher ist bei allen eine nicht unerhebliche Einarbeitungszeit erforderlich.

Schaltungen und Boards kann man mit allen dieser Layoutprogramme entwickeln. Es hängt an den speziellen Bedürfnissen und dem speziellen Geschmack des konkreten speziellen Anwenders, womit er am besten umgehen kann. Dies ist vom kulturellen Hintergrund und der individuellen Persönlichkeit des Anwenders abhängig, daher kann hier keine allgemeingültige Empfehlungen abgegeben werden.

Daher sollte man sich einige der Programme ansehen und damit experimentieren. Das ist leider der einzige Weg, um sich selber ein Bild zu machen. Dazu können auch durchaus die "kostenlosen" Versionen kommerzieller Programme verwendet werden. Aber Vorsicht: Erst einmal keine größeren Projekte mit Testversionen. Denn wenn die Erprobungsfrist abgelaufen ist, oder wenn man vor eine andere Beschränkung läuft, und dann das Programm doch nicht kaufen will, kann die darin eingebrachte Arbeit nicht mehr in ein anderes Programm übertragen werden.


Reine Schaltplaneditoren[Bearbeiten]

Diese haben keinen oder nur einen rudimentären Layouteditor.

AACircuit[Bearbeiten]

AACircuit ist ein Schaltplaneditor mit einer Ausgabe als ASCII-Grafik. Das Programm wurde dafür entwickelt, um mal eben eine Frage oder eine Antwort in newsgroups, Chats oder Foren zu veranschaulichen, wenn keine Upload-Möglichkeit von Bilddateien da ist. AACircuit gibt es bei http://www.tech-chat.de/ (Download-Mirror)

Für allgemeine ASCII-Skizzen, wie Flussdiagramme oder UML, eignet sich ASCIIflow.com (→alte Version) besser.

Beispiel:

  .---o----o------o---o---------------o---o----o------------o 12-15V
  |   |    |  22µF| + |               |   |    |
 .-.  |   .-.    ###  |              .-.  |    |    .-------o
 | |<-'   | |    ---  |              | |  |    |    |   .---o
 | |5k    | |5k6  |   |              | |  |    |    |   |
 '-'      '-'     |   o--.           '-'  |   _|_   o  /o
  |        |     ===  |  |            |   |  |_/_|-   /
 .-.       |     GND  | ---100n   LED V   -    |     /
 | |       |          | ---           -   ^    |    o
 | |6k2    |          |  |            |   |    |    |
 '-'       |          | GND           '---o----o    '-------o
  |        |       2|\|7                       |
  o-----------------|-\ LM741      ___       |/
  |        |        |  >-------o--|___|--o---|
  |        o---o----|+/ 6      |   22k   |   |>  BC547
  |        |   |   3|/|4       |         |     |
 .-.       |   |     ===       o---.    .-.    |
 | |       |   o---. GND       |   |    | |5k6 |
 | |2k7   .-.  |   |   ___    _V_  |    | |    |
 '-'     KTY10 | + '--|___|--|___|-'    '-'    |
  |       | | ###      47k   220k        |     |
  |       '-' ---                        |     |
  |        |   |                         |     |
  |        |   |                         |     |
  '--------o---o-------------------------o-----o------------o GND

Basic Schematic[Bearbeiten]

Screenshot Basic Schematic

Basic Schematic (BSch3V) ist ein freier Schaltplaneditor für Windows (98/Me/2000/XP). In der aktuellen Version läuft es auch unter Windows7. Es enthält einen Component Library Editor, einen Parts List Generator und einen Netlist Generator, sowie eine Automatic Numbering Funktion.

Ein ZIP-Archiv mit engl. Programm, Handbuch und Sourcecode gibt es bei http://www.suigyodo.com/online/e/index.htm.

Ebenso ist dort eine Cross-Plattform Version Qt-BSch3V auf der Basis von Qt-Grafiklibraries erhältlich.

Das Programm ermöglicht den Export der Schaltungsdaten im KiCad-Format.

Das Programm ist bis dato (Mai 2014) gut gepflegt.

Inkscape[Bearbeiten]

Etwas bekannter noch als Jfig ist Inkscape, ebenfalls ein reines Vektorzeichenprogramm, das vor allem (aber nicht nur) SVG-Dateien erstellt, die mit der Wikipedia eine große Verbreitung gefunden haben. Es ist in fast jeder gängigen Linux Distribution enthalten, eine Windowsversion sowie eine portable Windowsversion existiert auch. In der Wikipedia findet sich eine Sammlung von Elektroniksymbolen im SVG-Format und hier. Als Beispiele damit gezeichneter Schaltpläne sei diese [1] genannt.

KISSCAD[Bearbeiten]

Kisscad ist ein reiner Schaltplaneditor, dafür sind die Schaltpläne druckreif.

Es ist ein portables Windows XP 32bit Programm, läuft aber auch recht gut unter Linux/Wine. Erinnert mit seiner Tastatursteuerung vage an das alte DOS Orcad. Das Zip-File zum Download enthält außer dem Programm und Drumherum eine 12 seitige Bedienungsanleitung in Englisch. Freeware, aber nicht Open Source. Entwickelt von Manfred Mornhinweg aus Chile.

QCAD[Bearbeiten]

QCAD gibt es in einer lizenzpflichtigen und in einer Open Source Community Version. QCAD ist kein ausschließlicher Schaltungseditor, sondern kann auch für andere 2D Zeichnungen (Konstruktionen etc.) eingesetzt werden.

sPlan[Bearbeiten]

sPlan ist ein relativ preiswerter Schaltplaneditor für Windows (95,98,ME,NT,2000,XP) Infos und eine Demoversion von sPlan gibt es u.a. bei http://www.abacom-online.de/html/splan.html

TinyCAD[Bearbeiten]

TinyCAD ist ein weiterer Open Source Schaltplaneditor für Windows. Mehr Infos gibt es auf der Projektseite. TinyCAD kann z. B. mit VeeCAD (s.u.) kombiniert werden.


Schaltplan- und Leiterplattensoftware - für Lochrasterplatinen und Steckbretter[Bearbeiten]

Für experimentelle Zwecke wird gerne auf Streifen- oder Lochraster Platinen zurückgegriffen, die als "Layout" lediglich regelmäßig angeordnete Pads als Lötstützpunkte besitzen, zwischen denen Bautele angeordnet werden. Desweiteren existieren Steckbretter, bei denen bedrahtete Bauteile in mit Kontaktfedern besetzte Löcher gesteckt werden können. Diese Programme unterstützen den Aufbau und die Dokumentation solcher Experimentieraufbauten mit einem sehr speziellen grafischen Tool, welches die Lochrasterplatine bzw. das Steckbrett darstellt.

Streifen- und Lochraster Platinen können aber grundsätzlich auch mit allen anderen Layoutprogrammen entwickelt bzw. dokumentiert werden, die ein Raster anzeigen können. Exemplarisch sei hier auf die bei KiCad beschriebene Methode verwiesen: http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCad#Tipps.26Tricks:_Lochraster.2FL.C3.B6tleisten_Platinen_Entwurf_mit_KiCad

BlackBoard Circuit Designer[Bearbeiten]

Screenshot BlackBoard Circuit Designer

BlackBoard Circuit Designer ist ein freier Schaltplaneditor und ein Layoutprogramm für Loch- und Streifenrasterplatinen, der das Planen der Bauteilplatzierung sowie der beidseitigen Verdrahtung deutlich vereinfacht und sich u.a. auch für die Dokumentation solcher Prototypenaufbauten eignet. Außerdem hat er eine Schnittstelle zur Simulation mit NGSPICE.

Er läuft auf allen Plattformen für die eine Java Runtime zur Verfügung steht und ist "Open Source" (GPL V2).

Die Entwicklung wird demnächst fortgesetzt. Der Sourcecode steht unter https://github.com/mpue/blackboard zur Verfügung.

Die Installer und eine sehr gute PDF-Anleitung stehen unter http://pueski.de/?page_id=1929 zum Download.

DIY Layout Creator[Bearbeiten]

Ein Layoutprogramm, welches einen sehr künstlerischen Ansatz verfolgt. Mit ihm können Schaltpläne/Layouts wie in den Aufbauanleitungen von Bausätzen gezeichnet werden. Lochrasterplatinen werden unterstützt. Damit gehört es wie Fritzing in die spezielle Kategorie abstraktionsvermeidender Layoutprogramme. Die Zielgruppe für dieses Programm sind Künstler, Designer und Hobbyisten, spezieller wohl sogar Musiker, aber nicht unbedingt Profielektroniker. Die Software geht speziell auf diese Zielgruppe ein. Dabei wird wie bei Fritzing auf eine niedrige Zugangsschwelle und ein geringes Abstraktionsniveau wert gelegt. Das Programm ist Freeware nach Angabe auf der Website, aber Details der Lizenz möge man selber herausfinden. Den DIY Layout Creator gibt es originär nur für Windows. Aber unter Linux Debian 8 (Jessie) läuft es mit WINE. Es lässt sich installieren, öffnen und Layouts aus der unten genannten Layoutsammlung lassen sich öffnen. Der Autor der Software ist Branislav Stojkovic.

Link auf die DIY Layout Creator Website

Das .exe Programm direkt

Link auf eine Layoutsammlung

Diskussion dazu im Forum: https://www.mikrocontroller.net/topic/395181#4546642

Fritzing[Bearbeiten]

Bildschirmfoto Fritzing

Fritzing verwendet die Metapher eines Breadboards (Steckbretts), auf dem die Benutzer virtuell Bauteile einstecken. Fritzings Zielgruppe sind Künstler, Designer und Hobbyisten aber nicht unbedingt Profielektroniker und die Software soll speziell auf die Zielgruppe zugeschnitten werden. Dabei wird auf eine niedrige Zugangsschwelle wert gelegt. Das Programm zählt damit genau wie der DIY Layout Creator in die Kategorie spezieller abstraktionsvermeidender Layoutsoftware. Versionen für Mac OS X, Linux und Windows (XP/Vista) sind bei http://www.fritzing.org erhältlich. Nichtsdestotrotz besitzt das Programm drei Ansichten, von denen die Erste am häufigsten gezeigt wird – das o.a. Breadboard oder auch eine Streifenrasterplatte. Weiter wird aus dem Steckbrett in einer zweiten Ansicht ein Schaltplan erstellt und in einer dritten Ansicht lässt sich sogar eine ätzbare Leiterplatte mittels Autorouting entwerfen. Die Bauteilliste enthält bereits fertige Komponenten der Arduino-Gemeinschaft und ähnlicher Produkte wie die von Sparkfun, Parallaxe oder Picaxe. Ein paar Standardbauteile wie eine rote LED oder ein 220Ohm-Widerstand sind schnell zu finden. Die Bauteilbibliothek lässt sich erweitern. Die Bedienung ist einfach zu erlernen und es gibt zwar Tastaturkürzel für die wichtigsten Funktionen, aber der erste Schaltplan ist schnell allein mit der Maus erstellt. Eine Umschaltung zwischen Platzierung der Bauteile und Routing ist nicht notwendig. Einfaches Klicken und Ziehen erstellt eine Kabelbrücke als Luftlinie. Auf Ebenen muss der Nutzer auch nicht verzichten. So lassen sich Bauteile, Kabel und Beschriftungen ein- und ausblenden. Auch wenn die Version noch nicht die 1.0 erreicht hat, kann Sie bei bei Schaltungen bis ca. 30 Teilen mit professionellen Programmen mithalten was den Zeitaufwand und die Übersichtlichkeit betrifft.


Lochmaster[Bearbeiten]

Lochmaster ist ein Programm zur Erstellung von Layouts speziell auf Lochrasterplatinen. Schaltplan und Layout sind ein und dasselbe.

ProtoCAD[Bearbeiten]

ProtoCAD ist ein Werkzeug, um schnell Schaltpläne zu entwerfen. Es ist für Lochrasterplatinen entwickelt worden, kann aber auch für andere Methoden genutzt werden. (Java 1.5 kompatibel, Swing GUI, Open Source). Letzte Aktualisierung 2010.


VeeCAD[Bearbeiten]

VeeCAD Stripboard Layout Editor ist ein Werkzeug, um Lochrasterplatinen zu entwerfen. VeeCAD ist als kommerzielle Version und als eingeschränkte Freiversion erhältlich.


gEDA-Suite[Bearbeiten]

gEDA (Artikel) ist eine unter anderem aus Gschem und PCB bestehende Open Source Programmsammlung zur Entwicklung von Schaltplänen und Platinen, die 1998 gegründet wurde.

Gschem[Bearbeiten]

Screenshot Gschem

Gschem ist der Schaltplaneditor aus dem Open Source Projekt gEDA. gschem wird hauptsächlich auf Linux Rechnern entwickelt, läuft aber auch auf anderen Unix-Betriebssystemen und unter Windows. gschem ist für die Linuxdistributionen RedHat und Debian als Paket verfügbar, für Windows ist nur eine ältere Version erhältlich und für alle anderen ist selber kompilieren angesagt.

Die Bedienung ist nicht sonderlich anfängerfreundlich. Hat man sich aber mal daran gewöhnt, dass jeder Menüpunkt mit 1 oder 2 Tasten erreichbar ist, läßt sich's mit gschem prima arbeiten.

In der Symbolbibliothek (die auch online betrachtet werden kann) sind etwas mehr als 1000 Symbole; das Selbsterzeugen von Symbolen ist jedoch problemlos möglich. Insbesondere ist es aufgrund des gut dokumentierten und einfachen Datei-Formates möglich, mit einfachen Perl-Programmen z. B. aus Reports von Xilinx ISE Symbole zu erzeugen und automatisch zu aktualisieren, wenn sich die Pinzuordnung ändert. Das fehlerhafte Eingeben der Pinbelegung von CPLDs und FPGAs von Hand und die Änderung derselben ist damit für gschem User Geschichte.

Die Schaltpläne lassen sich als png und als Postscript exportieren.

Netzlisten (insgesamt über 20 Formate für PCB, Protel, Eagle, BAE, spice, pads, ... ) lassen sich mit dem Programm gnetlist generieren. Aus diesem Grund ist man (bis auf die Namen der Footprints) unabhängig von der verwendeten Layout-Software und kann diese auch sehr leicht wechseln.

Gschem bildet zusammen mit PCB und anderen Programmen das gEDA Programmpacket.

Ein großer Vorteil der gEDA-Suite sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von Helper-Tools zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen.

Nähere Informationen über gschem (gEDA) gibt es unter http://www.geda.seul.org. Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu Gschem unter gEDA.

PCB[Bearbeiten]

PCB ist ein freies (Open Source) Layoutprogramm inklusive Autorouter. Zum Zeichnen der Schaltpläne kann Gschem verwendet werden.

PCB wurde ursprünglich für den Atari ST entwickelt und später nach Unix portiert. PCB läuft meist unter Linux, kann allerdings mit Cygwin auch unter Windows betrieben werden.

Als Ausgabeformate stehen Postscript und Gerber RS-274-X zur Verfügung.

Ein großer Vorteil von PCB ist, dass alle Funktionen auch über Hotkeys gesteuert werden können, was insbesondere nach längerer Einarbeitungszeit ein großer Gewinn gegenüber manchen Windows-Programmen ist.

Zur Einarbeitung ist es meines Erachtens sehr wichtig, sich das Tutorial durchzulesen. PCB und Gschem sind nicht besonders einfach zu benutzen. Gerade am Anfang, wenn man sich versucht damit einzuarbeiten. Aber wenn man einmal mit dem Werkzeug arbeiten kann, wird man es nicht mehr missen wollen.

PCB bildet zusammen mit Gschem und anderen Programmen das gEDA Programmpaket. Hier auf der Mikrocontroller.net Seite finden sich Informationen zu PCB unter gEDA.


Schaltplan- und Leiterplattensoftware - Sonderlösungen[Bearbeiten]

Alle Softwarelösungen, die nicht in andere Kategorien passen. Teilweise sehr neu mit unklarem Geschäftsmodell, weshalb es noch keine Erfahrung gibt, teilweise ältere Open Source Projekte.

Electric[Bearbeiten]

Das Electric(TM) VLSI Design System ist ein Open Source Electronic Design Automation (EDA) System.

FidoCadJ[Bearbeiten]

FidoCadJ is a very easy to use editor, with a library of electrical symbols and footprints (through hole and SMD). Albeit its ease of use, it is a very immediate and effective EDA tool for the hobbyst. FidoCadJ stores its drawings in a compact text format. This choice is well suited for the copy and paste in newsgroups and forums. This explains the success of FidoCadJ in Usenet groups and in several portals. FidoCadJ is multi-platform Java program and runs on MacOSX, Linux and Windows. FidoCadJ and its manuals are in english, french and italian. Lizenz: Creative Commons 3.0 BY-NC-ND

FreePCB[Bearbeiten]

FreePCB ist ein Open Source PCB Editor für Microsoft Windows, der unter der GNU General Public License veröffentlicht wurde. Er wurde entwickelt, um ihn einfach erlernen und nutzen zu können und dennoch für professionelles Arbeiten geeignet. Er besitzt keinen eingebauten Auto-Router, kann jedoch den web-basierten auf www.freerouting.net verwenden.

EasyEDA[Bearbeiten]

EasyEDA ist eine kostenlose, Webbrowser-basierte EDA-Plattform zur Entwicklung von Schaltplänen, PCB-Layouts und Prozess-Simulationen (SPICE). Schaltpläne können direkt im Browser unter Zuhilfenahme der verfügbaren Bibliotheken erstellt werden. Projekte können sowohl als privates, als auch als öffentliches Projekt gespeichert werden. Es können Bibliotheken von Altium, Eagle, KiCad und LTspice importiert werden. Die Exportfunktion stellt unterschiedliche Exportformate, wie z.B. JSO, zur Verfügung. Ein Schaltplan kann direkt in ein PCB-Layout umgewandelt und kostengünstig bestellt werden. Die Layout-Erstellung wird durch eine Autoroute-Funktion unterstützt. Selbstverständlich kann ein PCB-Layout auch exportiert werden (z.B. als Gerberfile).

ExpressPCB[Bearbeiten]

Die Firma ExpressPCB bietet den kostenlosen Schaltplaneditor ExpressSCH an. Zusätzlich gibt es das kostenlose Layoutprogramm ExpressPCB zum Erstellen von zwei- und vierlagigen Leiterplatten. Die beiden Programme sind auf Windows (NT, 2000, XP, Vista) beschränkt. Die Firma bietet auf der ExpressPCB Homepage außerdem einen kommerziellen Service für die Herstellung von zwei- und vierlagigen Leiterplatten an. Auf der Seite finden sich hier einige Hinweise zum Entwurf von Leiterplatten.

PCBWeb[Bearbeiten]

Freier Layout- und Schaltplaneditor

Webseite zum Download

Razen PCB[Bearbeiten]

Screenshot Razen PCB

Razen CAD ist zwar noch in der Beta Phase, aber sieht momentan schon recht vielversprechend aus. Es setzt auf Mercurial auf und ermöglicht dadurch kolaboratives arbeiten an einem Layout.

ZenitPCB Suite[Bearbeiten]

ZenitPCB Suite is directed to all those people who want to make printed circuit board for hobby, or to student and academics from universities or high schools, who want to create their own pcb with a professional approach and particularly without having to pay for expensive licenses. ZenitPCB Layout (part of the ZenitPCB Suite) is completely freeware for personal or semi-professional use, limited to 800 pins. (Windows XP, Vista)

Übersetzung: ZenitPCB richtet sich an all diejenigen, welche fürs Hobby, Schule, Studium etc professionelle PCBs erstellen möchten, ohne viel Geld für Lizenzen ausgeben zu müssen. ZenitPCb ist in der eingeschränkten Version mit 800 Pins für den semi-professionellen und privaten Gebrauch kostenfrei benutzbar.


Schaltplan- und Leiterplattensoftware - meist verwendete Programme[Bearbeiten]

Diese zeichnen sich durch eine (relativ) geringe Einarbeitungszeit aus. Eagle ist der wohl bekannteste Vertreter und kostet in einer kommerziell verwendbaren Version gut drei- bis vierstellig. TARGET 3001! ist in Mitteleuropa recht verbreitet und etwas günstiger als Eagle. KiCad ist Open Source und hat seit 2014 Fahrt aufgenommen.

Alle bestehen aus Schaltplaneditor und Layoutprogramm inklusive 3D-Ansicht. Mit keinem der Drei macht der versierte Hobbyist eine schlechte Wahl, kostenlose Versionen gibt es ebenso.

Eagle[Bearbeiten]

Screenshot Eagle

Eagle (Artikel) (Homepage) von CadSoft ist nicht nur ein Schaltplaneditor, sondern ein komplettes Paket mit Layoutprogramm und Autorouter. Das hat den Vorteil, dass man einen erstellten Schaltplan gleich zur Platine weiterverarbeiten kann.

Mitgeliefert werden umfangreiche Symbol- bzw. Bauteilbibliotheken, von Widerständen in allen Bauformen über Taster bis hin zu AVRs. Eine Library für viele aktuelle AVRs findet sich im Download-Bereich von www.embedit.de.

Eagle läuft unter Linux, Windows (2000/XP/Vista/7) und Mac OS X. Ausgabedateien können direkt an die einschlägigen Hersteller geliefert werden.

Eine für nichtkommerzielle Anwendungen kostenlose Version ist von CadSoft erhältlich. Diese ist auf zweilagige Platinen im halben Euro-Format (80x100mm) sowie Schaltpläne mit nur einer Seite beschränkt.

Autorouter[Bearbeiten]

Der eher mäßige Autorouter funktioniert nur in der kommerziellen Version. Man kann aber den kostenlosen Autorouter von www.freerouting.net verwenden, die Eagle-brd Dateien dort importieren und als Eagle-session-script (.scr) wieder in Eagle importieren. Dabei auf die richtige Version des Eagle-ULP achten.

Rot-Grün-Stereo-Bild

3D-Ansicht[Bearbeiten]

Zum Betrachten des fertigen, bestückten Platinenentwurfs in Form eines 3D-Bilds bietet sich das nicht von CadSoft entwickelte Paket eagle3D an. Mit Hilfe eines ULP wird eine Beschreibungsdatei für den Open Source Renderer POVray erzeugt, welche dann anschließend halbautomatisch generiert werden kann. Auch Bewegungsanimation und Kameraflug sind möglich. Es wird bereits eine große Zahl an Bauteilen unterstützt.

Anwendungshinweise:

TARGET 3001![Bearbeiten]

Screenshot TARGET 3001!

TARGET 3001! (Homepage) für Windows (ME/NT4/2000/XP/Vista/Win7/Win8/Win10) bietet folgende Funktionen:

  • Schaltplan
  • Bauteilerstellung
  • Schaltungssimulation (PSPICE-Syntax)
  • Platinen-Layout mit Autoplacement
  • Autorouter (ELECTRA)
  • Anzeige der Platine in 3D
  • Frontplattenentwurf direkt an oder über der Platine

Die Platinen-Layout-Software ist in deutscher, englischer oder französischer Sprache. Es gibt eine für nicht kommerzielle Anwendungen kostenlose Version: TARGET 3001! discover ist beschränkt auf 250 Pins/Pads, 2 Kupferlagen und 30 Signale sind simulierbar, die Fläche ist unbeschränkt (1,2m x 1,2m).

Auf der c't 11/07 CD ist eine SE Version von TARGET 3001! verfügbar, welche 400 Pins/Pads verarbeiten kann.

Die PCB-Pool Edition hat keine Beschränkungen, speichert aber die Layouts in einem von normalen Target Versionen nicht lesbaren Format. Diese Layouts können dann allerdings nur zum selbst Ätzen ausgedruckt werden oder vom PCB-POOL® produziert werden.

Links:

TARGET 3001! bietet ein typisches Windows Look-And-Feel. Eine einfache Einführung findet sich hier. Wer sich schon mit Eagle auskennt, kann auch hier schauen. Es gibt kostenlosen direkten Service durch den Hersteller telefonisch oder per E-Mail auch für Einsteiger oder Demo-User.

KiCad[Bearbeiten]

Screenshot KiCad Schaltplan

KiCad (Artikel) (Homepage) ist ein Paket aus Design-, Layout- und Routingprogramm. Damit können Schaltpläne gezeichnet, diese zu Platinen weiterentwickelt werden und das Ganze dann zur Fertigung der Leiterplatten im Gerber Format exportiert werden. Es existieren viele Hilfsprogramme wie z.B. zur Erstellung eigener Schaltplansymbole und von Bauteil Footprints für das Board, Import von Grafik für Logos, Gerberviewer ec. Es existieren umfangreiche Bibliotheken für Schaltplansymbole und Footprints, sowie auch teilweise 3-D Modelle der Bauteile.

Neben der mitgelieferten, bereits umfangreichen Bibliothek, die auch hier extern zugänglich ist (https://github.com/KiCad) gibt es auf vielen anderen Seiten (z.B. http://www.kicadlib.org/) weitere Bibliotheken zum Download, die einfach integriert werden können.

Eine KiCad User-Group findet sich unter http://groups.yahoo.com/group/kicad-users/. Die Anmeldung erfolgt erst, nachdem man vom Besitzer der User-Group freigeschaltet wurde (wie üblich für die meisten Yahoo-Groups).

Das KiCad Projekt wurde von Jean Pierre Charras gestartet und enthält eine Gruppe recht aktiver Entwickler. Es ist auf Launchpad angesiedelt. Auch eine Nutzergruppe des CERN beteiligt sich mit einem branch an der Weiterentwicklung von KiCad: Über die geplante Weiterentwicklung von KiCad (englisch) und warum das CERN KiCad unterstützt (englisch) .

KiCad basiert auf wxWidgets und ist damit plattformübergreifend. Die Programme sind unter der GPL veröffentlicht und damit echte Open Source. KiCad darf frei benutzt werden und die Nutzer haben volle Rechte an ihren damit erstellten Schaltplänen und Layouts, auch für kommerzielle Nutzung. Im deutschsprachigen Raum existiert noch ein Zeichenprogramm für Elektrotechnik, welches auch kicad heißt, aber ein kommerzielles Projekt ist, und mit dem hier behandelten lediglich den Namen gemeinsam hat.

Für Umsteiger von anderen Programmen sollten sich nach wenigen Stunden bereits die gleichen Ergebnisse erzielen lassen. Zum Erlernen kann man auf die Tutorials unter http://kicad-pcb.org/help/tutorials/ zurückgreifen. Ebenso findet sich hier unter KiCad eine umfangreiche FAQ (und Bibliothekssammlung). Das KiCad Projekt hat eine umfangreiche Dokumentation unter http://kicad-pcb.org/help/documentation/ in einigen verschiedenen Sprachen.

Der Schaltplaneditor von KiCad verfügt über Möglichkeiten hierarchische Schaltpläne anzulegen. Etwas, das man nicht mehr missen möchte, nachdem man einmal damit gearbeitet hat. Obwohl ursprünglich nicht dafür gedacht, lässt sich dieses System nutzen, um aus vorgefertigten Teilschaltplänen einen Hauptschaltplan modular zusammenzusetzten. Eine Anleitung dazu findet sich hier: Media:HierarchischeSchaltplaeneAlsBausteineInKicad_RevC_23Dec2013.pdf

Zur Simulation lässt sich ngSpice (http://ngspice.sourceforge.net/download.html) einbinden, so dass auch aus KiCad eine direkte Simulation aus dem Schema heraus möglich wird. Eine Anleitung befindet sich unter http://stffrdhrn.github.io/electronics/2015/04/28/simulating_kicad_schematics_in_spice.html.

Screenshot KiCad 3D-Ansicht

KiCad liefert eine schöne 3D-Ansicht des fertigen Layouts einschließlich der bestückten Bauteile, so dass man an dieser Stelle schon einmal einen Überblick bekommt, ob vielleicht nicht doch etwas vergessen wurde. Es gibt zwar nicht für alle Bauformen ein 3D-Modell, allerdings lassen sich diese selbst erstellen. Das 3D-Modell lässt sich exportieren, um es z.B. in mechanischen CAD-Systemen zu verwenden (Passt die Platine hinein? lässt sie sich montieren?).

Unterseite eines Messadapters
Oberseite eines Messadapters

KiCad ist mittlerweile soweit verbreitet, das viele Leiterplattenhersteller die KiCad-Board Daten direkt verarbeiten können.

KiCad enthält eine Autoplacement und eine Autorouterfunktion, die aber leider nicht sehr effizient sind. Außerdem sind sie schlecht dokumentiert. Es lassen sich aber Netzlisten zum Export in mehrere verschiedene externe Autorouter erzeugen. Desweiteren lässt sich der bekannte Freeroute Autorouter im Netz direkt verwenden. Desweiteren können Netzlisten zum Export in Spice erzeugt werden. Ein weiterer Kritikpunkt wäre, dass die offizielle Symbolbibliothek nur amerikanische, aber keine europäischen Schaltplansymbole enthält. Aber eine aktuelle Version einer europäischen Symbolbibliothek findet sich hier in Mikrocontroller.de unter KiCad#Bibliotheken unter SymbolsSimilarEN60617+oldDIN617-RevE8.lib Diese enthält aber nicht nur EN60617 Symbole, sondern auch einige andere Symbole wie Logos für Gefahr, Hochspannung, ESD-Schutz und Dummy Symbole für Platinenumrisse, Fiducials, Messpunkte ec. Eine "gereinigte" EN60617 Bibliothek findet sich am gleichen Ort unter Symbols_EN60617_13Mar2013.lib, zusammen mit einem PDF-Katalog der enthaltenen Symbole. Neuere KiCad Versionen enthalten allerdings einen sehr effizienten interaktiven Router. Dieser kann allerdings nur verwendet werden, wenn die Hardware und das Betriebssystem des Rechners aktuelle openGL Versionen unterstützt. Hier ein Video zur Benutzung des interaktiven Routers: https://www.youtube.com/watch?v=CCG4daPvuVI (aktueller: https://www.youtube.com/watch?v=QwxDOHjU2PA). Ebenso existiert ein Tool für "Different Pair matching" um Leiterbahnen gleicher Länge (Laufzeit) zu erzeugen. Siehe dazu dieses Video: https://www.youtube.com/watch?v=chejn7dqpfQ

Eagle 6 Boarddateien können in KiCad eingelesen werden. Ebenso können Eagle "Packages" als Footprintbibliotheken in KiCad eingebunden werden. Auch gEDA Footprints können direkt als KiCad Footprint Bibliothek in PCBnew eingebunden werden. Diese Funktionen sind aber noch als experimentell zu bezeichnen.

Des weiteren existieren eine Reihe von Konvertern, mit denen Daten anderer Platinenlayoutprogramme nach KiCad exportiert werden können. Eine Liste findet sich hier: KiCad#Konverter

Das KiCad Packet enthält außerdem einen Gerberdatenviewer, der auch eingelesene Gerberdaten als Layout reimportieren kann. Außerdem zählt zum KiCad Packet ein "Leiterplattenrechner" mit dem z.B. Wellenwiderstände, Leiterbahnbreiten und Isolationsabstände bestimmt werden können.

KiCad kann (Version Dezember 2015) Boards mit 32 Kupferlagen und die dazugehörigen Löttstop-, Umriss-, Lötpasten-, Kleber-, Silkscreen- etc. Lagen verarbeiten. Die mögliche Leiterplattengröße liegt über 2x2m. Damit ist eine deutlich größere Fläche als die von Einheitstafeln abgedeckt. Wer Platinen im oder über dem Einheitstafelnformat benötigt, wird Mühe aufwenden müssen, einen Hersteller dafür zu finden.

Die Einarbeitung in KiCad ist vergleichbar mit Eagle. Es hängt vermutlich von den individuellen Denkstrukturen ab, welches Programm man handlicher findet. Ein großer Vorteil sind die Dateiformate, welche alle reiner ASCII-Text sind. Dies macht die Entwicklung von externen Skripten zur Lösung von speziellen Aufgaben sehr leicht. Außerdem können die Dateien deswegen sehr einfach in Versionsverwaltungssystemen wie CVS verwaltet werden, was insbesondere die Entwickler größerer Projekte zu schätzen wissen. Ein internes Skripting unter Python für KiCad ist in der Entwicklung. z.Z. kann es aber nur unter PCBnew verwendet werden.

Und hier ein Link auf eine Kritik/Meinung (englisch)


Schaltplan- und Leiterplattensoftware - Neulinge[Bearbeiten]

CircuitMaker[Bearbeiten]

CircuitMaker ist eine kostenfreie, cloudbasierte und vereinfachte Version des vollwertigen AltiumDesigner. Mehr zur Historie in der englischen Wikipedia.

Der Funktionsumfang ist nicht jener von einem vollwertigen AltiumDesigner, aber viele Aspekte sind gleich. So ist es auch möglich, Leiterbahnen mittels Hug 'n Shove zu verschieben oder komplexe DesignRules anzuwenden.

Cloud Die Cloud beschränkt sich darauf, dass die eigenen Files dort abgelegt werden. Grundsätzlich wäre die Idee, dass alle Community Mitglieder alle Projekte selbst benutzen und bearbeiten könnten. Wenn man jedoch das eigene Projekt nie "committed", dann ist es auch nie sichtbar für andere Mitglieder. Zudem werden sämtliche Daten auch Lokal in einem Ordner abgelegt.

DesignSpark PCB[Bearbeiten]

Integrierter Schaltplan-Editor mit Autorouter und Leiterplatten-Designer
DesignSpark PCB ist kostenlos auch für kommerzielle Projekte, allerdings nicht quelloffen (Open Source). Eine Registrierung des Users ist unbedingt erforderlich.
Unbegrenzte Leiterplattengröß´e, im Prinzip auch unbegrenzte Layer-Anzahl.
Bedienung ist etwas gewöhnungsbedürftig - leider z.Zt. nur als englische (u. chinesische) Version verfügbar.
Weitere Features: z.B. professionelle 3D-Designsoftware, Schnittstelle zu SPICE, Gerberausgabe direkt. Import von EAGLE-Datein möglich.
Kostenloser Download: http://www.rs-online.com/designspark/electronics/deu/page/designspark-pcb-home-page bzw. http://www.rs-online.com/designspark/electronics/deu/
Erfahrungsbericht, der veralteten Version 3.0. Es existiert heute (2016) die Version 7.01: [2]
Verschiedene Tutorials "DesignSpark Tipps & Tricks" in deutscher Sprache im "Elektor" 2014/2015.
Wikipedia Artikel zu DesignSpark. DesignSpark PCB ist an den Bauteiledistributor RS Components angelehnt.

DipTrace[Bearbeiten]

Diptrace besteht aus einem Schaltplan-, Layout-, Symbol- und Footprint-Programm.
Die Benutzer-Schnittstelle bietet pro Objekt (Symbol, Part, Pad, etc.) ein Kontext-Menü an. Dies ermöglicht oft eine unkomplizierte, geradlinige Bedienung. Trotzdem können grundlegende Arbeiten teils etwas umständlich und zweitaufwändig sein.
Die Programme bieten keine regelbasierten Konfigurationen oder (Script-)Programme. In andern Worten Diptrace ist wenig anpassbar.
Diptrace bietet ähnlich viele Funktionen wie Eagle.
Angeboten werden verschiedene Editionen auch für nichtkommerzielle Nutzung, siehe http://diptrace.com/buy/non-profit/
Die kleinste und komplett kostenlose non-profit Version ist aktuell (Juni 2016) auf zwei Lagen und 500 Pins beschränkt. Zum Vergleich: ICs mit 48 Pinnen sind keine Seltenheit. Es gibt aber auch verbilligte erweiterte und volle non-profit Lizenzen. Die strikte Forderung "non profit" verbietet implizit eine Veröffentlichung.

Unterstützte Betriebssysteme: Windows (Linux mit Wine, funktioniert mit Debian 8 "Jessie" hervorragend), Mac OS X.

DipTrace.com (Homepage)

Forumsbeitrag/Diskussion über Diptrace (2014)

Geeignete Schaltplan und Layoutsoftware für Hobbyprojekte


Erweiterte Schaltplan- und Leiterplattensoftware[Bearbeiten]

Diese integrieren zusätzlich spezielle Funktionen, wie FPGA-Entwicklung oder impedanzkontrollierten Layouts. Sie eigenen sich mit langer Einarbeitungszeit und mindestens vierstelligem Preis nur, wenn man sehr viel damit arbeitet. Die Übergänge zu den Platzhirschen aus der vorherigen Kategorie sind fließend.

Altium Designer[Bearbeiten]

Altium (aus Protel hervorgegangen) ist eine kommerzielle EDA Suite die umfangreiche Funktionen beinhaltet. Neben den Klassikern wie Schaltplan und Layouterzeugung werden auch elektronische Simulationen, FPGA Entwicklungstools, und diverse andere Features per PlugIn vom Hersteller angeboten. Seit 2011 ist der Sitz in China, dort sind auch die Programmierer. Leider ist der Produktzyklus momentan sehr kurz, sodass fast jährlich neue Hauptrelease erscheinen (aktuell 15.1) und in Abständen von 2-6 Monaten "Zwischenupdates" veröffentlicht werden.

  • Diverse Formate können importiert und exportiert werden, sodass man u.A. "fast" nahtlos mit MCAD Systemen kooperieren kann LINK
  • Diverse Funktionen für HighSpeed Designs LINK

Leider wurde der Preis in der jüngsten Vergangenheit des Öfteren nach oben korrigiert.
2014-04-11: Achtung Altium erhöht zum 31.6.2014 schon wieder die Preise und dieses Mal um satte 34% (4000€ auf 5400€!). Das entspricht einer Erhöhung um +68% in 5 Jahren.

BAE[Bearbeiten]

Bartels Auto Engineer (Artikel) unterstützt die Erstellung von Schaltplänen, Leiterplatten und integrierten Schaltungen und läuft unter Windows, Linux und verschiedenen X11-/Unix-Systemen. Der Schaltplaneditor kann Pläne auf beliebig vielen Blättern erstellen, wobei auch hierarchische Strukturen möglich sind. Der Autorouter erzeugt recht brauchbare Ergebnisse, wobei beliebige Teile mit der Hand vorab geroutet werden können. Ein Autoplacer ist ebenfalls vorhanden.

Eine auf Schaltplaneingabe beschränkte Version und eine kastrierte Evaluierungsversion sind auf der BAE Homepage downloadbar.

Die preiswerteste kostenpflichtige Version ist das BAE Light. Diese Version ist auf Leiterplatten der Größe 180x120 mm² und auf 2 Lagen beschränkt, eine Beschränkung auf eine bestimmte Pinanzahl gibt es aber nicht.

Ansonsten wird eine Economy-, Professional- und Highendversion angeboten, die jeweiligen Eigenschaften sind im Abschnitt Bartels AutoEngineer Softwarekonfigurationen erklärt. Interessant ist z. B. der Bauteilhöhencheck. Mit dem BAE IC Design dringt man bis in den Bereich der IC- und ASIC-Entwicklung vor.

Pulsonix[Bearbeiten]

PULSONIX ist ein professionelles Schaltplan- und Layout-Werkzeug mit integriertem FPGA-Interface sowie integriertem Schaltungssimulator auf PSpice-Basis.


Integrierte Elektronikentwicklung[Bearbeiten]

Entwicklungsumgebung, die praktische alle Facetten der Elektronikentwicklung (EDA), also z.B. auch Gehäusebau abbildet, und sich nur für große Unternehmen eignet.

Cadence Design Systems[Bearbeiten]

Wikipedia-Artikel

Mentor Graphics[Bearbeiten]

Wikipedia-Artikel

Zuken[Bearbeiten]

Wikipedia-Artikel


Siehe auch[Bearbeiten]