Schaltplaneditoren
AACircuit
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/
Beispiel:
.---o----o------o---o---------------o---o----o------------o 12-15V | | | 22uF| + | | | | .-. | .-. ### | .-. | | .-------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
BAE
Bartels Auto Engineer 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 Groesse 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-Entwicklung vor.
Basic Schematic
Basic Schematic (BSch3V) ist ein freier Schaltplaneditor für Windows (98/Me/2000/XP). 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 ist bis dato (2011) gut gepflegt.
BlackBoard Breadboard Designer
BlackBoard Breadboard Designer ist ein freier Editor für Lochrasterplatinen Layouts, der das Planen der Bauteilplazierung sowie der beidseitigen Verdrahtung deutlich vereinfacht und sich u.a. auch für die Dokumenation solcher Prototypenaufbauten eignet.
Er läuft auf allen Plattformen für die eine Java Runtime zur Verfügung steht.
Die Homepage von Blackboard ist unter http://blackboard.serverpool.org zu erreichen. Blackboard steht unter Der GPL V2 und wird ständig weiterentwickelt.
DipTrace
Design-Editor für PCB-Leiterplatten für Windows NT, 2000, XP, Server 2003 - erweiterte Pro-Version erlaubt den Export in DXF, Gerber und N/C Drill sowie Leiterplattenlayouts mit mehr als 250 Pins.
Eagle
Eagle 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 http://www.embedit.de.
Eagle läuft unter Linux, Windows (2000/XP/Vista/7) und Mac OS X.
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.
3D-Ansicht
Zum Betrachten des fertigen, bestückten Platinenentwurfs in Form eines 3D-Bilds bietet sich das Paket eagle3D an. Mit Hilfe eines ULP wird eine Beschreibungsdatei für den open source Renderer POVray erzeugt, welche dann anschließend halbautomati generiert werden kann. Auch Bewegungsanimation und KAmeraflug ist möglich. Es wird bereits ein große Zahl an Bauteilen unterstützt.
Anwendungshinweise:
- Eagle im Hobbybereich
- Eagle CAD Tutorial im Blog von gaussmarkov: diy fx (englisch)
- Stereobilder mit EAGLE 3D
FreePCB
FreePCB ist ein freier, 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 professionellesArbeiten geeignet. Er besitzt keinen eingebuten Auto Router, kann jedoch den web-basierten auto router auf www.freerouting.net verwenden.
Electric
Das Electric(TM) VLSI Design System ist ein Open Source Electronic Design Automation (EDA) System.
ExpressPCB
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.
FidoCadJ
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
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. Versionen für Mac OS X, Linux und Windows (XP/Vista) sind bei http://www.fritzing.org/ erhältlich.
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 Menupunkt 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.
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/].
Inkscape
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.
JFig
JFig ist eigentlich ein "ganz normales" Vektorzeichenprogramm. Um Schaltpläne zu zeichnen benötigt man deshalb zusätzliche Symbolbibliotheken.
Die Exportmöglichkeiten für das weitverbreitete fig-Format sind sehr vielfältig: mit dem Zusatzprogramm fig2dev, das direkt aus dem jfig-Menü aufgerufen kann, bleiben von Postscript über PNG bis hin zu LaTeX kaum Wünsche offen. Für kleine Schaltpläne oder Diagramme, die ausgedruckt oder in PDF-Dateien verbreitet werden sollen, gibt es deshalb nichts besseres.
Das Programm ist ein komplett in Java geschriebener 1:1-Klon des Linux-Programms xfig und sollte daher mit jedem Betriebssystem von Windows bis Mac OS laufen. Es ist kostenlos auf http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/jfig/ erhältlich. (Leider ist der Download schon geraume Zeit nicht mehr möglich. Zitat von der Seite: "Sorry. Recently, I got two serious bug reports which have now been confirmed, and jfig downloads are suspended until these have been resolved.")
Die Bedienung wird für Windows-Benutzer am Anfang wohl ziemlich ungewohnt sein, aber wenn man mal das Grundprinzip verstanden, hat findet man sich durch die eindeutig beschrifteten Schaltflächen schnell zurecht.
Kicad
KiCAD (Homepage&Download) ist ein Paket aus Design / Layout / Routing Programmen. Es basiert auf wxWidgets und ist damit plattformübergreifend. Die Progamme sind unter der GPL veröffentlicht und damit Open Source.
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).
Neben der mitgelieferten, bereits umfangreichen Bibliothek gibt es auf vielen anderen Seiten (z. B. http://www.kicadlib.org/) weitere Bibliotheken zum Download, die einfach integriert werden können.
Für Umsteiger von anderen Programmen sollten sich nach wenigen Stunden bereits die gleichen Ergebnisse erzielen lassen. Beim Erlernen kann das Tutorial von http://www.curiousinventor.com/guides/kicad helfen.
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.
Als Nachteil ließe sich noch aufführen, dass der PCB-Layouter in der Version vom Januar 2006 etwas instabil ist und gerne abstürzt. Die Version vom Mai 2010 läuft aber sehr stabil. Ebenso sind die Autorouterfunktionen nicht gut dokumentiert. Ein weiterer Kritikpunkt wäre, dass die offizielle Symbolbibliothek nur amerikanische, aber keine europäischen Schaltplansymbole enthält.
Lochmaster
Lochmaster ist ein Programm zur Erstellung von Layouts speziell auf Lochrasterplatinen. Schaltplan und Layout sind ein und das selbe.
PCB
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.
Wichtige Einstellungen & Tips
Die neue GTK+ Version aus dem CVS Archiv ist der alten, etwas angestaubten Version vorzuziehen. Auch das Kompilieren ist nicht wirklich schwierig. Alles, was dazu notwendig ist (und das Programm hat keine großen Abhängigkeiten), ist in der Readme erklärt. Somit fällt die Kompilierung recht einfach aus.
Auf der linken Seite befindet sich die Auswahl der jeweiligen Layer. Gerade bei Verwendung des Autorouters sollte man hier den 2. Layer deaktivieren. Dies kann ganz einfach mit einem Klick auf die Beschriftung erfolgen (component, GND-comp und VCC-comp). Ebenso sollte man unused (grün) und unused (blau) deaktivieren.
Als Route Style verwende ich den Power Style mit einer Dicke von 25 Mil (0.6 mm). Der Signal Style scheint mir gerade bei schlechten Belichtungsverhältnissen nicht ganz optimal zu sein.
Autorouter
Der Autorouter von PCB hat einige Schwächen, welche allerdings bei Hobby-Projekten völlig belanglos sind: Beispielsweise kann es bei TQFP-Gehäusen mit 100 Pins u. 0.5mm Pinabstand zu Problemen kommen, 64polige TQFP-Gehäuse (z. B. vom ATmega 128) gehen jedoch ohne Probleme.
Hat man sich soweit im Tutorial durchgearbeitet und seine Bauteile positioniert, kann der Autorouter zum Einsatz kommen. Auch hier ist ein wenig Experimentierfreude erforderlich, um zu zufriedenstellenden Ergebnissen zu kommen.
Unter Connects / Optimize routed Tracks / Miter können die gerouteten Linien in 45 Grad Winkel modifiziert werden.
Footprints
Sehr wichtig für das Zusammenspiel zwischen dem Schaltplaneditor Gschem und dem PCB ist die Verwendung der richtigen Footprints.
Mir persönlich ist aufgefallen, daß viele Pads zu klein sind. Gerade im Bereich der Hobbyätzerei könnten sie ruhig größer ausfallen.
| Element | Footprint | Alternativer Footprint | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Widerstand 1/4 Watt | R0w4 | R025 | Ich benutze R0w4, weil es die Pads größer sind. |
| Elko | CR200 | RADIAL_CAN 200 | CR200 ist für größere Elkos (Umfang), während bei RADIAL_CAN 200 der Umfang kleiner ist. Leider fehlt die Polarität bei diesem Symbol. Allgemein jedoch sind bei beiden Elementen die Pads zu klein. |
Mir waren irgendwie alle Widerstände nicht ideal genug. Die Löcher werden ja meist mit 0.8mm gebohrt: (0.8 mm * (1 mil/ 0.0254 mm) = 31 mil. Eine Richtlinie für den gesamten Paddurchmesser habe ich nicht gefunden. Aus einer Elektor Platine habe ich mit Meßschieber ungefähr 2 mm gemessen, also 78 mil.
Element["" "R__0w4_10.16mm" "" "" 0 0 0 -10300 0 100 ""]
(
Pin[0 0 7800 3100 6100 3500 "" "1" "edge2"]
Pin[40000 0 7800 3100 6100 3500 "" "2" "edge2"]
ElementLine [7900 0 4400 0 1000]
ElementLine [32000 0 35500 0 1000]
ElementLine [7900 -3300 7900 3300 1000]
ElementLine [32000 -3300 32000 3300 1000]
ElementLine [7900 -3300 32000 -3300 1000]
ElementLine [7900 3300 32000 3300 1000]
)
Für Kapazitäten mit einer Breite von 2.54 mm oder 5.08 mm nutze ich folgendes Element
Element["" "" "" "" 65000 78500 0 0 0 100 ""]
(
Pin[2000 -2500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_2" "edge2"]
Pin[-8000 -2500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_1" "edge2"]
Pin[-18000 -2500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_1" "edge2"]
Pad[-16000 -2500 -10000 -2500 1000 2000 3000 "" "1" ""]
ElementLine [-4000 -6500 -4000 2500 1399]
ElementLine [-2000 -6500 -2000 2500 1399]
)
Für eine Breite von 5.08 mm oder 7.62 mm nutze ich folgendes Element:
Element["" "" "" "" 63000 93500 0 0 0 100 ""]
(
Pin[14000 -4500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_2" "edge2"]
Pin[4000 -4500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_2" "edge2"]
Pin[-16000 -4500 7000 3000 4200 2000 "" "cap_1" "edge2"]
Pad[5500 -4500 12500 -4500 1000 2000 3000 "" "1" "edge2"]
ElementLine [-7500 -8500 -7500 500 1399]
ElementLine [-5500 -8500 -5500 500 1399]
)
ProtoCAD
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)
QCAD
QCAD gibt es in einer lizenzpflichigen und in einer Open Source Community Version. QCAD ist kein ausschliesslicher Schaltungseditor, sondern kann auch für andere 2D Zeichnungen (Konstruktionen etc.) eingesetzt werden.
sPlan
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
TARGET 3001!
TARGET 3001! für Windows (ME/NT4/2000/XP/Vista/Win7) bietet folgende Funktionen
- Schaltplan
- Bauteilerstellung
- Schaltungssimulation (PSPICE-Syntax)
- Platinen-Layout mit Autoplatzierer
- Autorouter
- 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.
TinyCAD
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.
VeeCAD
VeeCAD Stripboard Layout Editor ist ein Werkzeug, um Lochrasterplatinen zu entwerfen. VeeCAD ist als kommerzielle Version und als eingeschränkte Freiversion erhältlich.
ZenitPCB Suite
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.