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Darstellung in KiCAD

Darstellung des Layouts für Lochrasterplatinen

Die Schaltbilder und Layouts von Leiterplatten werden in der Praktischen Elektronik mit dem Entwurfsprogramm KiCAD erstellt.

Siehe: Programme für den Entwurf von Elektronik.

An dieser Stelle wird beschrieben, wie in der Praktischen Elektronik

Beispiel

Anhand dieses Beispiels wird die Darstellung des Layouts von Lochrasterplatinen beschrieben.

  • Das Layout von Lochrasterplatinen kann meistens nicht 1 zu 1 auf geätzte Schaltungen übertragen werden.

Schaltbild

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Bild 1: Schaltbild des Beispiels

Die Schaltung in Bild 1 enthält verschiedenartige Bauelemente anhand derer die Darstellung des Layouts erläutert wird. Die Schaltung selbst ist im Grunde belanglos.

Attention >

In Schaltbildern werden europäische Symbole verwendet.

Layout

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Bild 2: Layout des Beispiels für Lochrasterplatine

Das Layout der Schaltung in Bild 2 ist keineswegs optimal. Es dient vielmehr der Beschreibung und Darstellung des Layout.

Sicht

Die Sicht ist immer von oben auf die Leiterplatte.

Bauelemente und Verbindungen auf des Unterseite werden aus dieser Blickrichtung dargestellt. Sie werden von oben sozusagen per Röntgenblick betrachtet. Texte auf der Unterseite sind deshalb spiegelverkehrt.

Lochrasterplatine

Den Rand der Platine bildet eine geschlossene gelbe Linie. Dünne rote Linien bilden das Raster (2,54mm*2,54mm) der Lochrasterplatine. Die roten Zahlen am Rand erleichtern die Orientierung.

Wir gehen von einer Lochrasterplatine mit durchkontaktierten Lötpunkten aus. Die Lötpunkte und Bohrungen der Lochrasterplatine sind nicht dargestellt, wenn es nicht notwendig ist. Wenn ein durchkontaktierter Lötpunkt wichtig ist, wird er als Via dargestellt. Insgesamt gibt es sechs Vias, z.B. am Raster 2,2.

Leiterbahnen auf der Unterseite sind grün, die auf der Oberseite rot. Diese Leiterbahnen werden später mit dünnem Draht hergestellt. Die grünen Leiterbahnen der Unterseite werden von oben sozusagen per Röntgenblick betrachtet.

Bauelemente

Die Bauelemente sind entsprechend ihrem Fussabdruck (Größe, Lage der Anschlüsse) eingetragen. Die Bezeichnung des Bauelements und meistens sein Wert identifizieren es.

Die meisten Bauelemente sind von der Oberseite montiert. Die vier Stiften J1 bis J4 und der SMD-Transistor Q2 sind allerdings von der Unterseite montiert. Der Rahmen ist violett und die Bezeichnung gespiegelt.

Nur die Transistoren Q1 und Q2 sind SMD-Bauelemente. Die Anschlüsse aller andren werden in Bohrungen der Lochrasterplatine gesetzt. Die gelben Punkte bzw. Quadrate sind die Anschlüsse. Die Quadrate dienen der Orientierung der Bauelemente. Widerstände haben keine Orientierung und deshalb kein Quadrat. Die Symbole und die Beschriftung erleichtern die Orientierung. Beim Kondensator C1 ist beispielsweise der +-Pol bezeichnet.

SMD-Bauelemente

Die SMD-Bauelemente können auf der Oberseite (Q1) und der Unterseite (Q2 und R6) montiert sein. Sie werden auf vier bzw. zwei benachbarte Lötpunkte gesetzt.

R6 (oben) liegt zwischen zwei Lötpunkten. Q3 (links) wird von der Unterseite eingelötet. Die Lötpunkte sind grün dargestellt. Q3 ist übrigens gespiegelt eingezeichnet, wieder wie per Röntgenblick. Ein Anschluss liegt zwischen zwei Lötpunkten er wird über einen Draht mit den beiden Lötpunkten verbunden. Dieses ist durch eine dicke grüne Linie dargestellt.

Q1 ist auf der Oberseite montiert. Die beiden roten Lötpunkte liegen wie die nach links abgehende Verbindung oben. Die unteren beiden Lötpunkte sind Vias. Die abgehenden Leitungen liegen unten. Durch die Vias können die beiden Anschlüsse des SMD-Bauteils oben verlötet werden. Ein Anschluss liegt zwischen zwei Lötpunkten er wird über einen Draht mit den beiden Lötpunkten verbunden. Dieses ist durch eine dicke rote Linie dargestellt.

Drahtbrücken

Bei Lochrasterplatine mit durchkontaktierten Lötpunkten kann über einen Lötpunkt entweder ein Draht auf der Ober- oder Unterseite geführt werden. Kreuzen sich eine rot und grüne Leiterbahn, wird durch den durchkontaktierten Lötpunkt eine unerwünschte Verbindung hergestellt.

Kreuzungen müssen bei Lochrasterplatinen - auch bei einseitigen - mit isolierten Drahtbrücken hergestellt werden. Sie können sowohl auf der Ober- als auch der Unterseite eingesetzt werden.

Im Layout werden sie für die Oberseite als gelbe und die Unterseite als magenta Verbindungen dargestellt. Sie sind in Bild 2 mit JP1 bis JP4 beschriftet. JP1 und JP3 liegen oben.

3D-Darstellung

Das Verlegen der Leiterbahnen auf der Unterseite führt immer wieder zu Irrtümern, da die Bahnen von der Unterseite spiegelbildlich betrachtet werden müssen.

Ein Bild dieser Sicht ist deshalb meistens in der Beschreibung des Aufbaus einer Schaltung enthalten. Die 3D-Darstellung erleichtert die Vorstellung der Seite. Alle auf der Unterseite liegenden Bauelemente inklusive der Drahtbrücken sind dargestellt. Das Raster erleichtert die Orientierung.

Die 3D-Darstellung zeigt die Leiterbahnen wie sie real liegen. Einen Röntgenblick gibt es nicht.

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Bild 3: Platine von oben in 3D

Diese 3D-Sicht der Platine zeigt alle auf der Oberseite montierten Bauelemente und auch die Drahtbrücken. Nur die benutzten Lötpunkte sind dargestellt. Alle anderen werden durch das Raster angedeutet. Die Bauelemente sind beschriftet.

Verbindungen auf der Oberseite sind natürlich auch dargestellt. Sie werden später mit Drähten hergestellt. Insbesondere kann gesehen werden, wie die SMD-Bauteile Q1 und R6 eingelötet werden.

Darstellung-brd-Bottom-3D_s.png
Bild 4: Platine von unten in 3D

Diese 3D-Sicht der Platine zeigt alle auf der Unterseite montierten Bauelemente und auch die Drahtbrücken. Die Bauelemente sind beschriftet.

Insbesondere kann gesehen werden, wie die SMD-Bauteile R6 und Q3 eingelötet werden.

Schaltbilder

Für Schaltbilder werden europäische Symbole verwendet.

Darstellung des Layouts für Lochrasterplatinen

Eigentlich werden für Lochrasterplatinen maximal zwei Lagen benötigt.

Aber für eine übersichtliche Darstellung sind vier Lagen besser:

  • Leiterbahnen auf der Oberseite
  • Leiterbahnen auf der Unterseite
  • Drahtbrücken auf der Oberseite
  • Drahtbrücken auf der Unterseite

Das ist nur mit KiCad oder einer teuren lizenzierten Version von Eagle möglich.

Darstellung des Layouts

Die Sicht ist von oben auf die Platine.

Die dünnen roten Linien stellen das Raster (2,54mm) der Platine dar. Die Zahlen helfen beim Zählen des Rasters.

Die Verbindungsleitungen sind grün dargestellt und befinden sich auf der Unterseite, werden sozusagen mit Röntgenaugen durch die Platine gesehen.

Die Verbindungsleitungen werden auf der Unterseite mit dünnem Draht erstellt. Dieses ist im Löten für Anfänger beschrieben.

Verbindungen können bei beidseitigen Lochrasterplatinen auch auf der Oberseite verlegt werden. Sie sind im Layout rot dargestellt (dick).

Die gelben Punkte sind Bohrungen durch die Anschlüsse von Bauelementen gesteckt und auf der Unterseite verlötet werden.

Eine Lochrasterplatine hat an jedem Rasterpunkt eine Bohrung und auf der Unterseite einen Lötpunkt. Hier werden nur die benutzten Bohrungen dargestellt.

Die Bauelemente wie z.B. Widerstände, Kondensatoren LEDs und ICs sind schematisch dargestellt.

Der Text bezeichnet und beschreibt die Bauelemente.

Zusammenfassung

Die folgende Tabelle beschreibt die Darstellung. Für die Interpretation des Layouts ist die Farbe wichtig. Die die relevanten Farben sind fett dargestellt.

Element Farbe Layer Breite Anmerkung
Leiterbahn Unterseite grün B.Cu 0,3 Raster 2,54
Leiterbahn Oberseite rot F.Cu 0,3 Raster 2,54
Drahtbrücken Oberseite gelb In1.Cu 0,3 Raster 1,27
Drahtbrücke Unterseite magenta In2.Cu 0,3 Raster 1,27
Via 1,8*0,8 Raster 2,54
Drahtbrücke 3D magenta Margin 0,8 Add footprints aus
Tools/KiCad/packages3d/Jumper_THD.3dshapes
Raster Oberseite rot F.Paste 0,05
Raster Unterseite türkis B.Paste 0,05
Zähler am Rand rot F.Paste 1,5 * 1,5 * 0,3
Kantenschnitt dick gelb Edge.Cuts 0,2
Ecken für Ausschnitt dünn gelb Eco2.User 0,01
Datei->Export->SVG B.Paste, Margin aus
Board area only
All in one File

3D Darstellung von Lochrasterplatinen

Die 3D Darstellung enthält:

  • Leiterbahnen auf der Oberseite
  • Leiterbahnen auf der Unterseite
  • Raster auf der Oberseite
  • Raster auf der Unterseite
  • Zähler für Raster
  • Drahtbrücken
  • Bezeichnung der Bauelemente
  • Weitere Hinweise