Projektowanie płytek drukowanych za pomocą KiCad (5)

To już kolejny opis programu KiCad w czasopiśmie ZE. W marcu 2026 roku wydana została nowsza, dziesiąta wersja KiCada i opis ten oparty jest na tej wersji programu zainstalowanej w systemie Windows 11. To jeszcze dwie kolejne części, opisujące pokrótce zagadnienie bibliotek nowego KiCada.

Poniższy dwuczęściowy artykuł opisuje ideę i wykorzystanie bibliotek w programie KiCad. Z konieczności nie obejmuje on wszystkich zagadnień obsługi tego programu, bo artykuł stałby się zbyt obszerny i musiałby być publikowany przez kilka kolejnych miesięcy.

Format bibliotek KiCada

Na początku omówimy format bibliotek KiCada. W najstarszych wersjach KiCada biblioteki elementów miały postać pliku. Jeden plik biblioteki o rozmiarze kilkudziesięciu–kilkuset kB zawierał w sobie wiele elementów bibliotecznych. Później rozpoczęto prace nad bibliotekami sieciowymi dostępnymi online oraz wprowadzono tak zwane tabele bibliotek. Na potrzeby bibliotek sieciowych opracowano nowy format bibliotek footprintów nazwany „pretty” (ang. ładny, piękny). Biblioteka w formacie pretty to folder o nazwie według szablonu nazwa_biblioteki.pretty, który zawiera wiele plików bibliotek. Nazwa pliku biblioteki to nazwa elementu. Jeden element to plik o małym rozmiarze kilku–kilkunastu kB. Mały rozmiar pliku biblioteki miał zapewnić szybkie wczytywanie przez łącze internetowe elementów z bibliotek sieciowych. Takich plików z elementami w jednym folderze – bibliotece może być kilkaset i więcej. Przykładową bibliotekę footprintów Button_Switch_Keyboard.pretty, otwartą w menadżerze plików Double Commander, widzimy na rysunku 1.

 

 

W przypadku symboli schematowych i modeli 3D jest inne „rozszerzenie” folderu tych bibliotek: nazwa_biblioteki.kicad_symdir oraz nazwa_biblioteki.3dshapes dla modeli 3D. W przeszłości nieco chaotyczny rozwój KiCada spowodował, że mamy obecnie trzy formaty bibliotek schematowych! Najstarszy format – *.lib, nowszy format w postaci pliku *.kicad_sym oraz najnowszy format pretty, według szablonu nazwa_biblioteki.kicad_symdir zawierający pliki *.kicad_sym. W przypadku bibliotek płytkowych są to dwa formaty. Starszy *.mod oraz nowy format pretty. Z kolei biblioteki z modelami 3D w przeszłości występowały w postaci pliku *.wrl oraz źródłowym *.wings z programu Wings 3D. Obecnie używane modele 3D są w postaci plików *.step. W starszych wersjach KiCada pliki modeli 3D były zdublowane jako pliki *.wrl i *.step. Najnowsze wersje KiCada obsługują biblioteki modeli 3D w kilkunastu różnych formatach, a nie tylko *.step i *.wrl. Niestety nowy format bibliotek KiCada spowodował, że jednoczesne wczytanie tysięcy plików bibliotek o małym rozmiarze powoduje zauważalne spowolnienie przy pierwszym ich wczytaniu i większe niż zazwyczaj obciążenie pamięci RAM komputera. Widać to na rysunku 2, gdzie na dysku SSD i złączu starszej generacji SATAII w systemie Windows 10 wczytywanie bibliotek footprintów w KiCad 6 trwało trzy minuty! Początkowo w formacie pretty były tylko biblioteki płytkowe – footprinty. Później modele 3D, a w KiCad 10 są to również biblioteki symboli. Prace nad bibliotekami sieciowymi były przez kilka lat zawieszone, ale zostały ukończone. Czy to dobre rozwiązanie? Trudno powiedzieć. Jednak przy wolnych łączach i małej ilości pamięci RAM komputera mogą występować nie tylko zauważalne opóźnienia w działaniu KiCada, ale i w dostępie do bibliotek. Tym bardziej, że wolne wczytywanie bibliotek występuje nawet w przypadku szybkich dysków SSD.

Spójrzmy na rysunek 3, który przedstawia menadżera zadań systemu Windows.

Jak widać obciążenie pamięci RAM przez KiCada przekroczyło 11GB, po tym gdy dodałem dodatkowe biblioteki do standardowych bibliotek KiCada. Ze standardowymi bibliotekami KiCada obciążenie pamięci RAM wynosi około 4,6 GB. Jednak po dodaniu potrzebnych elementów do projektu i zaprzestaniu korzystania z bibliotek, obciążenie pamięci RAM przez KiCada spadło u mnie do około 400 MB. Nowy format „pretty” bibliotek KiCada miał zapewnić większą szybkość w dostępie do bibliotek. Tymczasem osiągnięto wręcz odwrotny efekt. Odnoszę wrażenie, że nieprzemyślany wiele lat temu rozwój KiCada doprowadził do bałaganu w systemie zarządzania bibliotekami i ich formatach. Bałaganu którego do chwili obecnej nie udało się uporządkować.
(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w czerwcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 6/2026). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 6/2026 znajduje się tutaj.

Krzysztof Kawa

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.