[TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

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a-wai
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[TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par a-wai » 21 févr. 2019, 12:48

Salut à tous,

À la demande générale, voici un petit tuto pour faire de belles images 3D de vos PCBs sous KiCAD :)

Et au fond, c'est très simple : avec les libs standard KiCAD, beaucoup d'empreintes ont un modèle 3D associé. Donc en premier lieu, vous faites votre PCB, par exemple un truc qui ressemblerait à ça :

Image

Ensuite, dans le menu Affichage, cliquez sur 3D Visualisateur, et une nouvelle fenêtre s'ouvre :

Image

Vous avez alors une vue 3D de votre PCB avec ses composants, que vous pouvez zoomer avec la molette de la souris, déplacer en cliquant sur la molette, ou faire tourner en cliquant sur le bouton gauche.
N'hésitez pas à fouiller dans les menus pour découvrir les différentes options, les principales étant :
  • Menu Fichier -> Exporter la Vue en Cours en PNG ou JPEG pour faire une sorte de capture d'écran
  • Le cube bleu dans la barre d'outils lance un rendu en raytracing, un peu plus sympa que le rendu de base (toujours intéressant à faire avant un export)
Voilà, vous savez tout :mrgreen:







Non, ça suffit pas ? Bon, très bien, vous l'aurez voulu :twisted:

Donc, reprenons : dans la petite capture ci-dessus, on voit bien qu'il manque quelques composants, en l'occurrence les supports de tubes, ainsi qu'un petit bornier situé dans le coin supérieur gauche.
Il se trouve que ces composants n'ont pas de modèle 3D associé dans la lib standard KiCAD, malheureusement. Qu'à celà ne tienne, on va bien trouver une solution !

Commençons par la partie compliquée : les tubes !

En fait, les empreintes fournies par KiCAD (Valve_ECC-83-2 dans mon cas) sont faites pour les sockets classiques tels que ceux-ci, pas particulièrement prévus pour un montage sur PCB à la base...
Pour un projet comme celui-ci, on préfèrerait des sockets pour PCB, comme ceux-ci ou encore ceux-là.

En fouillant un peu sur la grande ternette, je suis tombé sur un repo Github contenant des empreintes de tubes un peu plus sympas dans la branche Valve_3D_06, plus particulièrement dans ce dossier.
On y trouve notamment un fichier Valve_Noval-B9A_Belton-VT9-PT_Socket.kicad_mod qui semble correspondre parfaitement à ce qu'il nous faut, pour le télécharger il faut faire comme suit :
  • Cliquer sur le nom du fichier
  • Quand le contenu du fichier est affiché, cliquer sur le bouton Raw, en haut à droite de la zone de texte
  • Enregistrer le fichier en faisant un classique Ctrl+S
C'est bien mignon, mais maintenant on en fait quoi ?
Eh bien on commence par se le mettre de côté sur son disque, idéalement dans un dossier dédié (une lib perso, quoi), puis on va l'ajouter à notre projet.
Pour ça, je recommande de créer un dossier ProjectLib.pretty dans le répertoire du projet KiCAD (et dans lequel on copiera l'empreinte téléchargée), et ajouter ce dossier aux libs d'empreintes (menu Préférences -> Configurer les Librairies d'Empreintes...) : on commence par cliquer sur le bouton Ajouter Librairie, puis on entre ProjectLib dans la case Pseudo nom et ${KIPRJMOD}/ProjectLib.pretty dans la colonne Chemin Librairie.

Image

Ceci indiquera à KiCAD d'aller chercher les empreintes de la lib ProjectLib dans le dossier ProjectLib.pretty, lui-même situé dans le dossier du projet (assez utile pour partager un projet avec des empreintes non disponibles dans la lib standard).

Une fois ceci fait, on peut substituer l'empreinte sur notre PCB, point que je ne détaillerai pas, ce qui donne le résultat suivant :

Image

Et voici la visu 3D correspondante :

Image

Pas beaucoup mieux, n'est-ce pas ?
Bon, on revient sur notre PCB, et on édite l'une des empreintes de socket, soit en double-cliquant dessus, soit avec le raccourci clavier E (pendant que la souris est sur le socket, bien sur). Dans la fenêtre qui s'ouvre, on clique sur l'onglet Paramètres 3D tout en haut, et ça devrait donner ceci :

Image

Dans la liste du haut, on voit 2 entrées, correspondant à des fichiers situés dans ${KISYS3DMOD}/Valve.3dshapes, c'est-à-dire le répertoire Valve.3dshapes du dossier des modules 3D de la lib standard KiCAD. Ces données sont fournies par le fichier d'empreinte, mais comme celui-ci ne vient pas de la lib standard, il y a peu de chances que le modèle 3D s'y trouve, forcément ;)
Bref, un petit tour sur github, et on voit que la même personne possède un repo dédié aux modèles 3D, dans lequel on trouve dans une branche Valve_3D_08 un dossier Valve.3dshapes contenant plein de fichiers très intéressants.

Nous allons donc télécharger les fichiers Valve_Noval-B9A_Belton-VT9-PT_Socket.wrl et Valve_Tube_Noval-B9A.wrl qui correspondent à ce qu'on a vu dans la fenêtre précédente, et les placer dans un dossier 3D situé dans notre répertoire projet.
Une fois ceci fait, nous allons modifier les noms des fichiers en cliquant sur le bouton Éditer Nom Fichier et en remplaçant (pour les 2 fichiers) ${KISYS3DMOD}/Valve.3dshapes par ${KIPRJMOD}/3D, ce qui donne (après un petit zoom et recadrage de la prévisualisation) le résultat suivant :

Image

On peut donc afficher à nouveau notre visu 3D :

Image

Et là, nouveau hic, nos modifs n'ont impacté que l'empreinte sur laquelle nous avons cliqué ! Dans le cas où on n'a que 2 ou 3 exemplaires d'une empreinte sur un PCB, on peut reporter les modifs manuellement, mais on peut aussi modifier directement le fichier empreinte pour lui indiquer le bon chemin où chercher les fichiers 3D. Une fois ceci fait (soit avec un éditeur de texte, soit directement avec l'éditeur d'empreintes de KiCAD, mais ce n'est pas le sujet de ce tuto), il suffit de substituer à nouveau les empreintes pour appliquer les changements :

Image

Bien, le plus dur est fait, voyons maintenant ce bornier à vis !

N'ayant pas trouvé de modèle 3D adapté dans les libs KiCAD, que ce soit dans le standard ou chez un développeur tiers (bon, je n'ai pas cherché longtemps, j'avoue), il va falloir aller regarder ailleurs.
Le patron m'ayant fait découvrir GrabCAD il y a peu, c'est là que je suis allé fouiller, et effectivement il y a de la matière ! En cherchant screw terminal (oui, mieux vaut utiliser les désignations anglaises) je suis tombé sur ce modèle qui semble coller parfaitement.

NOTE IMPORTANTE : GrabCAD vous permet d'utiliser les fichiers présents sur le site uniquement pour un usage interne et non-commercial. Concrètement, ça veut dire que vous pourrez faire de jolies images, mais n'avez absolument pas le droit de partager ces fichiers, ce qui peut être gênant si vous voulez rendre vos fichiers publics (il suffira de ne pas inclure le dossier 3D dans la copie que vous partagerez, tout fonctionnera normalement mais il manquera certains modèles 3D à vos destinataires s'ils veulent faire un rendu de leur côté).

Après l'avoir téléchargé, on colle le fichier Screw Terminal Block 5mm Blue 2-way.step dans le dossier 3D de notre projet, et on peut passer à l'édition d'empreinte du bornier, qui ressemble sans surprise à ça :

Image

On supprime la ligne existante de la liste en cliquant sur le bouton Suppr. Forme 3D, puis on ajoute une nouvelle ligne avec Ajout Forme 3D. On navigue alors dans notre dossier 3D, puis on sélectionne le fichier en question :

Image

Bon, on s'approche, même s'il y a visiblement encore quelques réglages à faire :

Image

Image

Pour celà, on va regarder dans la partie gauche de la fenêtre et jouer avec les valeurs de rotation et d'offset jusqu'à trouver les bonnes valeurs, ici il faudra indiquer :
  • Une rotation de -90° sur l'axe X
  • Un offset de +2.5mm sur l'axe X
On peut alors vérifier que notre modèle 3D fonctionne parfaitement avec l'empreinte choisie :

Image

Et surtout, que le pins tombent bien dans les trous prévus à cet effet :

Image

À noter que si le modèle 3D est trop petit ou trop grand par rapport à l'empreinte (ce qui se verra notamment à l'espacement des pins, qui tomberont à côté des trous), on peut jouer sur le paramètre Échelle, là encore sur les axes X, Y et/ou Z, pour adapter le modèle à la taille de l'empreinte.

Le rendu final est donc complet et plutôt sympa (pour cette fois j'ai activé le raytracing) :

Image

BONUS

Pour aller plus loin, par exemple si on a plusieurs PCBs pour un même projet, ou si on veut ajouter d'autres éléments à notre visu qui ne peuvent pas être gérés par KiCAD (des vis, un boitier etc...), il va falloir changer de logiciel.
Pour ce faire, on va commencer par exporter notre visu 3D dans un fichier VRML, en passant par le menu Fichier -> Exporter -> VRML. Idéalement il faut choisir une origine proche du centre du PCB, et les unités seront en mm :

Image

Ensuite, il ne reste qu'à ouvrir le fichier avec FreeCAD, et une fois qu'on en a terminé, on peut exporter la vue courante via le menu Outils -> Enregistrer l'image... :

Image

Et voilà :)
Modifié en dernier par a-wai le 22 févr. 2019, 11:23, modifié 2 fois.

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 21 févr. 2019, 13:06

Alors là, bravo :good: ! C'est tout ce qu'il me fallait. Manque plus qu'un petit cours sur le lien Kicad 3D et FreeCAD et on sera au top :dance: :banana: :dance: :banana:
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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par bilbo_moria » 21 févr. 2019, 13:17

Enorme ! Merci !

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par a-wai » 21 févr. 2019, 14:38

Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 13:06
Manque plus qu'un petit cours sur le lien Kicad 3D et FreeCAD et on sera au top :dance: :banana: :dance: :banana:
Euh, c'est à dire ? Tu peux exporter la 3D KiCAD au format VRML comme je l'ai indiqué à la fin, et ensuite ouvir le fichier avec FreeCAD, mais c'est tout, à ma connaissance il n'y a pas vraiment de "lien" entre les 2 :think:

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 21 févr. 2019, 15:50

Ah bah il m'avait semblé que McColson avait fait un travail associant les deux logiciels pour le module de reverb Belton (genre tu dessines une pièces dans freeCAD et tu l'exportes - je ne sais si le terme est bien choisi - vers Kicad pour l'intégrer à la bibliothèque de modèles 3D), non?

En bidouillant dans Kicad, je me suis aperçu qu'en fait le logiciel n'associait pas automatiquement les modules 3D aux empreintes, d'où mon pcb quasi vide... Et apparemment, la version 4 n'est pas compatible avec les modules 3D récents (j'aurais dû m'en douter). Par exemple la diode DO-41 RM10 de la version 4 et son module 3D ne fonctionnent pas : le résultat est un module 3D énorme par rapport à l'emplacement dédié sur le pcb...
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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par a-wai » 21 févr. 2019, 18:31

Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 15:50
Ah bah il m'avait semblé que McColson avait fait un travail associant les deux logiciels pour le module de reverb Belton (genre tu dessines une pièces dans freeCAD et tu l'exportes - je ne sais si le terme est bien choisi - vers Kicad pour l'intégrer à la bibliothèque de modèles 3D), non?
Ah oui, tu parles de ce tuto ;)
Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 15:50
En bidouillant dans Kicad, je me suis aperçu qu'en fait le logiciel n'associait pas automatiquement les modules 3D aux empreintes, d'où mon pcb quasi vide...
Hmmm, ça dépend des empreintes, mais c'est globalement le cas avec une version récente, au moins pour les composants les plus courants (pour mon projet il ne me manquait que les tubes, les jacks, les potars et les borniers, le reste -- résistances, diodes, condos, relais, AOPs -- avait un modèle 3D par défaut)
Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 15:50
Et apparemment, la version 4 n'est pas compatible avec les modules 3D récents (j'aurais dû m'en douter). Par exemple la diode DO-41 RM10 de la version 4 et son module 3D ne fonctionnent pas : le résultat est un module 3D énorme par rapport à l'emplacement dédié sur le pcb...
Question bête : pourquoi ne pas passer à la v5, d'autant que les améliorations sont notables ?

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 21 févr. 2019, 18:51

Ah oui, tu parles de ce tuto ;)
Voilà, oui c'est ça :oops: :oops: :oops:
Question bête : pourquoi ne pas passer à la v5, d'autant que les améliorations sont notables ?
Je l'ai fait au sur le PC du boulot, mais je suis tellement habitué à la v4 que je me la suis joué vieux sédentaire à l'aise dans ses vieilles charentaises... Je vais faire la mise à jour vers la v5 ce soir et je vous tiens au jus!
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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par McColson » 21 févr. 2019, 19:16

Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 18:51
Ah oui, tu parles de ce tuto ;)
Voilà, oui c'est ça :oops: :oops: :oops:
Bravo a-wai, super tuto, ça enchaîne en ce moment ;-)
:mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
Le tuto que j'avais fait était pour aligner le modèle 3D à l'empreinte définitivement. a-wai devra réaligner son modèle 3D à son empreinte pour tout nouveau projet.
Un fois ton modèle 3D trouvé, tu peux donc l'aligner une bonne fois pour toute dans freecad avec kicad StepUp. L'objectif pour moi était de pouvoir proposer des empreintes + modèle 3D à Kicad, ou via le github du site au plus grand nombre. Il me fallait donc l'aligner de manière automatique.
Mais si tu en as besoin qu'une fois ou 2, le tuto d'a-wai est bien plus utile et rapide que ma solution ;-)

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par bilbo_moria » 21 févr. 2019, 20:30

Pote Gui a écrit :
21 févr. 2019, 18:51
Je l'ai fait au sur le PC du boulot, mais je suis tellement habitué à la v4 que je me la suis joué vieux sédentaire à l'aise dans ses vieilles charentaises... Je vais faire la mise à jour vers la v5 ce soir et je vous tiens au jus!
Je suis passé sur la V5 et je suis un vieux c* qui renâcle à chaque mise à jour. Donc j'ai râlé mais au final je me sens raisonnablement à l'aise avec la V5 bien que je n'aie pas retrouvé certaines fonctions décrites dans ton tuto (une bible pour moi, et je suis sérieux !), voire pas retrouvé certaines fonctions décrites dans la doc officielle V5 (je suis sous Mac, c'est peut-être pour ça, mais je crois l'avoir également installé sous Win 10 et avoir eu le même problème ...)

Tu as peut-être besoin de sauvegarder tous tes projets "V4" avant de les ouvrir en V5 au cas où ... (ouaip, je suis parano)

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 21 févr. 2019, 21:00

Ben je viens de faire la mise à jour, si l'on peut dire, et ça fonctionne moyen au niveau de la 3D. Toujours des problèmes de taille du modèle 3D par rapport à l'empreinte; ce n'est plus sur les diodes mais sur les transistors... Bref, il faudrait repartir d'un projet neuf pour pouvoir statuer mais là c'est pas top... Bon, mon PC n'est pas de première jeunesse non plus... Et puis j'ai fait une installation à la porc, en écrasant les fichiers de la v4 plutôt que de désinstaller proprement... au pire, j'ai gardé le fichier d'installation de la v4 donc bon... À suivre...
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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par McColson » 21 févr. 2019, 22:30

J'ai fait la même erreur que toi, le problème en écrasant les fichiers de la V4 c'est que ça fou le bordel au niveau des librairies, je te conseille de virer la v4 et d'installer kicad dans un nouveau répertoire bien propre !

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 22 févr. 2019, 10:18

Je vais faire ça; juste pour dire que le problème des empreintes 3D est un problème d'échelle entre l'empreinte du pcb et celle du composant. En jouant avec l'échelle du composant, on parvient à faire rentrer tout cela dans l'ordre.
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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par a-wai » 22 févr. 2019, 11:23

Très juste, j'ai ajouté une remarque à ce sujet du coup, merci !

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Re: [TUTO] Avoir un beau rendu 3D de son PCB avec KiCAD

Message non lu par Pote Gui » 22 févr. 2019, 11:47

Bon, j'ai désinstallé proprement Kicad, redémarré le PC et réinstallé Kicad v5 et ... non, ça ne marche pas. Enfin, un autre problème surgit que vous pourrez constater sur les captures d'écran qui suivent et que je m'en vais vous décrire :

Le premier est donc que le dossier nommé "packages3d" semble désormais protégé en écriture (c'est malin), ce qui n'était pas le cas avant que je désinstalle/résinstalle Kicad. C'est un peu gonflant d'ailleurs, au même titre que pour les librairies d'empreintes. Bref, un peu de souplesse à ce niveau-là ne ferait vraiment pas de mal.

Le second est que si je change le chemin du dossier des formes 3D afin de contourner l'interdiction d'écriture, que je lui attribue un chemin vers un dossier dédié (nommons-le "3D") dans le dossier du projet Kicad sur lequel je suis en train de travailler, alors s'ouvre une fenêtre d'alerte (pas bon) dont le message est, comme à l'accoutumée, sibyllin (merci windows) :mur: :mur: :mur:

:sos:
Fichiers joints
Capture Kicad.pdf
(40.69 Kio) Téléchargé 10 fois
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Message non lu par a-wai » 22 févr. 2019, 12:35

En fait, tu n'as pas à faire ça, vu que ça affecte le répertoire "système" des formes 3D (raison pour laquelle il est protégé en écriture, je suppose, en tous cas sous linux ça a toujours été le cas)
Quand tu suis le tuto, tu peux mettre ton fichier 3D n'importe où, le dialogue de sélection de la forme 3D (quand tu cliques sur Ajout Forme 3D) te permettra de le trouver (mais dans le dossier projet c'est quand même mieux pour bien ranger ses affaires hein ;) )

Pour ce qui est du message de debug, tu as essayé de cliquer sur Annuler ? Il a pas l'air bien méchant et ne devrait pas affecter le fonctionnement du soft outre mesure.

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