Open-Source-Hardware 17.000 KiCad-Komponenten für PCB-Designer frei verfügbar

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Das Europäische Kernforschungszentrum CERN gewährt freien Zugriff auf mehr als 17.000 erprobte Schaltungskomponenten für KiCad. Die professionell gepflegte Sammlung soll Entwicklern viel Recherchearbeit ersparen und den Designprozess beschleunigen.

Das Europäische Kernforschungszentrum CERN hat seine intern genutzte Bauteilbibliothek für die Leiterplatten-Software KiCad unter einer Open-Source-Lizenz veröffentlicht. Das Institut stellt damit einen Fundus von mehr als 17.000 elektronischen Bauteilen in einem öffentlichen GitLab-Repository zur Verfügung. Die Sammlung wird seit Jahren vom hauseigenen Design Office in Genf gepflegt und kontinuierlich für den täglichen Einsatz erweitert. Sie umfasst sowohl die Schaltungssymbole für den Schaltplan als auch die passenden Footprints für das finale Platinenlayout.

Mit der Freigabe unter der freizügigen Lizenz CERN-OHL-P richtet sich das Forschungszentrum an Entwickler weltweit, die eigene professionelle Schaltungen entwerfen. Die Veröffentlichung reiht sich dabei nahtlos in die Tradition des Instituts ein, Schlüsseltechnologien offen zugänglich zu machen. Bereits 1993 überließ das CERN den Quellcode des World Wide Web der Allgemeinheit. Darüber hinaus hat das Zentrum die Entwicklung der PCB-Software KiCad selbst maßgeblich vorangetrieben und mit der CERN Open Hardware Licence einen anerkannten Standard für offene Hardware-Projekte geschaffen.

Fokus auf Steckverbinder und Industriestandards

In der Entwicklungspraxis hat sich KiCad mittlerweile als eine feste Größe etabliert. Eine professionell kuratierte Bauteilsammlung, wie sie nun aus Genf vorliegt, nimmt Entwicklern einen großen Teil der aufwendigen Recherchearbeit ab. Zudem minimiert der Rückgriff auf bereits erprobte Bauteildaten das Fehlerpotenzial, welches beim manuellen Anlegen von neuen Schaltzeichen und Footprints unweigerlich entsteht.

Den mit Abstand größten Anteil innerhalb der neuen Bibliothek machen die Steckverbinder aus. Dies spiegelt den extrem hohen Bedarf an Stecker- und Mezzanine-Karten in der komplexen Forschungselektronik wider. Darüber hinaus deckt die Sammlung ein breites Spektrum an Standardkomponenten ab. Entwickler finden hier unter anderem vorbereitete Dateien für Logik-ICs, Analogbausteine sowie Interface-Komponenten. Auch Operationsverstärker, Regler, DC-DC-Wandler, Dioden und Transistoren sind Teil des umfangreichen Pakets. Vervollständigt wird das Angebot durch Quarze, Sensoren, LEDs, Relais, Optokoppler und ein lückenloses Sortiment an passiven Bauelementen.

Spezielle Strahlungschips und Präzisionstechnik

Ein besonderes Merkmal der veröffentlichten Datenbank ist die Integration von CERN-spezifischen Komponenten. Die Bibliothek beinhaltet fertige Symbole für hauseigene, strahlungstolerante Schaltkreise. Zu diesen sogenannten ASICs gehören beispielsweise die DC-DC-Wandler FEAST und bPOL sowie der Gigabit-Optikempfänger GBTIA. Ebenfalls enthalten ist der PICOTDC, ein Time-to-Digital-Wandler, der sich durch eine extrem hohe Auflösung im Pikosekunden-Bereich auszeichnet.

Welche ausgereifte Hardware auf Basis dieser Komponenten entstehen kann, dokumentiert das verwandte Open Hardware Repository. Eines der bekanntesten Beispiele hierfür ist die Ethernet-Erweiterung namens White Rabbit. Diese Technologie ermöglicht ein Ethernet-Timing mit einer Genauigkeit von unter einer Nanosekunde. Die Anwendung dieser Präzisionstechnik beschränkt sich längst nicht mehr auf rein physikalische Experimente am Genfer Teilchenbeschleuniger. Sie findet heute auch in kritischen Industrieanwendungen ihren Platz, etwa in europäischen Stromnetzen für die zeitliche Erfassung von Schaltvorgängen oder innerhalb der Finanzwelt zur exakten Synchronisation von globalen Handelsplätzen.

Die aktuelle Version der Bauteilbibliothek wird mit KiCad in der Version 9.x generiert. Nach Angaben der Verantwortlichen ist die Sammlung jedoch auch bereits mit der kommenden Version 10 der Leiterplatten-Software kompatibel.

Quellen und Links:
CERN KiCad-Bibliothek auf GitLab:
https://gitlab.cern.ch/ohwr/cern-kicad-libraries

Open Hardware Repository (OHWR):
https://ohwr.org/

 (mc)

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