Schaltungen simulieren mit KiCad und weiteren Tools

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Der kleine Alchemist
└─ Lötwasser und Flussmittel für das Kaltlöten
   └─ Leiterplatten ätzen
      ├─  Leiterplatten-Layout drucken & übertragen
      ├─  Lötstoppmaske selbst aufbringen
      └─ KiCad – Einstieg für Autarke
         ├─ Schaltungen simulieren mit KiCad und weiteren Tools
         └─ Logik-Simulatoren
      └─ USB-Messgeräte für PC und Laptop
└─ Freie Software als Grundlage für eine kleine Industrie
   └─ Freie Software für produktives Arbeiten
      └─ Technische Souveränität → Digitale Autarkie

Schaltungen simulieren mit KiCad und weiteren Tools

Bevor du eine Leiterplatte ätzt oder baust, ist es sehr sinnvoll, die Schaltung zuerst zu simulieren. So kannst du Spannungen, Ströme, Frequenzverhalten oder das Ein-/Ausschaltverhalten prüfen, ohne Bauteile zu verschwenden.

KiCad mit ngspice (integrierte Simulation)

Die beste Lösung für Autarke: KiCad bringt bereits einen leistungsfähigen Simulator mit – ngspice.

• Voll integriert in Eeschema (Schaltplan-Editor)
• Kostenlos, Open Source, läuft offline
• Unterstützt DC, AC, Transient, Operating Point und mehr
• Kompatibel mit vielen SPICE-Modellen (LTspice, PSpice etc.)

Vorteile

• Du arbeitest direkt im gleichen Schaltplan, den du später für die Platine verwendest.
• Kein Export/Import nötig.
• Läuft gut auf älterer Hardware unter Linux.

Schnellstart ngspice in KiCad

1. Schaltplan in Eeschema öffnen.
2. Spannungsquellen, Masse und Bauteile mit SPICE-Attributen versehen (falls nötig).
3. Inspect → Simulator aufrufen.
4. Simulationsart wählen (z. B. Transient für Zeitverlauf).
5. Probes (Messfühler) auf Netze setzen.
6. Simulation starten und Ergebnisse grafisch betrachten.

Tipp: Für komplexere Bauteile (Transistoren, OpAmps) brauchst du passende Modelle. Es gibt fertige Bibliotheken in der KiCad-Community.

Weitere empfohlene Simulatoren

Programm	Typ	Vorteile	Nachteile	Plattform
ngspice (in KiCad)	Integriert	Nahtlos mit KiCad, offline, professionell	Lernkurve bei Modellen	Linux, Windows, macOS
LTspice	Standalone	Sehr schnell, viele Modelle von Analog Devices, hervorragend für analoge Schaltungen	Weniger gut für digitale Schaltungen	Windows (läuft unter Wine auf Linux)
Qucs / Qucs-S	Standalone	Gut für RF- und nichtlineare Schaltungen, Open Source	Etwas ältere Oberfläche	Linux, Windows, macOS
Falstad Circuit Simulator	Online	Sehr einfach und visuell, ideal für Einsteiger	Begrenzt für komplexe Schaltungen	Browser (auch Offline-Version möglich)
SimulIDE	Standalone	Echtzeit-Simulation, Breadboard-Ansicht	Noch in Entwicklung	Linux, Windows

Empfehlung für autarkwiki.frei3.de

1. Anfänger: Starte direkt mit der ngspice-Integration in KiCad.
2. Fortgeschrittene analoge Schaltungen: LTspice zusätzlich nutzen.
3. Digitale Logik / Mikrocontroller: Logisim-evolution oder Tinkercad Circuits (für schnelle Tests).

Praktische Tipps

• Beginne mit einfachen Schaltungen (LED + Widerstand, Transistor-Schalter, 555-Timer).
• Lerne grundlegende SPICE-Befehle (.tran, .ac, .dc).
• Modelle für gängige Bauteile sammeln und lokal speichern (für echte Autarkie).
• Simulation ersetzt nicht das reale Testen auf Breadboard, aber reduziert Fehler massiv.

Dieser Artikel wird laufend erweitert. Deine Erfahrungen mit Simulationen, gute Modelle oder Tipps für alte Hardware sind herzlich willkommen!