2016年8月12日金曜日

kicadでピンヘッダの付きの回路を作る方法


公式ドキュメントだけでは詰まったので、メモを残します。
もっと良い手順があれば、教えていただけると嬉しいです。

なお、基本的な操作はkicadのドキュメントを参考にしてください。

KiCadことはじめ

全体像

この流れで説明していきます。

  1. kicadプロジェクトを作る
  2. ピンヘッダの回路部品ライブラリを読み込む
  3. ピンヘッダを利用した回路を作る
  4. 回路部品とフットプリントを紐付ける
  5. 回路からNetlistを出力する
  6. Netlistを利用してPCBにフットプリントを取り込む

kicadのプロジェクトを作る

kicadのプロジェクトは関連するファイルが複数作られるため、プロジェクト単位でディレクトリを分けることを個人的にお勧めします。

今回は「~/kicad/simple_led_pcb」というディレクトリを作り、その中にsimple_led.proを作成しました。

ディレクトリを作ります。
mkdir -p ~/kicad/simple_led_pcb

プロジェクトを新しく作ります。


「~/kicad/simple_led_pcb」にsimple_led_pcbというプロジェクトを作ることにして、OKをクリックします。


プロジェクトができました。


このsimple_led_pcbというプロジェクトを編集しながら説明を進めます。

ピンヘッダの回路ライブラリを読み込む

こちらのライブラリを利用させてもらいました。
ピンヘッダに関するzipファイルをダウンロードしてください。

解説ページ: Kicad Electronic CAD libraries
ダウンロードリンク: Connectors

プロジェクト作成時に作ったディレクトリ「~/kicad/simple_led_pcb」に「libraries」というディレクトリを作成し、その中でダウンロードしたzipファイルを解凍します。

コマンドで操作する場合、下記のようになります。手動で行っていただいても問題ありません。
mkdir ~/kicad/simple_led_pcb/libraries
mv ~/Downloads/lib_w_connectors.zip ~/kicad/simple_led_pcb/libraries
cd ~/kicad/simple_led_pcb/libraries
unzip lib_w_connectors.zip

zipを解凍するとw_connectors.libというファイルができます。
そのファイルを下記の操作でkicadに認識させると、ピンヘッダの回路が利用できるようになります。

回路編集ボタンをクリックして、回路エディタを開きます。


Preferences -> Component Librariesを開きます。


Component libraries filesのAddをクリックして、ライブラリへのパスを追加します。


パスを選んでOKをクリックしてください。


Component libraries filesの画面を下にスクロールすると、追加されたパスを確認できます。
追加できたらOKをクリックして、ライブラリの追加を終わります。


これでピンヘッダが回路で利用できるようになったはずです。

ピンヘッダを利用した回路を作る

回路作成モードで、部品マークを選択します。


部品マークを選択した状態で図面をクリックすると、部品選択モードになります。


「header」と入力するとヘッダピンが出てきます。


今回は4*1のピンを選びました。


使いたいピンヘッダを選んでOKをクリックすると、図面に設置できます。


これで、ヘッダピンを利用した回路が作れます。
なお、先頭にも書きましたが、基本的な操作は公式ドキュメントをご参照ください。

KiCadことはじめ

1番ピンに5V、4番品にGNDを接続すると、LEDが点滅する回路を作りました。


この回路をベースに、説明を進めます。

回路部品とフットプリントを紐付ける

PCB作成の楽をするために、回路部品とフットプリントを紐付けます。

回路の編集画面で、Tools -> Assign component footprintを選択します。


部品番号を割り振ってよいか聞いてくるので、OKを選択して先に進みます。


配置した部品のリストが表示されます。
リストは、左側が回路部品、右側がフットプリントを意味します。


下記のように回路部品とフットプリントを紐付けました。

LED -> LEDs:LED_0805
HEADER_4 -> Pin_Headers:Pin_Header_Straight_1x04
R -> Resistors_SMD:R_0603_HandSoldering


View selected footprintボタンをクリックすると、フットプリントを確認できます。


紐付けができたら、保存して紐付け設定画面を閉じます。

回路からNetlistを出力する

回路部品とフットプリントの紐付けができたらNetlistを出力します。

回路編集画面で「net」ボタンをクリックします。


Generateをクリックします。


「~/kicad/sample_led_pcb/simple_led_pcb.net」を作成します。


Netlistが出力できたら、フットプリントの作成に移ります。

Netlistを利用してPCBにフットプリントを取り込む

kicadのトップメニューでPCBマークをクリックして、PCB編集画面を開きます。


「net」ボタンをクリックします。


先程作成したNetlistがファイルパスとして指定されている状態で「Read Current Netlist」をクリックします。


Messatesにログが表示されたら、フットプリントが出力されているはずです。


Netlist画面を閉じて、フットプリントを確認します。
編集画面の状態によっては画面外にあったり、フットプリントがとても小さかったりするので、拡大縮小や画面の移動をしてみてください。


初期状態では部品が重なっています。
部品をずらすと、期待するフットプリントの出力を確認できます。


これ以後のPCB作成方法は、公式ドキュメントをご覧ください。

KiCadことはじめ > 4.プリント基板のレイアウト > 4.1.Pcbnew の使用

自分が詰まった部分の解説は以上です。
単語の間違いや、別の良い操作方法などがありましたら、ご指摘ください。
この情報が何かの役に立てば嬉しいです。

参考

Importing Libraries into KiCad
Going from Schematic to PCB Layout in KiCad (using Cvpcb)

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