KiCAD PCB 設計チュートリアル

KiCad は、電子回路図と PCB アートワークを作成するためのオープンソース ソフトウェア ツールです。その特異な表面の下に、KiCad は以下のスタンドアロン ソフトウェア ツールのエレガントなアンサンブルを組み込んでいます:

プログラム名	説明	ファイル拡張子
KiCAD	プロジェクト マネージャー	*.pro
エススキーマ	回路図エディタ (回路図とコンポーネントの両方)	*.sch、*.lib、*.net
CvPcb	足跡セレクター	*.net
Pcbnew	サーキット ボード エディター	*.kicad_pcb
ガーブ ビュー	ガーバー ビューア	いつものガーバー
Bitmap2component	ビットマップ イメージをコンポーネントまたはフットプリントに変換	*.lib、*.kicad_mod、*.kicad_wks
PCB 計算機	コンポーネント、トラック幅、電気的間隔、カラー コードなどの電卓	なし
Pl エディター	ページ レイアウト エディター	*.kicad_wks

KiCad は、複雑な電子ボードの開発と保守を成功させるために十分に成熟していると見なすことができます。基板サイズの制限はなく、最大 32 層の銅箔層、最大 14 層の技術層、および最大 4 層の補助層を簡単に処理できます。 KiCad は、プリント基板の作成に必要なすべてのファイル、写真プロッタ用の Gerber ファイル、穴あけファイル、コンポーネント ロケーション ファイルなどを作成できます。オープン ソース (GPL ライセンス) であるため、オープン ソースのフレーバーを備えた電子ハードウェアの作成を目指すプロジェクトにとって理想的なツールです。

電子回路図の描画

1. 最初にコンピュータで KiCad を実行します。 KiCad プロジェクト マネージャーのメイン ウィンドウに入ることができます。ここから、Eeschema、Schematic Library Editor、Pcbnew、PCB Footprint Editor、GerbView、Bitmap2Component、PCB Calculator、Pl Editor の 8 つのスタンドアロン ソフトウェア ツールにアクセスできます

2. 新しいプロジェクトを作成します。[ファイル]> [新しいプロジェクト] をクリックします。プロジェクト ファイルに tutorial1 という名前を付けます。プロジェクト ファイルの拡張子は自動的に「.pro」になります。 KiCad は専用のディレクトリを作成するように促し、[はい] をクリックして確認します。すべてのプロジェクト ファイルがここに保存されます。

3. 回路図の作成から始めましょう。回路図エディタ Eeschema を起動します .左から1番目のボタンです。

4. ページ設定アイコンをクリックします。 上部のツールバーにあります。ページ サイズを A4 に設定し、タイトルを Tutorial1 と入力します。必要に応じて、ここにさらに情報を入力できることがわかります。 [OK] をクリックします。この情報は、回路図シートの右下隅に表示されます。マウス ホイールを使用して拡大します。回路図プロジェクト全体を保存します:[ファイル]> [回路図プロジェクトを保存]。

5. 最初のコンポーネントを配置します。コンポーネントの配置アイコンをクリックします 右のツールバーにあります。

6. 回路図シートの中央をクリックします。コンポーネントの選択ウィンドウが画面に表示されます。抵抗を配置していきます。抵抗器の R で検索/フィルタリングします。デバイスが抵抗器の上にあることに気付くかもしれません。このデバイスの見出しは、コンポーネントが配置されているライブラリの名前であり、非常に一般的で便利なライブラリです。

7. それをダブルクリックします。これにより、[コンポーネントの選択] ウィンドウが閉じます。配置したい場所をクリックして、回路図シートにコンポーネントを配置します。

8. 拡大鏡アイコンをクリックして、コンポーネントを拡大します。または、マウス ホイールを使用してズームインおよびズームアウトします。ホイール (中央) マウス ボタンを押して、水平および垂直にパンします。

9. コンポーネント R の上にマウスを置き、「r」キーを押すと、コンポーネントが回転します。コンポーネントをクリックして回転させる必要はありません。

10. コンポーネントの中央を右クリックし、[コンポーネントの編集]> [値] を選択します。コンポーネントにカーソルを合わせて「v」キーを押すと、同じ結果が得られます。または、「e」キーを押すと、より一般的な編集ウィンドウに移動します。下の右クリック メニューに、使用可能なすべてのアクションのショートカット キーが表示されていることに注意してください。

11. コンポーネント値ウィンドウが表示されます。現在の値 R を 1 k に置き換えます。 [OK] をクリックします。

12. 別の抵抗を配置するには、抵抗を表示する場所をクリックします。コンポーネント選択ウィンドウが再び表示されます。

13. 以前に選択した抵抗器が履歴リストに R として表示されます。[OK] をクリックしてコンポーネントを配置します。

14. 間違えてコンポーネントを削除したい場合は、コンポーネントを右クリックして [コンポーネントの削除] をクリックします。これにより、コンポーネントが回路図から削除されます。または、削除するコンポーネントにカーソルを合わせて「del」キーを押します。

15. 回路図シートに既にあるコンポーネントを複製することもできます。これには、カーソルを合わせて「c」キーを押します。新しい複製コンポーネントを配置する場所をクリックします。

16. 2 番目の抵抗を右クリックします。ドラッグ コンポーネントを選択します。コンポーネントを再配置し、左クリックしてドロップします。

17. グリッド サイズを変更します。回路図シートでは、すべてのコンポーネントが大きなピッチ グリッドにスナップされていることに気付いたでしょう。右クリック> グリッド選択でグリッドのサイズを簡単に変更できます。一般に、回路図シートには 50.0 ミルのグリッドを使用することをお勧めします。

18. デフォルト プロジェクトで構成されていないライブラリからコンポーネントを追加します。メニューで [設定]> [コンポーネント ライブラリ] を選択し、[コンポーネント ライブラリ ファイル] の [追加] ボタンをクリックします。次に、電子回路図が完成するまで、上記と同様の手順で、電源とグランドのシンボルを配置し、ピンを追加し、ラベルを使用して接続を行うことができます。

19. 回路図のエラーをチェックします。 [電気的ルール チェックの実行] アイコンをクリックします。 上部のツールバーにあります。 [実行] ボタンをクリックします。断線などのエラーや警告を通知するレポートが生成されます。 0 エラーと 0 警告があるはずです。エラーまたは警告が発生した場合、回路図上のエラーまたは警告の位置に小さな緑色の矢印が表示されます。 [ERC ファイル レポートの作成] をオンにして [実行] ボタンをもう一度押すと、エラーに関する詳細情報が表示されます。

20. 部品表 (BOM) を作成するには、Eeschema 回路図エディタに移動し、部品表アイコンをクリックします。 上部のツールバーにあります。デフォルトでは、アクティブなプラグインはありません。 [プラグインの追加] ボタンをクリックして、プラグインを追加します。使用する *.xsl ファイルを選択します。この場合は、bom2csv.xsl を選択します。今すぐ生成を押します。ファイル (プロジェクトと同じ名前) は、プロジェクト フォルダーにあります。 *.csv ファイルを LibreOffice Calc または Excel で開きます。インポート ウィンドウが表示されるので、[OK] をクリックします。

プリント基板のレイアウト

1. KiCad プロジェクト マネージャから、Pcbnew アイコンをクリックします。 . Pcbnew ウィンドウが開きます。 *.kicad_pcb ファイルが存在しないというエラー メッセージが表示され、ファイルを作成するかどうか尋ねられた場合は、[はい] をクリックしてください。

2. いくつかの回路図情報を入力することから始めます。ページ設定アイコンをクリックします 上部のツールバーにあります。用紙サイズを A4、タイトルをチュートリアル 1 に設定します。

3. クリアランスと最小トラック幅を PCB メーカーが要求する値に設定することから始めることをお勧めします。通常、クリアランスを 0.25 に設定し、最小トラック幅を 0.25 に設定できます。 [デザイン ルール]> [デザイン ルール] メニューをクリックします。まだ表示されていない場合は、[Net Classes Editor] タブをクリックします。以下に示すように、ウィンドウ上部の Clearance フィールドを 0.25 に、Track Width フィールドを 0.25 に変更します。単位は mm です。

4. Global Design Rules タブをクリックし、Min track width を 0.25' に設定します。 [OK] をクリックして変更をコミットし、[デザイン ルール エディター] ウィンドウを閉じます。

5. ネットリスト ファイルをインポートします。 [ネットリストの読み取り] アイコンをクリックします。 上部のツールバーにあります。 Browse Netlist Files ボタンをクリックし、File selection ダイアログで tutorial.net を選択し、Read Current Netlist をクリックします。次に、[閉じる] ボタンをクリックします。

6. すべてのコンポーネントは、ラッツネストと呼ばれる細いワイヤ グループを介して接続されます。ボードのラッツネストを非表示にするボタン を押します。このようにして、すべてのコンポーネントをリンクするラッツネストを見ることができます。

7. 各コンポーネントにカーソルを合わせて「g」キーを押すと、各コンポーネントを移動できます。配置したい場所をクリックします。ワイヤのクロスオーバー数が最小になるまで、すべてのコンポーネントを移動します。次に、理想的な PCB レイアウトが得られるまで、ここで変更を加えることができます。

ガーバー ファイルの生成

カスタム回路設計が完了したら、各レイヤーのガーバー ファイルを生成し、PCB 製造のためにメーカーに送信できます。

1. KiCad から Pcbnew ソフトウェア ツールを開き、アイコンをクリックしてボード ファイルをロードします。 .

2. [ファイル]> [プロット] をクリックします。 Plot Format として Gerber を選択し、すべての Gerber ファイルを配置するフォルダーを選択します。 [プロット] ボタンをクリックして続行します。

この文章で言及されているすべての操作は、KiCad の全体的な機能の一部にすぎません。より詳細は、あなたの実践で発見されるでしょう.

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