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KiCadで回路設計・シミュレーション・基板設計

Mac まとめ CAD

KiCadを使用して、回路設計・シミュレーション・基板設計を行なっていきます。
シミュレーションはLTSPICEを使用します。
エレクトロニクス301回路集(昭和51年12月10日 発行)に記載の超低周波のノコギリ波発生回路を作成します。

プロジェクトの作成

InventHubを開き、Add Projectを選択します。*1

プロジェクト情報を入力します。
(VendorはGitHubを選ぶとなぜか白画面になってダメでした。。)

プロジェクトが作成されます。

ターミナルを開いて、書いてある通りにcloneします。

mkdir -p ~/develop/KiCad/
cd ~/develop/KiCad/
git clone https://collab.inventhub.io/git/taogya/UltraLowFrequencySawtoothWaveGenerator.git

KiCadを起動します。

新規プロジェクトを選択します。

プロジェクト名を入力し、先ほど作成したディレクトリを選択、フォルダ新規作成のチェックを外し、Saveを選択します。

回路図の作成

回路図エディタを選択します。

今はシンボルライブラリテーブルを持っていないので、既存のグローバルシンボルライブラリテーブルをコピーを選択し、OKを選択します。

回路図を作成します。

  • シンボルについて
Symbol Summary
R 抵抗器
C セラミックコンデンサ
C_Polarized 電解コンデンサ
  • ショートカットについて
Short-cut Summary
w 配線


エレクトリカル ルールチェックを実行を選択。

ERCを実行を選択。

いろいろ違反が出たので、解消していく。

Error: 電源入カピンが電源出カピンによって駆動されていない
→PWR_FLAGのシンボルを、電源ライン・GNDラインに追加。
　(ついでに線幅と色を変更してみた。)

Error: シミュレーションモデルを シンボル'XXX'から読み込み中にエラーしました
→シミュレーション系は除外でいいので、設定変更する。


ERCを再実施。Passしたことを確認。

シミュレーションの実施*2

LTSpiceを起動し、Start a new, blank Schematicを選択。*3

回路図をトレースしていきます。*4
(もっといい方法あるはず。。)

シミュレーション実施。発振していない。R6/C1を調節します。

調節後の回路図です。

シミュレーション実施。発振を確認。詳細は今回は省きます。

変更した部品を回路図に反映させます。

基板の作成

ネットリストを出力します。



基板をPCBエディターを開くを選択。

基板の設定を編集を選択。

基板の設定を入力していき、OKを選択します。

基板外径を作成します。今回は矩形です。

ネットリストをインポートします。

対象ファイルを選び、ネットリストをロードしてテストを選択、エラーがなければ基板を更新を選択します。

インポートした後、いい感じに基板レイアウトします。

配線していきます。パターンの幅は今回は適当です。

ベタGNDを追加します。ベタ塗りは今回は適当です。


デザインルールチェッカーを起動します。

DRCを実行を選択します。


プロジェクトのアップロード

ターミナルを開きます。

echo -n '*backups
.DS_Store
fp-info-cache' >> .gitignore
git status
git add .
git status
git commit -m "first commit" 
git push

公開完了です。
https://inventhub.io/c/taogya/UltraLowFrequencySawtoothWaveGenerator/tree/default


以上で、基板設計完了です。
だいぶ手を抜いているので、今回の方法で試作等出しちゃダメです。
特に回路設計をシミュレーションに丸投げしている点、基板設計で線幅全部同じ、GNDをベタ丸投げなどなど。。
よく考えて設計しましょう。

[2023/05/27]
Library Loaderをインストールできないので、UTMでWindows動かして、そちらで設計するほうが効率良さそうですね。。

*1:InventHubの登録 taogya.hatenablog.com

*2:SPICEではできないことがLTSpiceで色々できるので、LTSpiceを採用しています。

*3:LTSpiceのインストール方法 taogya.hatenablog.com

*4:以下の内容を /Users/xxxxx/Library/Application Support/LTspice/lib/cmp/standard.jft に追加します。 ltwiki.org