リファレンスマニュアル

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*貢献者*

Jean-Pierre Charras, Fabrizio Tappero.

翻訳

starfort <starfort AT nifty.com>, 2017. Norio Suzuki <nosuzuki AT postcard.st>, 2015. yoneken <yoneken AT kicad.jp>, 2011-2015. silvermoon <silvermoon AT kicad.jp>, 2011-2015.

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発行日とバージョン

2015年5月21日

1. イントロダクション

1.1. KiCad

KiCadは回路図とPCBアートワーク作成のためのオープン・ソース・ソフトウェアです。KiCad は、以下の統一された外観のツール群がエレガントに調和しています。

  • KiCad: プロジェクト・マネージャー

  • Eeschema: 回路図エディターとコンポーネント・ライブラリ・エディター

  • Pcbnew: 回路基板レイアウト・エディターとフットプリント・エディター

  • GerbView: ガーバー・ビューア

さらに3つのユーティリティが含まれます:

  • Bitmap2Component: ロゴ用のコンポーネント作成。ビットマップ画像から回路図コンポーネントとフットプリントを作成します。

  • PCBCalculator: レギュレータの分圧抵抗や電流に対する配線幅、伝送線路などの計算機

  • Pl_Editor: 図枠の編集

これらのツールは通常プロジェクトマネージャから起動されますが、独立したツールとして実行することもできます。

現時点でKiCadは安定しており複雑な電子基板の開発とメンテナンスに十分使用できると考えられています。

KiCadは基板サイズに制限はなく、最大32層までの配線層と14層のテクニカル層、4層の補助層を扱えます。

KiCadはプリント基板作成に必要なすべてのファイルを作成できます。含まれるものは:

  • フォトプロッタ用ガーバーファイル

  • 穴あけファイル

  • 部品配置ファイル

KiCadはGPLライセンスに基づくオープンソースのため、オープンソース志向の電子機器作成プロジェクトに理想的なツールです。

KiCadはLinux、WindowsとApple macOSで使用できます。

1.2. KiCadのファイルとフォルダ

KiCadは特定の拡張子を持ったファイル(とフォルダ)を回路図と基板の編集に使用します。

プロジェクト・マネージャ・ファイル:

*.pro

現在のプロジェクトに関連するいくつかのパラメータと、コンポーネント・ライブラリ・リストを保存する小さなファイル。

回路図エディタ:

*.sch

回路図ファイル。ただし使用しているコンポーネント自身の情報は含まない。

*.lib

コンポーネント・ライブラリ・ファイル。各コンポーネントの情報(コンポーネント記号、ピンとフィールド情報)を含む。

*.dcm

コンポーネントライブラリの説明ドキュメント。 各コンポーネントに対するコメント、キーワード、データシートへの参照。

*_cache.lib

コンポーネントライブラリのキャッシュファイル。回路図で使用しているコンポーネントのコピーを保存する。

基板エディタのファイルとフォルダ:

*.kicad_pcb

図枠以外のすべての基板情報を含む基板ファイル。

*.pretty

フットプリント・ライブラリ・フォルダー。フォルダー自体がライブラリになっています。

*.kicad_mod

フットプリント・ファイル。それぞれが一つのフットプリントの記述を含んでいます。

*.brd

古いフォーマットの基板ファイル。 現在の基板エディターでも読み込み可能ですが、書き込みはできません。

*.mod

古いフォーマットのフットプリント・ライブラリ。 フットプリント・エディターと基板エディターで読み込み可能ですが、書き込みはできません。

fp-lib-table

フットプリント・ライブラリのリスト (フットプリント・ライブラリ・テーブル): 基板エディタやフットプリント・エディター、CvPcbで読み込まれるフットプリント・ライブラリのリスト。含まれるフットプリント・ライブラリには、様々なフォーマットのライブラリを指定できます。

共通ファイル:

*.kicad_wks

独自の外観を持ったワークシートを使用したいユーザー向けの 図枠設定ファイル。

*.net

回路図エディターが作成するネットリスト・ファイル。基板エディターは このファイルを読み込みます。 このファイルは、コンポーネントとフットプリントの対応を別ファイルにしておきたい ユーザー向けに .cmpファイルと関連付けられています。

スペシャルファイル:

*.cmp

回路図で使用しているコンポーネントとフットプリントの対応を保存しています。 Pcbnew がこのファイルを作成し、Eeschema が取り込みます。 例えば Pcbnew 上で フットプリントを変更 コマンドでフットプリントを変更した とします。この変更を回路図に反映するため Eeschema で読み込みます。

その他のファイル:

次のファイルは製造や文書化のためにKiCadが作成します。

*.gbr

ガーバー・ファイル、製造用

*.drl

ドリル・ファイル(Excellon形式)、製造用

*.pos

ポジション・ファイル(アスキー形式)、自動部品挿入用

*.rpt

レポート・ファイル(アスキー形式)、文書化用

*.ps

プロット・ファイル(postscript)、文書化用

*.pdf

プロット・ファイル(pdf形式)、文書化用

*.svg

プロット・ファイル(svg形式)、文書化用

*.dxf

プロット・ファイル(dxf形式)、文書化用

*.plt

プロット・ファイル(HPGL形式)、文書化用

2. インストールと設定

2.1. ディスプレイ選択

Pcbnewを使用するには、OpenGL v2.1以上をサポートするディスプレイが必要です。

2.2. デフォルト設定の初期化

kicad/template にある kicad.pro がデフォルト設定ファイルです。 このファイルは新規プロジェクトのテンプレートとして提供され、Eeschemaがロードするライブラリ・ファイルのリストを設定するために使用されます。

別のデフォルト設定ファイル fp-lib-table が存在することがあります。これはフットプリント・ライブラリ・リストを作成するために一度だけ使用されます; さもなければ、このリストはゼロから作成されるでしょう。

2.3. デフォルト設定の変更

デフォルトの kicad.pro ファイルは、必要であれば自由に変更できます。

kicad/template/kicad.proへの書き込み権限があることを確認して下さい。

KiCadを起動して kicad.pro プロジェクトを読み込みます。

KiCad から Eeschema を起動します。新しいプロジェクトを作るときに使いたいライブラリのリストを設定するため Eeschema の設定を変更します。

KiCad から Pcbnew を起動します。フットプリント・ライブラリ・リストなど Pcbnew の設定を変更します。Pcbnew は、 フットプリント・ライブラリ・テーブル というライブラリ・リスト・ファイルを作成または更新します。 二箇所に (fp-lib-table という名前の) ライブラリ・ファイルがあります: ホームディレクトリにある fp-lib-table ファイルは、すべてのプロジェクトで使用されます。そしてプロジェクトのディレクトリにもある場合は、そのプロジェクト専用で使われます。

2.4. 外部ユーティリティの初期化

KiCad を使用するときには、テキスト・エディターと PDF ビューアを選んでおくと便利です。

これらの設定は、設定メニューからアクセスできます:

images/ja/preferences_menu.png

2.5. パスの設定

環境変数 を使って KiCad が使うパスを定義できます。いくつかの環境変数は KiCad 自身によって内部で設定され、使用するライブラリや 3D シェイプなどへのパスを指定するために使われます。

これは、絶対パスを事前に決められなかったり、変更の可能性がある場合、また一つのベース・パスを多くの同様なアイテムで共有するような場合に役立ちます。いろいろな場所へインストールされる以下のものについて考慮してください:

  • Eeschema コンポーネント・ライブラリ

  • Pcbnew フットプリント・ライブラリ

  • フットプリントの定義で使用される 3D シェイプ・ファイル

例えば、フットプリント・ライブラリ connect.pretty へのパスは、環境変数 KISYSMOD を使って定義すると、${KISYSMOD}/connect.pretty となるでしょう。

このオプションは、環境変数でパスを定義したり、もし必要ならば個別にパス定義するためにユーザー自身の環境変数を追加することができます。

KiCad 環境変数:

KICAD_PTEMPLATES

プロジェクトの作成で使用されるテンプレート。 この変数を使用する場合には、ユーザーによる定義が必要です。

KIGITHUB

フットプリント・ライブラリ・テーブルでよく使用されます。 この変数を使用する場合には、ユーザーによる定義が必要です。

KISYS3DMOD

3D シェイプ・ファイルのベース・パス。 通常は絶対パスを使用しないので定義する必要があります。

KISYSMOD

フットプリント・ライブラリ・フォルダのベース・パス。 フットプリント・ライブラリの名前に絶対パスを使用しない場合は定義する必要があります。

images/ja/configure_path_dlg.png

環境変数 KIPRJMOD常に KiCad によって内部的に定義され、現在のプロジェクトの絶対パス であることに注意して下さい。

例えば、${KIPRJMOD}/connect.pretty は常に 現在のプロジェクト・フォルダ 内にある connect.pretty フォルダ (pretty フットプリント・ライブラリ) です。

パスの設定を変更した場合は、パスに関連する問題を避けるために 一旦 KiCad を終了して再起動してください。

2.6. テキスト・エディターの選択

現在のプロジェクトにあるファイルをテキスト・エディターで閲覧・編集する前に、使用するテキスト・エディターを選択しておく必要があります。

使用したいテキスト・エディターを設定するには、設定 → テキスト・エディターを設定 を選びます。

2.7. PDF ビューアの選択

デフォルトの PDF ビューアまたはユーザーが指定した PDF ビューアを使用できます。

デフォルトの PDF ビューアから変更するには、PDF ビューア・プログラムを指定するために 設定 → PDF ビューア → PDF ビューアを設定 を使用し、それから 設定 → PDF ビューア → お気に入りの PDF ビューア を選択します。

Linux ではデフォルトの PDF ビューアは脆弱であることが知られています。そのため、あなた自身で PDF ビューアを指定することを推奨します。

2.8. KiCad 使用上の基本原則

回路図ファイル、プリント基板ファイル, 補助ライブラリー、 製造に使う各種ファイル (フォト・トレース、ドリルおよび自動部品配置のファイル) からなる KiCad プロジェクトを管理するためには、次のようにプロジェクトを作成することを推奨します:

  • プロジェクトの作業ディレクトリを作成する。 ディレクトリの作成は、KiCadまたは通常の方法を使用する。

  • このディレクトリに、"新規プロジェクト作成"または "テンプレートから新規プロジェクトを作成"のアイコンから、 KiCadで利用するプロジェクトファイル(.pro 拡張子)を作成します。

警告
KiCad プロジェクト毎にユニークなディレクトリを使用する。単一のディレクトリに複数のプロジェクトを混ぜないで下さい。

KiCad は、プロジェクト管理のためのパラメーター (回路図で使用されるライブラリのリストなど) が多数記録されている拡張子が .pro というファイルを作成します。プロジェクトの名前は、メインの回路図ファイル名、プリント基板のファイル名に使用されます。例えば example.pro というプロジェクトが example ディレクトリに作成されたとすると、デフォルトのファイルは次のように作られます:

example.pro

プロジェクト管理ファイル。

example.sch

メインの回路図ファイル。

example.kicad_pcb

プリント基板ファイル。

example.net

ネットリスト・ファイル。

example.*

他のユーティリティ・プログラムによって作成される各種ファイル。

example-cache.lib

回路図エディタが自動的に作成するライブラリ・ファイル。 (回路図に使用されているコンポーネントをバックアップとして保存)

3. KiCad マネージャーの使用方法

KiCad マネージャ (kicad または kicad.exe) は、デザインに必要な他のツール (エディターやガーバー・ビューア、その他ユーティリティ) を簡単に起動するツールです。

ツールをKiCadマネージャから起動することには、利点がいくつかあります:

  • 回路図エディタと基板エディタ間での連携

  • 回路図エディタとフットプリント選択ツール(CvPcb)間での連携

しかしながら、編集できるのは現在のプロジェクトのファイルのみです。これらのツールを スタンド・アローン ・モードで実行すると、プロジェクトに関係なく全てのファイルを開くことができますが、ツール間での連携は正しく機能しません。

3.1. メインウィンドウ

images/ja/main_window.png

KiCad のメインウィンドウは、プロジェクト・ツリー・ビューおよび、様々なソフトウェア·ツールを起動するボタンのある起動ペイン、そしてメッセージ·ウィンドウで構成されています。メニューとツールバーは、プロジェクトファイルの作成、読み込みと保存に使用します。

3.2. ユーティリティ起動ペイン

KiCad の全てのソフトウェア·ツールは、スタンドアローンでも実行できます。

起動ペインには、次のコマンドに対応する8つのボタン(左から右の順に1から8)があります。

images/launch_pane.png

1

Eeschema

回路図エディター。

2

LibEdit

コンポーネント・エディタとコンポーネント・ライブラリ・マネージャー。

3

Pcbnew

プリント基板エディター。

4

FootprintEditor

フットプリント・エディターとフットプリント・ライブラリ・マネージャー。

5

Gerbview

ガーバー・ファイル・ビューア。 ドリル・ファイルも閲覧可能。

6

Bitmap2component

白黒のビットマップ画像からロゴ用の フットプリントとコンポーネントを作成するツール。

7

PCB Calculator

線幅などの計算ツール。

8

Pl Editor

図枠の作成とカスタマイズをするエディター。

3.3. プロジェクト・ツリー・ビュー

images/project_tree.png

Eeschema アイコンをダブル・クリックすると回路図エディタが起動し、この例では pic_programmer.sch というファイルを開きます。

Pcbnew アイコンをダブル・クリックするとプリント基板エディタが起動し、この例では pic_programmer.kicad_pcb というファイルを開きます。

プロジェクトツリーのファイル上で右クリックをすると削除など一般的などファイル操作を行えます。

3.4. トップツールバー

images/main_toolbar.png

KiCad のトップ・ツールバーからは、次の基本的なファイル操作を行えます。

images/icons/new_project.png

プロジェクトファイルの作成。kicad/template にテンプレート kicad.pro がある場合は、作業ディレクトリにコピーされます。

images/icons/new_project_with_template.png

テンプレートからプロジェクトを作成。

images/icons/open_project.png

既存のプロジェクトを開く。

images/icons/save_project.png

現在のプロジェクトツリーを保存。

images/icons/zip.png

プロジェクト全体のzipアーカイブを作成。回路図やライブラリ、 プリント基板などがzipアーカイブにまとめられます。

images/icons/reload.png

プロジェクト・ツリーの再構成と再表示。ツリーを変更した場合に必要になることがあります。

4. プロジェクト・テンプレート

テンプレートを使うとテンプレート定義に基づいた新規プロジェクトを容易に作成できます。テンプレートは、事前に定義された基板外形、コネクタ位置、回路要素、設計ルールなどを含んでいます。新規プロジェクト用ファイルの派生元として使われる完全な回路図や基板を含めることも可能です。

4.1. テンプレートの使用

ファイル → 新規プロジェクト → テンプレートから新規プロジェクトを作成 とメニューをたどって、プロジェクト・テンプレートの選択ダイアログを開きます:

images/ja/template_selector.png

テンプレート・アイコンのシングル・クリックでテンプレートの情報が読み込まれ、更に OK ボタンをクリックすると新しいプロジェクトが作成されます。テンプレート・ファイルは新規プロジェクトの場所へコピーされ、新しいプロジェクトの名前を反映したものへとリネームされます。

テンプレートを選択すると:

images/ja/template_selected.png

4.2. テンプレートが置かれる場所:

使用可能なテンプレートは以下の場所から収集されリスト化されます。

  • システム・テンプレート: <kicad bin dir>/../share/kicad/template/

  • ユーザー・テンプレート:

    • Unix: ~/kicad/templates/

    • Windows: C:\Documents and Settings\username\My Documents\kicad\templates

    • Mac: ~/Documents/kicad/templates/

  • 環境変数 KICAD_PTEMPLATES が定義されている場合は、移動可能テンプレートのタブもあります。この移動可能テンプレート・タブには、KICAD_PTEMPLATES パスで見つかったテンプレートのリストが表示されます。

4.3. テンプレートの作成

テンプレートの名前は、テンプレート・ファイルが保存されているディレクトリの名前です。meta という名前のサブ・ディレクトリ内にあるメタデータ・ディレクトリは、テンプレート情報ファイルを含んでいます。

テンプレートからプロジェクトを作成すると、meta を除く、テンプレートにある全てのファイルとディレクトリは新規プロジェクトのパスにコピーされます。

テンプレートの名前で始まる全てのファイルとディレクトリは、拡張子部分を除いて、新規プロジェクトのファイル名で名前を置換されます。

メタデータは1個の必須ファイルからなり、オプション・ファイルを含んでいることもあります。全てのファイルはユーザーがテキスト・エディタを使うか既存の KiCad プロジェクト・ファイルから作成する必要があり、要求されたディレクトリ構造どおりに配置されなければなりません。

これは、 raspberrypi-gpio テンプレート用のプロジェクト・ファイルです:

images/template_tree.png

そしてこれは、メタデータ・ファイルです:

images/template_tree_meta.png

4.3.1. 必須ファイル:

meta/info.html

HTML フォーマットで書かれたテンプレートについての情報。

<title> タグは、ユーザーがテンプレートを選択する時に表示される実際のテンプレートの名前を決定します。プロジェクトのテンプレート名が長すぎると短縮されることに注意して下さい。フォントのカーニングにより、通常は7もしくは8文字表示となります。

HTML を使用することで、新しい書式を作ることなく簡単に画像を行間に挿入できます。このドキュメントでは基本的な HTML タグのみ使用できます。

これは info.html ファイルのサンプルです:

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="CONTENT-TYPE" CONTENT="text/html;
charset=windows-1252">
<TITLE>Raspberry Pi - Expansion Board</TITLE>
<META NAME="GENERATOR" CONTENT="LibreOffice 3.6 (Windows)">
<META NAME="CREATED" CONTENT="0;0">
<META NAME="CHANGED" CONTENT="20121015;19015295">
</HEAD>
<BODY LANG="fr-FR" DIR="LTR">
<P>This project template is the basis of an expansion board for the
<A HREF="http://www.raspberrypi.org/" TARGET="blank">Raspberry Pi $25
ARM board.</A> <BR><BR>This base project includes a PCB edge defined
as the same size as the Raspberry-Pi PCB with the connectors placed
correctly to align the two boards. All IO present on the Raspberry-Pi
board is connected to the project through the 0.1&quot; expansion
headers. <BR><BR>The board outline looks like the following:
</P>
<P><IMG SRC="brd.png" NAME="brd" ALIGN=BOTTOM WIDTH=680 HEIGHT=378
BORDER=0><BR><BR><BR><BR>
</P>
<P>(c)2012 Brian Sidebotham<BR>(c)2012 KiCad Developers</P>
</BODY>
</HTML>

4.3.2. オプショナルファイル:

meta/icon.png

64 x 64 ピクセルの PNG アイコンファイル。 テンプレート選択ダイアログでクリック可能なアイコンとして使用されます。

上のダイアログにおける基板ファイルの画像のような meta/info.html で使われる他の画像ファイルは、同様にこのフォルダに置かれます。