リファレンスマニュアル

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このガイドの中のすべての商標は、正当な所有者に帰属します。

*貢献者*

Jean-Pierre Charras, Fabrizio Tappero.

翻訳

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

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

  • CvPcb : フットプリント選択ヘルパー (常にEeschemaから起動されます)

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

  • 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。

  • 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

  • ほか多数

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とWindows、Apple OS Xで使用できます。ただしApple OS X版は十分機能しますが、まだ実験段階です。

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ファイル。

*.pretty

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

*.kicad_mod

説明を含んだフットプリントファイル。各ファイルにフットプリントが1つ。

*.brd

古いフォーマットの基板ファイル。 基板エディタで読み込みは可能ですが、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と基板エディタで読み込みは可能ですが、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、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

修正したワークシートを使用したいユーザ向けの 図枠記述ファイル。

*.net

回路図エディタが作成するネットリストファイル。基板エディタは 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が読み込みます。

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

穴あけファイル(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以降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使われます。

fp-lib-table が存在した場合は、最初にプロジェクトのフットプリント・ライブラリ・リストを作成するときに使用されます。もし fp-lib-table が無かった場合は、このリストは一から作成されます。

デフォルトファイルの kicad.pro は、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など必要であれば自由に変更できます。

このファイルには、その他にデフォルトのテキストサイズやライン幅など主にPcbnewのいくつかのパラメータが保存されています。

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。作成したプロジェクトで使うライブラリのリストを中心に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 というライブラリファイルを作成・更新します。 二箇所に fp-lib-table という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に使われます。

2.3. オプションとユーティリティの初期化

KiCadを使用するときに、テキストエディタとPDFビューアが役に立ちます。最初にそれらの設定をしておくことは良いアイデアです。

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

3つの設定が特に重要です:

  • 環境変数の設定

  • PDFビューア

  • テキストエディタの設定

2.4. パスの設定

環境変数 を使ってKiCadが使うパスの設定をすることができます。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。

設定で変更できることは、絶対パスを事前に決められない場合や変更できるようにする時に便利です。例えばKiCadの 『公式』 ライブラリがまさにそうです。

  • ユーザのディスクにインストールされたライブラリのパス

  • フットプリントの定義で使用される3Dシェイプへのパス

例えばフットプリントライブラリ connect.pretty のフルパスを環境変数KISYSMODを使って定義すると次のようになります: ${KISYSMOD}/connect.pretty

使用するパスが一般的で決して変更されないならば、通常のフルパスを使用することもできます。

このオプションは環境変数からパスを決められるようにします。さらに必要ならばユーザが設定した環境変数をユーザごとのパス指定に使用できます。

KIGITHUB

フットプリン・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、ユーザが定義する必要があります。

KISYS3DMOD

3Dシェイプファイルのデフォルト・ベース・パス。 絶対パスを通常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・フォルダのデフォルト・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

環境変数に関する注意

  • KIPRJMOD

常に KiCadによって内部で定義され、 現在のプロジェクトへの絶対パス が設定されています。

例えば ${KIPRJMOD}/connect.pretty だったとすると、 connect.pretty (prettyフットプリント)ライブラリフォルダは _現在のプロジェクトフォルダ内_ にあります。

  • 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を終了して再度起動してください。

2.5. テキストエディタの初期化

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で閲覧・編集する前には、使用するテキストエディタを次のメニュー項目で選択しておく必要があります。

設定/テキストエディタの設定

で使用するテキストエディタを指定できます。

2.6. PDFビューアの初期化

デフォルトのPDFビューアまたは指定したPDFビューアを使用できます。

指定したPDFビューアを使用するには、 設定/PDFビューア/お気に入りのPDFビューア で指定します。

お気に入りのPDFビューアで使用されるビューアは、 設定/PDFビューア/PDFビューアの設定 メニューで指定します。

LinuxではデフォルトのPDFビューアで正しく表示できないことがあります。そのため正しく表示できる別のPDFビューアを指定しておき、 お気に入りのPDFビューア を選択する必要があります。

2.7. KiCad:ファイルとディレクトリの命名則

KiCadプロジェクトの管理: 回路図ファイル、プリント基板ファイル, 補助ライブラリ、 製造に使う各種ファイル(フォトトレース用ファイル、 穴あけおよび自動部品配置ファイル)を保存するプロジェクトを次のように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ことをお勧めします。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(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なります:

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.xxx

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のバックアップを保存)

3. KiCadマネージャの使用方法

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すべてのファイルを開くことができます。しかしスタンド・アローン・モードでは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

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

3

Pcbnew

プリント基板エディタ

4

FootprintEditor

フットプリントエディタとフットプリント・ライブラリ・マネージャ

5

GerbView

ガーバー・ファイル・ビューア。 穴あけ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

図枠の作成と修正をするエディタ

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て、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. テンプレートの使用

4.1. 定義

テンプレートは、メタデータのディレクトリを含む一連のファイルがあるディレクトリです。

テンプレートシステム名(SYSNAME)はディレクトリで、そのディレクトリにテンプレートファイルが置かれます。メタデータディレクトリ(METADIR)にはテンプレート情報のファイルが置かれています。

テンプレートからプロジェクトを作成すると、そのテンプレートのファイルとディレクトリ(ただしMETADIRを除く)の内容が全て新しいプロジェクトパスにコピーされます。

SYSNAMEで始まるすべてのファイルとディレクトリは、拡張子の部分を除き名前が新規プロジェクトファイル名に置換されます。

4.2. テンプレート

テンプレートは、事前に決められている基板の外形やコネクタ位置、回路図の要素、デザインルールなど共通部分があるプロジェクトのセットアップを簡単にします。

4.2.1. メタデータ

テンプレートの METADIR には、テンプレート情報ファイルが含まれている必要があります。またその他にいくつかのオプションファイルが含まれていることがあります。

4.2.2. 必須ファイル:

meta/info.html

このファイルには、探しているテンプレートか判断するための情報がHTML形式で書かれています。<title>タグの内容がテンプレート選択時に表示される実際のテンプレート名となります。

テンプレートの情報は HTML 形式で記述できるため、画像などを加えてわかりやすい説明を作成することが出来ます。

このドキュメントの整形には基本的な HTML 言語だけが使用できます。

4.2.3. オプショナルファイル:

meta/icon.png

64 x 64ピクセルのPNGアイコンファイルは、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。

4.2.4. 例:

raspberrypi-gpio基板のテンプレート:

images/template_tree.png

基板のテンプレートのメタデータ情報:

images/template_tree_meta.png

brd.pngは、オプショナルファイルです。

info.htmlファイルのサンプル:

<!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>

4.2.5. 操作

KiCadファイルメニューの新規プロジェクトに2つの選択が表示されます:

images/ja/menu_file.png
  • 新規プロジェクト : template/kicad.proのみを現在の フォルダにコピーした空のプロジェクトを作成します。

  • テンプレートから新規プロジェクトを作成 : テンプレート選択ダイアログが開きます。 テンプレート選択ダイアログには、アイコンのリストと表示用ウィンドウがあります。 上部のテンプレートアイコンをクリックするとテンプレートのinfo.htmlメタ データファイルがロードされ、その内容が表示されます。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。テンプレートは、 新しいプロジェクト名を反映するように文字置換ルールに基づいてファイル名が変更されて 新しいプロジェクトの場所にコピーされます。ただし前に触れたようにMETADIR はコピーされません。

images/ja/template_selector.png

テンプレートを選択すると:

images/ja/template_selected.png

4.2.6. 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/template/

  • ユーザテンプレート:

    • Unixでは: ~/kicad/templates/

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

    • Macでは: ~/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ページもあります。この移動可能テンプレートのページには、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。