KiCADの回路図エディタを使ってみる

回路図エディタ「Eeschema」

今回はKiCADのツール「回路図エディタ」を使っていきたいと思います。

PCBを設計する手順に限らず、あらゆる電子機器を作る上で最初のステップで「回路図」を描きます。

KiCADを起動してプロジェクトマネージャーウィンドウが開いたら、並んでいるアイコンの一番左側にある、回路図エディタ「Eeschema」のアイコンをクリックして起動します。

新しく作成したプロジェクトの場合、何も描かれていない図面枠だけが表示されるファイルが自動で作成されているので、エディタを起動すると自動的にこのファイルが読み込まれます。

尚、それぞれのエディタを実行する際に読み込まれる図面ファイル、PCBファイルはプロジェクト名と同じ名前の自動生成されたファイルのみになります。今回は「設計ファイルとプロジェクトファイルの名前は基本的に同じものになる」という所だけ覚えておいてください。

この図面内に回路を描いていく訳ですが、その前にこの枠の情報を編集しておきましょう。

メニューバーから「ファイル」-「ページ設定」の順にクリックしてページ設定ウィンドウを開きます。

この画面で用紙のサイズと向き、右下のエリアに記述する情報などを入力する事が出来ます。

残念ながら現行Ver.でもまだ日本語入力には対応していないので、各項目の内容は半角英数字で入力する様にして下さい。

入力が終わると、図の様に表題欄の情報が変わります。

回路図を描く図枠の準備が出来たら、次に回路記号を配置していきます。

エディタ画面右側に並んでいるアイコンの上部にある、回路記号マークのアイコンをクリックします。

するとマウスのカーソルが通常の矢印状態の物から細い十字のマークに変わります。変化したカーソルを図面枠中で任意の場所でクリックします。するとKiCADのシンボルライブラリが読み込まれて、使用するシンボルを選択するウィンドウが開きます。

ウィンドウの左上には検索用のキーワード入力欄、その下に現在読み込まれているライブラリが表示されています。右側には選択されたシンボルのプレビューが表示され、一番下の欄にはそのシンボルのプロパティを表示する事が出来ます。

各欄を利用して使用したい回路記号を選び出します。

普通は最初の検索では「R」を入力して抵抗を呼び出すのが一般的ですが、ここではあえてフィルター欄に「LED」と入力してみましょう。すると、LEDの文字が含まれる、あるいはプロパティ内にLEDという文字列があるシンボルの候補が下の欄に表示されます。

候補のシンボルをクリックすると右側の欄にシンボルのプレビューが表示されますので、使いたい回路記号が見つかったらウィンドウ下の「OK」ボタンを押すか、ライブラリ中のシンボル名の上でダブルクリックします。

すると、カーソル先端に先ほど選択した回路記号のシンボルがくっついた状態になっていますので、配置したい場所又は任意の場所でもう一回クリックして、図面枠に配置します。

これでシンボルが一つ配置されましたが、マウスのカーソルはシンボル追加モードのままになっています。

このままもう一度左クリックすれば次のシンボルを追加するウィンドウを開く事が出来ますが、シンボル追加を終了したい場合は画面右側の矢印アイコンをクリックするか、キーボードの「ESC」キーを押してシンボル追加モードを終了します。

これらの機能を使って必要な回路を描いていきます。

外部ライブラリの活用

回路を描くときに重要になるのが電子回路記号を表した「シンボル」です。

KiCADに標準で登録されているライブラリ内のシンボルは、IEC規格の図版を基準とした一般的に使用されそうな電子部品を選んで事前に準備されている為、一般的な回路図であれば標準ライブラリに登録されている範囲の記号だけで大体描く事が出来ます。

ですが、回路図の利用方法は意外と広く、プリント基板を作る為の回路を描くのはもちろんですが、ちょっとしたLEDを用いた工作物やケーブルのアセンブリ等を作る為の配線図を描いたり、教育用の資料作りに利用するといった事にも応用が利きます。

ですが、そういった用途の利用となってくると標準ライブラリに登録されているシンボルでは該当するものが無い、あるいはもっと直感的に加工指示図に使いたいので実物に近い図が欲しい、といった要望が生まれ得てくる事もあると思います。

シンボルエディターを使って自作していく方法については次回以降の回で改めて説明しますが、今回はこういった希望に対して有効活用できそうなライブラリ提供を行っているサービスを紹介しておきます。

まず一つ目は「DESIGNSPARK」のWEBサイトで提供されている「PCB Parts Library」のサービスです。

WEBサイトURL:https://www.rs-online.com/designspark/pcb-part-libraries-jp

「SnapEDAライブラリデータベース」で1個ずつ検索してシンボル、フットプリントを見つけてダウンロード→ライブラリに登録していっても良いのですが、使用しているコンピュータが常時ネット接続出来てアプリの追加に制約が無い環境であれば、「Samacsysパーツファインダー」から、LibraryLoaderをセットアップした方が良いと思います。

このLibraryLoaderのセットアップについては、この作業だけで結構なボリュームになってしまうので独立した記事でまとめたいと思います。

ここでは、一度にまとまった数の部品が一気にKiCADに追加できる、Digi-Keyが提供しているサービスについて解説します。

該当サービスのURLはこちらになります。

Digi-KeyライブラリサービスURL:https://www.digikey.jp/ja/resources/design-tools/kicad

こちらのページから「KiCAD LIBRARY」へのリンクをクリックして、Githubのページに移動してファイルをダウンロードします。

下段のリンクから、最新版のKiCADを入手する事も可能です。

(2022年1月1日現在、Ver.6.0.0)

ダウンロードしたファイルを解凍したら、シンボルエディター用、フットプリントエディター用のライブラリファイルがありますので、それぞれのエディターの「ライブラリを管理」メニューから登録します。

サービス提供元のコメントではパーツの分類で300分類以上、部品点数で1000点を超えるシンボル、フットプリントが登録されているそうです。

シンボルエディターの画面から「設定」-「シンボルライブラリを管理」の順にクリックし、管理画面の左下、ライブラリ追加のアイコンを押して該当するファイルを選択します。

フットプリントエディタも同様に、管理画面から追加します。

これでDigi-Keyが提供しているパーツライブラリを利用する事が出来る様になりました。

Digi-Keyライブラリの特徴としては、

「コネクタ等の特殊形状の図形がシンボルに描かれている」

「発注に必要な注文番号などの情報がBOMに反映できる」

「フットプリントと割付済の部品が多い」

等が挙げられます。先ほども話題に出しましたが、PCB設計の効率アップはもちろんですが、それ以上にケーブルアセンブリを作る配線図や、半田付け基板の上で組立を伴う回路試作を行う為の資料として大いに役立つ回路図を作図する事が出来ます。

次回はちょっとだけKiCAD本体から外れますが、先ほどお話ししたDESIGNSPARKのLibrary Loaderを使える様にする解説と、独自のシンボルを作図するシンボルエディターの使い方についてまとめたいと思います。

ABOUT KiCAD MASTER

KiCADの達人
KiCAD歴15年程度。雑誌記事や教育用テキストの執筆経験等複数あり。私大電気電子工学科での指導とフリーランスエンジニアを兼業しながらFab施設の機器インストラクターや企業セミナー講師を歴任し、KiCADの普及と現代の働き方に対応した技術者育成に務める。