KiCADで基板設計

オープンソースのKiCADの使い方と基板設計のノウハウをわかりやすく解説します

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KiCADの自動配線の使い方

プリント基板のパターン配線は密度が高くなってくると非常に大変ですが、黙々と作業をしているとパズルをやっているような感じになり、ついつい夢中になって多くの時間を費やしてしまいます。

 

趣味などでやっている場合はそれでも結構楽しく、配線が完了した時は充実感で一杯になりますが、だんだん作り慣れてくると面倒になってくるものです。

 

プリント基板のパターン配線において、「自動配線(Auto Routing)」という機能があることは以前から知っていましたが、信頼性に疑問を感じていたので利用してませんでした。

 

今回「KiCAD」を使用してみて、その使い易さに惚れてしまったので、自動配線にもチャレンジしてみましたので紹介したいと思います。

自動配線の前に重要な配線は自分で配線しておく

自動配線はあくまで面倒な細かい配線を自動で行ってくれる機能です。

決して電気的特性を考慮した最適な配線を行ってくれるわけではありません。

その為、電源回路、アナログ回路、高速通信を行う配線等は、ノイズ対策を考慮しながらあらかじめ自分で配線する必要があります。

自動配線ツールのダウンロードとインストール

自動配線に必要なツール

自動配線に必要なツールは2種類あります。

下記のリンクからダウンロード可能です。

 

NetBeansのダウンロード方法

赤枠の「NetBeans」を選択

NetBeans1

 

「Accept License Agreement」にチェックを入れる。

使用しているOSに合わせてダウンロードするファイルを選択

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自動配線ツールのインストール

Freerouting.exeはインストール不要です。使用する時に起動します。

NetBeansは先ほどダウンロードしたファイルを実行してインストールします。

 

自動配線ツールの使い方

部品の配置

自動配線は正に自動で全て配線してくれる機能なので、あらかじめ部品を配線し易いように配置しておく必要があります。

実はこれが結構大変です。

本来はこの操作は手動であっても自動であっても同様で基本的なやり方ですが、手動であれば配置を修正しながら考えたりすることが多いですから、最初に配置を決めてしまうというのが難しいですね。

 

自動配線をやってみて、あらためて部品の配置が重要だなぁと感じました。

ある意味、プリント基板設計は部品配置が全てだと思います。

 

部品配置に失敗してもすぐにやり直せます。

よほど高密度なプリント基板でなければ、数分で完了するので、どんどんチャレンジしてみてください。

 

実際私も何度も何度もやり直しながら行いましたが、それでも自分で配線するより遥かに短時間で完成しました。

 

配線情報(dsnファイル)を出力する

KiCADのPcbnew画面で「外部ルータとのデータ交換」を選択。

「Freerouterのエクスポートとインポート」画面が開くので、「現在のボードを"Spectra DSN"ファイルへエクスポート」を選択してDSNファイルを保存します。

DSN書き出し

 

自動配線ツールの起動

最初にダウンロードした、「Freerouting.exe」を起動し、先ほど保存したDSNファイルを開きます。

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自動配線の開始

「Auto router」ボタンをクリックすると、自動配線が開始されます。

大規模な回路でなければ、数分で完了します。

初めて使用した時は、あっという間に配線されていく画面を見て凄く感動しました。

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画面下部の中央に進行状況が随時表示されていますが、ここの数字がなかなか減らずに繰り返している動作の時は、パターン配線に無理があってPCが迷っている状態ですので、部品配置などを見なおした方がいいでしょう。

 

画面下部の左下に「completed」の表示が出たら、完成です。

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配線結果(sesファイル)を出力する

Fileメニューの「Export Spectra Session File」を選択して「sesファイル」を出力します。

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KiCADに配線結果をインポート

KiCADの画面に戻り、「スペクトラ セッション ファイル(*.ses)のバックインポート」を選択し、先程出力したファイルを選択してインポートして完成です。

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まとめ

今まで自動配線に関しては「難しそう」「信頼がおけない」などのイメージがありましたが、実際やってみると思ってたよりも簡単にできましたし、配線にも特に問題ありませんでした。

 

配線の前に部品配置をしっかりと行わなくてはいけないところが大変でしたが、やり直しが簡単なので何度も繰り返しているうちに自動配線ツールの使い方に慣れてきました。

 

自動配線は手動に比べると、圧倒的に設計時間の短縮されて、本当に感動的でした。

 

これからはどんな基板でも自動配線を使いたくなるくらいに病みつきになりそうです。