【電子回路】KiCAD+SPICEを使ってみました。パラメトリック解析が便利かな?【シミュレーション】

KiCad-Spice
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KiCad で SPICE

電磁界シミュレータシリーズを試している時に、ngspiceがKiCadを使って動かせるっていうページを見つけました。それで。。一回試してみようかな?と。。

KiCad Eeschema as GUI for ngspice, tutorial for setting up the simulation
This tutorial describes how to set up Eeschema for simulating analog or digital circuits.

そもそもの。。KiCadは回路基板を設計するようのCADです。ダウンロードインストールは簡単なので、そのまま使えます。

KiCad EDA
A Cross Platform and Open Source Electronics Design Automation Suite

で。。

KiCADはまったくいじったことがなかったので。。ここからは適当に。。トライ&エラーします(笑)

Kicadでの日本語の情報を探していると、とっても素晴らしいサイトを見つけました。

KiCad 5-使い方 解説メニュー
このページは、KiCad 5の使い方を解説するメニューです。ArduinoやLTspice XVIIの使い方に…

ちなみに、この方のLTSpiceのページも素晴らしいです。

Spiceman
電子回路について徹底解説!!

そして

KiCad SPICE Basics 無償提供版 という冊子を提供している、以下のページも見つけました。

KiCad-SPICE 入門実習テキスト | kosakalab
KiCadにSPICEが内蔵されたのは知っていたが回路シミュレーションは主にLTSpiceで行っているので特段使っていなかった。先日,使ってみてかなりイイ。アナログ回路ならば回路図入力→シミュレーション→基板設計がKiCadだけで一気通貫で可能。...という事で実習テキスト「KiCad-SPICE Basics」を書き...

ちなみに、本家KicadのページのチュートリアルでのSPICEのページは、

Simulating KiCad Schematics in Spice - shorne in japan
Stafford Horne's (shorne, stffrdhrn) Computer Engineering blog and home page.

この方の、Kicad用のデモファイルもあります。

stffrdhrn/kicad-spice-demo
Demo of simulating kicad schematics in spice. Contribute to stffrdhrn/kicad-spice-demo development by creating an account on GitHub.

になります。

そして。。Spice部品のライブラリーがまとまっているページがあります。

kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library
Centralized repo to store KiCad/Spice modules for simulations - kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library

ダウンロードして取ってきておきます。

で・・・・いろいろやってみたが。。分からない(笑)

救世主(笑)

この方の説明で、だいたいつかめました!!

KiCadのSpice機能について - がれすたさんのDIY日記
今回1月後半にFOSDEM2017でKiCadのプレゼンがあったわけですがその中でSpice機能がまともに動く感じになってるのを見ました。というわけでなんとなく試してみることにしました。 今回やるのはこういうの はじめに まず部品ライブラリでPSpiceのライブラリをインクルードしますんでVSourceとか素子とかおい...
KiCadのSpice機能で外部モデルを読み込む方法 - がれすたさんのDIY日記
以前KiCadのspiceに関してこういう記事を書きました。 gsmcustomeffects.hatenablog.comこの記事では導入ぐらいしかやっていなかったので今回はメーカー配布のSpiceモデルの入れ方とかを書こうと思います。 導入 今回は1回路入りのTL082というものを使いますから Texasinstr...

KiCADとLTSpiceで、シミュレーション

簡単なRC回路のフィルターを計算してみました。

KiCad-Spice

便利なのは、パラメトリック解析(部品の定数を変える)のが、この画面からできることですね。大幅には変えられないですが、だいたい一桁の範囲で変更できます。これ何気に便利です。

LTSpiceの計算結果

当たり前ですが。。計算結果は同じになります。

KiCADでの手順

KiCADでプロジェクト作成 して 回路図エディター(Eeschema)を立ち上げる

赤→のところです。

モデルを下の1~3の要領で、図面に配置します。 モデル選択では、Spiceと打つと、Spiceモデルが選択できます。PSpiceのモデル表示と同じですね。ちなみに、LTSpiceだとvoltageになってますね。

適当に、部品を配置していって、回路を描いていきます。

ちょっと迷ったところ。 Vsourceの定義は、右クリックで、プロパティのプロパティ編集を選びます。

それから、Spiceモデルっていうボタンを押します。 AC解析する場合は、必ず、DC/AC解析のところに振幅を入れないとシミュレーションされません。

それから、アノテーション(部品の順番付け)をして、ネットリストを作って、それからシミュレーションを押します。

シミュレーションをする前に、設定をします。

過渡解析の場合は、過渡解析にしないとだめです。あたりまえだけど。。

それで、実行 ボタンを 押して。。信号を追加したら、グラフが出てきます

プローブを押すと、図面からみたい部品やワイヤーをピックアップできます。また、調整を押して、図面で部品を選ぶと、パラメトリック解析ができるようになります。これ何気に便利。

で。。。手順を考えると。。 なんとなく。。LTSpiceの方が簡単ですね(笑)

SPICEモデル

LTSpiceはモデルが沢山あるんですが、こちらはどうかな?? ってことで。。

KiCad SPICE Basics 無償提供版 この本の中に作り方が掲載されています。

あと。。

KiCAD用ライブラリ

kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library
Centralized repo to store KiCad/Spice modules for simulations - kicad-spice-library/KiCad-Spice-Library

こちらは、LTSpiceのライブラリーとサーキットファイルをKiCad用に変換するツール

laurentc2/LTspice2Kicad
LTspice to Kicad schematic conversion. Contribute to laurentc2/LTspice2Kicad development by creating an account on GitHub.

PythonやJupyterからKiCadとSPICEを使う方法とかもあるんですね。

wingel/simulation
A Python library for simulation KiCad schematics using Spice - wingel/simulation

シミュレーションとは関係ないけどKiCADのツール類

このサードパーティツールって、かなり必須なのかな?

xesscorp/kicad-3rd-party-tools
Tools made by others to augment the KiCad PCB EDA suite. - xesscorp/kicad-3rd-party-tools

BOM(部品用をHTMLに落とすツール)

openscopeproject/InteractiveHtmlBom
Interactive HTML BOM generation plugin for KiCad. Contribute to openscopeproject/InteractiveHtmlBom development by creating an account on GitHub.
Interactive BOM for KiCAD

便利そう。。

Eagle(AutoDesk)から、KiCadに変換するツール

Supplyframe/eagle2kicad
Eagle to KiCAD schematic conversion script. Contribute to Supplyframe/eagle2kicad development by creating an account on GitHub.

ちなみにEagle(Autodesk)からもSpiceシミュレーションできるんですね。

SPICE Simulation Basics Part 1: Getting Started | EAGLE | Blog
Learn about the new SPICE Simulation in Autodesk EAGLE 8.4 and how to simulate your circuits with transient analysis, AC/DC sweep, and operating point.

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