【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　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。。

http://ngspice.sourceforge.net/ngspice-eeschema.html

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。

http://www.kicad-pcb.org/

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。

https://spiceman.jp/kicad/

ちなみに、この方のLTSpiceのページも素晴らしいです。

https://spiceman.jp/#LTSPICE-SIMULATION

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

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、

http://stffrdhrn.github.io/electronics/2015/04/28/simulating_kicad_schematics_in_spice.html

この方の、Kicad用のデモファイルもあります。

https://github.com/stffrdhrn/kicad-spice-demo

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。

https://github.com/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！！

http://gsmcustomeffects.hatenablog.com/entry/2017/02/22/032157

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。

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

https://github.com/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

https://github.com/laurentc2/LTspice2Kicad

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

https://github.com/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？

https://github.com/xesscorp/kicad-3rd-party-tools

BOM（部品用をHTMLに落とすツール）

https://github.com/openscopeproject/InteractiveHtmlBom

https://openscopeproject.org/InteractiveHtmlBomDemo/html/video.html

便利そう。。

Eagle(AutoDesk)から、KiCadに変換するツール

https://github.com/SupplyFrame/eagle2kicad

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。

https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/spice-simulation-part-1/