【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。。

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。

Spiceman
電子回路に関する情報を、初心者でもわかりやすく解説します。 Arduino、LTspice、KiCadなど電子工作や電子回路設計に役立つツールも紹介しています。

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。

GitHub - stffrdhrn/kicad-spice-demo: Demo of simulating kicad schematics in spice
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。

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

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
KiCad6のSpice機能で回路シミュレーションを行う方法 - がれすたさんのDIY日記
2021年12月にKiCad6 Stableが公開されてUI含め大きな変更がありました。 Spice機能についても見た目が変わったりしているので再度解説を書きます。 シミュレーション回路の準備 KiCad6のngspiceを使うにあたり回路を準備します。 簡単なトランジスタ増幅回路を題材として扱います。 抵抗、コンデン...

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

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

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

GitHub - laurentc2/LTspice2Kicad: LTspice to Kicad schematic conversion
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。

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

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?

GitHub - devbisme/kicad-3rd-party-tools: Software tools/utilities made by others to augment the KiCad PCB EDA suite.
Software tools/utilities made by others to augment the KiCad PCB EDA suite. - GitHub - devbisme/kicad-3rd-party-tools: Software tools/utilities made by others t...

BOM(部品用をHTMLに落とすツール)

GitHub - openscopeproject/InteractiveHtmlBom: Interactive HTML BOM generation plugin for KiCad, EasyEDA, Eagle, Fusion360 and Allegro PCB designer
Interactive HTML BOM generation plugin for KiCad, EasyEDA, Eagle, Fusion360 and Allegro PCB designer - GitHub - openscopeproject/InteractiveHtmlBom: Interactive...
Interactive BOM for KiCAD

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/

コメントを残していただけるとありがたいです

コメント

  1. 池畑芳雄 より:

    KiCad + LTspice これが最強の組み合わせだと思いますよ。これが無料とは幸せな時代です。
    昔はね~ いかん、歳がばれる。

    • tom2rd より:

      本当ですね。これが無料ですもんねぇ~ って使いこなせていませんけど。。僕も歳がばれそうです(笑)

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