FreeCAD で 2D 図面を書く

FreeCAD で 2D 図面を書いているが、特に穴のセンター・マークを出す方法を忘れて苦労したので、ブログに書いておく。
なお、Ubuntu 18.04 で FreeCAD 0.19 を使用している。
Ubuntu への FreeCAD のインストールについては、”FreeCAD Linux でのインストール方法”を参照した。

参考にしている記事は”FreeCAD チュートリアル テックドローワークベンチ初歩（1/3）”だ。

まずは、3D 図面を書いた。3t のアルミ板のつもりだ。


TechDraw に変更して、”テンプレートを使用してページを挿入”を選択し、Select a Template File ダイアログで「A4_LandscapeTD.svg」を選択してテンプレートを追加する。

”ビューを挿入”アイコンをクリックして、現在の 3D のビューを 2D 図面に表示する。（注：もう図面は完成している）


寸法は入っていないので、水平寸法を挿入、垂直寸法を挿入、直径寸法を挿入などのアイコンを使用して、寸法を入れていく。
その際に穴のセンターを表示する必要がある。その方法を忘れてしまった。
その方法は、表の”ビュー”を選択する。
Arc Center Mark の値を true にする。


これで 2d 図面が作成できる。

Ubuntu 18.04 の Kicad 5.0 でBOM出力

BOOTH の「KiCad 5.0入門実習テキスト『KiCad Basics for 5.0』 #マッハ新書」を購入してあるのだが、その 75 ページの「15.1. BOM(部品表)の生成」を参考にして、Ultra96 用PMOD 拡張ボードのBOMを作ってみた。

Ultra96 用PMOD 拡張ボードのKicad プロジェクト Ultra96_ext_board2 を開いて、回路図エディタを立ち上げた。


回路図エディタが開いた。
Generate Bill of Materials アイコンをクリックした。


Bill of Materials ダイアログが開いた。
Add Plugin ボタンをクリックして、Plugin を指定する。


Plugin files: ダイアログが開く。
/usr/share/kicad/plugin/ ディレクトリにある bom2grouped_csv.xsl を選択して、開くボタンをクリックした。


Plugin name ダイアログが表示された。OK ボタンをクリックした。


Bill of Materials ダイアログに bom2grouped_csv が登録された。


Bill of Materials ダイアログの Command line: の "%O" を "%O.csv" に変更して、Generate ボタンをクリックした。


Generate 後には、Plugin Infomation: にRun comannd が表示された。


Kicad プロジェクトに Ultra96_ext_board.csv が追加された。


ここから起動できなったので、ファイルマネージャーで Ultra96_ext_board2 ディレクトリを見たら、Ultra96_ext_board.csv が合ったので、ダブルクリックして起動した。


LibreOffice でUltra96_ext_board.csv が表示できた。


BOOTH の「KiCad 5.0入門実習テキスト『KiCad Basics for 5.0』 #マッハ新書」がとてもためになった。その他、便利に参照させてもらっている。

KiCad-4.0.2 で既存のコンポーネントを修正して、新しいコンポーネント・ライブラリを作る方法

今日は、KiCad の回路図のシンボルにHD74LVC541A がないので、７４LS541 をコピーして新しいコンポーネント・ライブラリを作成した。

最初にKiCad の初期画面からコンポーネント ライブラリ エディタを選択する。


最初に”作業ライブラリの選択”ボタンをクリックする。


ライブラリの選択ダイアログで、74xx を選択する。


コンポーネント ライブラリ エディタで、”現在のライブラリから、エディタへコンポーネントを読み込む”ボタンをクリックする。


74LS541 を選択する。


74LS541 を右クリックして、フィールドを編集を選択する。


コンポーネント名を HD74LVC541A に変更する。


コンポーネント名を HD74LVC541A に変更された。
”新しいライブラリへ現在のコンポーネントを保存”ボタンをクリックする。


ファイル名を 74xx_Ono.lib という名前でコンポーネント ライブラリを保存する。


回路図エディタを設定する。
設定メニューからコンポーネント ライブラリを選択する。


コンポーネント ライブラリのダイアログで、追加ボタンをクリックする。


先ほど作った 74xx_Ono.lib を指定する。


74xx_Ono.lib が追加された。


回路図エディタで”コンポーネントの配置”ボタンを選択すると、HD74LVC541A が見えた。

KiCad-4.0.2 のフットプリント作成方法

最近KiCadの勉強会をしている。最後の課題で自分で好きなものを作ってくるという課題を自分で出した。私は、Zybot に付けるステレオカメラ用に延長コードで延長できるようにバッファのついてMT9D111 拡張ボードを作ることにした。その際に、フットプリントを作成したのだが、その作成方法を覚書として書いておこう。

フットプリントの作り方は、トランジスタ技術の「KiCadの回路記号&フットプリントを作る方法」を参考にしている。

作成するフットプリントは、秋月電子の「8回路3ステートバッファHD74LVC541A(10個入)」だ。これは、TSSOP パッケージだ。
フットプリントは、HD74LVC541Aのデータシートを見ながら作成した。

最初にKiCad の初期画面からフットプリント エディタを選択する。


”新規フットプリント”ボタンをクリックし、TSSOP_20_Pin　と名前を付けた。


TSSOP_20_Pin　の新規フットプリントが生成された。
”新規ライブラリを生成して現在のフットプリントを保存”ボタンをクリックした。


”フットプリント ライブラリのフォルダを指定”ダイアログが表示された。パスのベースとライブラリ フォルダを入力した。


設定メニューからフットプリント ライブラリ ウィザードを選択した。


”フットプリントライブラリの追加ウィザード”ダイアログが表示された。”このコンピュータにあるファイル”のラジオボタンが選択されていた。そのまま”Next >”ボタンをクリックした。


追加するライブラリフォルダを選択した。SMD_Packages_Ono.pretty
Next >ボタンをクリックした。


SMD_Packages_Ono ライブラリが選択された。Next >ボタンをクリックした。


新しいライブラリの追加方法を選択する。グローバル ライブラリとして設定するか？現在のプロジェクトのみとするか？
今回は現在のプロジェクトのみとした。


次に、”アクティブなライブラリを選択してください”ボタンをクリックして、SMD_Packages_Ono ライブラリを選択した。


アクティブなライブラリがSMD_Packages_Ono ライブラリになった。
”新しいフットプリントにフットプリント ウィザードを使用”ボタンをクリックした。


フットプリント ウィザードが立ち上がった。フットプリント作成ツールのダイアログで、SOIC を選択した。


SOIC ウィザードの起動画面。パラメータの定数を指定していくことで、フットプリントを作成するようだ。


HD74LVC541Aのパッケージの情報を示す。、HD74LVC541Aのデータシートから引用する。


値を指定することでフットプリントを作成する。なおこの値を決定するについては、”パナソニックの参考ランド寸法”を参考にさせていただいた。
ピン数は20ピンで、pad pitch は 0.65 mm 、Pad width は 0.3 mm とした。これは、0.3 mm 以上パッドのギャップがないとハンダがブリッジしやすいとのことだ。
パッド長は内側に 0.3 mm + IC のピン長 0.5 mm + 誤差 0.1 mm + 手付けパッド長 0.8 mm = 1.7 mm とした。
row spacing は、チップの横幅 + パッド長だった。
row spacing は、チップの横幅 4.4 mm + チップのピンの長さ 1 mm - パッドに接触するピン長 0.5 mm + 誤差 0.1 mm - パッドのパッドに接触するピン長から内側の部分 0.3 mm + パッド長 1.7 mm = 6.3 mm を設定した。


Body は outline x margin は 0.7 mm、outline y margin は 0.6 mm に設定した。


フットプリントの名称を”TSSOPIC-20”に変更した。
”アクティブなライブラリへフットプリントを保存”ボタンをクリックして、フットプリントを保存する。


”TSSOPIC-20”という名前で保存した。


いつの間にか、KiCad のフットプリント エディタのウィザードでフットプリントを生成できるようになっていた。。。

KiCad-4.0.2 と FreeRouter インストール覚書

KiCad-4.0.2 と FreeRouter をインストールした時の覚書です。

KiCadのホームページ
ダウンロード
ドキュメント、綺麗な日本語のドキュメントがあります。読みやすいです。翻訳して頂いた方に感謝します。

私はWindows版の最新安定版 KiCad 4.0.2 をインストールしました。

FreeRouter は付いていなかったので、freerouting/freerouting から「Download　ZIP」ボタンをクリックして、”freerouting-master.zip”をダウンロードします。

freerouting-master.zip の中の freerouting-master フォルダを適当なフォルダに解凍します。

freerouting-master\binaries フォルダの下の”FreeRouting.exe”を起動するとFreeRouter が起動します。（スタートメニューに入れてあります）


KiCadとの連帯です。

KiCad の「ツール」メニューの「FreeRouter」 を選択すると「Freerouter のエクスポートとインポート」ダイアログが出ます。

FreeRouter にパッド、配線データを渡すには、「現在のボードを”Specctra DSN“ファイルへエクスポート」ボタンをクリックして、”.dsn”ファイルにセーブします。


FreeRouter で「Open Your Own Design」ボタンをクリックして、先ほどセーブした”.dsn”ファイルを指定してロードします。

FreeRouter にパッド、配線データがロードされました。


FreeRouter で Autorouter ボタンをクリックするとオートルートが始まり、しばらくすると終了します。


FreeRouter で 「File」メニューから、「Export Specctra Session File」を選んで、”.ses”ファイルをエクスポートします。

KiCad の「Freerouter のエクスポートとインポート」ダイアログから、「スペクトラ セッション ファイル（*.ses）のパックインポート」ボタンをクリックして、”.ses”ファイルを KiCad にインポートします。

すると、Freerouter で配線した配線データが読み込まれます。


なお、基板の図はKiCad のサンプルの test_xil_95108 を使用させて頂いています。

FreeCADでDIP ICの3Dモデルを作る2

”FreeCADでDIP ICの3Dモデルを作る1“の続き。

前回でDIP IC の形ができたので、今回は左端のマークと、1番ピンマークを付けて、色を付けてみよう。

最初に左端のマークを作る。
XY平面にスケッチを作製して、下図の様に円を書いて、拘束を行う。その際に、DIP ICの上面よりもスケッチを浮かすために Z 軸上で 1.95 mm のオフセットを設定した。




スケッチをClose して、長さ 0.5 mm で逆方向に押し出す。


次に1番ピンマークを作る。
同様にXY平面にスケッチを作製して、下図の様に円を書いて、拘束を行う。やはり、DIP ICの上面よりもスケッチを浮かすために Z 軸上で 1.95 mm のオフセットを設定した。


スケッチをClose して、長さ 0.5 mm で逆方向に押し出す。


Part に切り替えて、左端のマークのPad003 と”FreeCADでDIP ICの3Dモデルを作る1“でFusion したDIP IC モデルを2つとも選択して、「2つの図形から減算結果を作成」を選択すると左端のマークがカットされてCut が出来た。

Cut と1番ピンマークのPad004 を選択して、、「2つの図形から減算結果を作成」を選択する。


1番ピンマークがカットされてCut001 が出来た。


これで、形状としては出来上がった。


これでファイルをセーブした。

次に色を付けてみよう。
Cutしたままだと色がつかなかったので、Cut と Cut001 を削除した。

まずは、DIP IC の胴体のみを選択して、プロパティビューのShape Color をクリックする。


Basic colors のうちの黒をクリックして、OKボタンをクリックする。


次にピンのみを選択して、プロパティビューのShape Color をクリックする。


Val を変更して、明るい灰色にしてみた。


DIP IC の本体とピンに色がついた。


もう一度、Cut と Cut001 を作成した。

FreeCADでDIP ICの3Dモデルを作る1

FreeCADでDIP ICの3Dモデルを作ってみようと思います。作った3DモデルはPCB Cad のKiCad で3Dモデルとして使えるそうです。（FreeCAD tutorial: creating 3D model for KiCAD、YouTubeです）

最初にFreeCADを立ちあげて、Part Design で XZ 平面に DIP IC の足を書きます。足が曲がっているところの Bend があるので、0.5 mm 短めにしました。


0.29 mm で押し出します。


Steel Metal に変更します。Steel Metal はFreeCAD に標準で入っていないので、登録します。
”ベンド(Bend)を作成します”を参考に、IC の足に Bend を作製します。
angle = 90 度、length = 1 mm、radius = 0.2 mm、reliefd = 0.5 mm、relifw = 0.5 mmm


Draft に変更して、Bend を選択して、Array をクリックします。
Interval X = 2.54 mm、Number X = 10 にします。


Array を選択して、右クリックメニューからコピーを指定して、モデル画面の空いているところで右クリックメニューからペーストを選択します。
Arrayp001 ができるので、プロパティビューのプロパティのAngle を 180度、Positon の x を 24.38 mm、y を -7.87 mm に変更します。


IC パッケージを書きましょう。
YZ 平面にスケッチを作製します。下図のパラメータです。


両側の足を表示するとこうなります。


スケッチを押し出すので、パッケージのはじめの部分にスケッチを移動します。
プロパティの Position を x = -0.9425 mm に設定しましょう。


スケッチを閉じて、26.24 mm 押し出します。


これでDIP の外形は完成ですが、全てを一体のソリッドにするために、DIP の足２つ（Array, Array001）とPad 002 をFusion します。
Part に変更して、”複数の形状の和集合を作製”ボタンをクリックするとFusion されます。