回路図シンボルの作成

動画で1日マスタ！プリント基板 KiCAD 教科書

端子の正確な配置とパッド番号の整合

KiCadでは，部品を回路図上に配置するためにシンボルを使用します．標準で用意された汎用部品のシンボルに加え，特殊なICやモジュールは自作する必要があります．今回作成するのは，BluetoothモジュールBM83とUSB Type-Cコネクタのシンボルです．

プロジェクト用ライブラリの作成

1. KiCadのメイン画面から「シンボルエディター」を起動
2. ［プロジェクト］ライブラリを作成し，BluetoothAudioプロジェクトに保存
3. ライブラリ一覧に表示されたら，右クリックで［新規シンボル］を選択

BM83のシンボル名を``BM83''とし，リファレンス指定子を``U''に設定します．次に，データシートを参照しながら端子番号と機能を確認し，端子を配置していきます．

端子配置と整理のポイント

1. ［ピンを追加］ツールで端子を1つずつ入力
2. エレクトリカルタイプを［フリー］に設定し，誤接続時の警告を抑制
3. 端子番号とパッド番号（フットプリント）を完全一致させる

BM83には全部で50端子あり，データシートを見ながら正確に入力します．さらに，裏面のグラウンド接続パッド（56番，57番）もシンボルに加えます．端子の入力が完了したら，配置位置と名前の整理を行います．

USBコネクタのシンボル作成

次に，USB Type-Cコネクタのシンボルを作成します．リファレンス指定子は``CN''とし，端子は機能別に配置します．通信線は左側，グラウンド・Shield・VBUSは右側に並べます．電源端子は，電圧の高い$V_{BUS}$を上，グラウンドを中央，Shieldを下にします．

すべての端子を並べたら，シンボルの外形線を描いて完成です．特にType-Cコネクタの外形は長方形にせず，ほかの部品と区別できる形状にすると視認性が向上します．

電子部品シンボルとは何か

電子回路設計における「シンボル」とは，回路図上で電子部品を図示する記号のことです．抵抗やキャパシタのような汎用部品から，BluetoothモジュールやFPGAのような特殊部品まで，あらゆる部品にシンボルが必要です．回路図の読みやすさと設計精度を支える基本的な要素です．

シンボル作成における技術的留意点

1. 端子番号はパッド番号と一致させる必要がある
2. 部品の形状や機能を視覚的に表現する外形線も重要
3. 出力端子や電源端子など，機能に応じたエレクトリカルタイプの指定が設計支援に役立つ

$V_{in}$など回路設計に関わる物理量と端子機能の関係を正確に反映することで，誤接続や動作不良を防ぐことができます．多端子部品のシンボルを複数に分けると可読性が向上し，配線の整理にもつながります．

シンボルデータは設計の出発点

シンボルは，設計の初期段階で定義され，回路図や基板の設計，さらにはソフトウェア開発とも関係してきます．I$^2$C通信のように端子どうしの接続ルールが明確な場合，シンボルの設計で注意深く対応すれば，設計効率が大幅に向上します．さらに，シンボルライブラリがテキスト形式であるため，Pythonなどでツール化することで効率的なシンボル生成も可能です．

〈著：ZEPマガジン〉

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著者紹介

• 2010年　沼津工業高等専門学校　専攻科　卒業
• 2010年　FA機器/ハード・ディスク製造装置設計業務に従事．その後ベンチャーにて半導体検査/医科学用電子顕微鏡，半導体製造装置，理化学機器の研究開発設計に従事
• 2020年　静岡県創業者育成施設審査通過し，個人事業として独立
• 2022年　株式会社ディスクリテック設立，現在に至る

著書

1. ［VOD/KIT/data］実験キットで学ぶ 電源・アナログ回路入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD］動画で一緒にプリント基板開発 KiCad超入門【KiCad 6対応 完全マニュアル】，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD］動画で一緒にプリント基板開発 KiCad超入門【KiCad 6対応 プロの仕上げ技101】，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/KIT］すぐ動く！BM83 Bluetoothスタータキット，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD/Pi KIT］MATLAB/Simulink×ラズパイで学ぶロボット制御入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
6. ［VOD/KIT］MATLAB/Simulink×ラズパイで学ぶロボット制御入門
7. 一人で始めるプリント基板作り，トランジスタ技術Special No.127， CQ出版社
8. 商用利用OK！噂の完全フリー基板作成ツール KiCad，トランジスタ技術2015年3月号，CQ出版社．
9. 1枚100円も！世界のプリント基板ネット通販メーカ，トランジスタ技術2016年7月号，CQ出版社．
10. 部品の足にジャストフィット!フットプリント作成，トランジスタ技術2017年5月号，CQ出版社．
11. コネクタなどの特殊部品のフットプリントを高速自作!CQ FootprintTracer，トランジスタ技術2017年10月号，CQ出版社．
12. はじめてみませんか？プリント基板ネット通販生活，トランジスタ技術2018年2月号，CQ出版社．
13. 工作実験室で活躍中！高コスパ電子工作ツール一覧，トランジスタ技術2018年12月号，CQ出版社．
14. 成功間違いなし!　BGA配線 10の基本ルール，トランジスタ技術2020年5月号，CQ出版社．

参考文献

1. ［VOD］高速＆エラーレス！5G×EV時代のプリント基板＆回路設計 100の要点，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD］ Before After！ ハイパフォーマンス基板＆回路設計 100の基本【パワエレ・電源・アナログ編】/【IoT・無線・通信編】，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［Book/PDF］デシベルから始めるプリント基板EMC 即答200，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD/KIT］ポケット・スペアナで手軽に！基板と回路のEMCノイズ対策 10の定石，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD］事例に学ぶ放熱基板パターン設計 成功への要点，ZEPエンジニアリング株式会社．