第5章：KiCadに取り込み、配線のルールを自分で決める
前章でコードから作ったネットリストを、KiCadの基板エディタに取り込みます。ここからは「物理」の担当――部品を板の上に並べ、そして前章（4.5）でわざと保留した線の太さ・ビアの大きさ・GNDのベタ塗り範囲を、自分で決めていきます。ここは、前回のプロジェクトで飛ばしてしまい、あとで困った一手です。今度は正面から、一つずつ決めていきます。実際の配線（線を引く作業）は次章の自動配線に任せます。この章は、その下ごしらえ（配線のルール決め）までです。
5.1 ネットリストをKiCadに取り込む
前章で generate_netlist() が出した .net ファイルには、「どの部品の、どのピンが、どのネットにつながるか」がすべて入っています。これをKiCadの基板エディタ（Pcbnew）に取り込むと、各部品のフットプリント（実物の形）が現れ、つながる約束のある端子どうしが、細い予約線でつながれます。
取り込んだ直後、部品どうしを結ぶ細い線がたくさん表示されます。これがラッツネストで、「こことここは電気的につなぐ約束です」という予約線です。まだ本物の銅の配線ではありません。前章でコードに書いた結線（ネットリスト）が、この予約線として目に見える形になったものです。この予約線を、あとで自動配線が本物の銅線に変えていきます。
- skidlには、ネットリストから基板ファイルを直接作る機能や、ネットリストをKiCadの基板エディタに取り込むやり方があります。どの方法が使えるか、手順の細部はskidlとKiCadの版で変わるので、公式の案内に合わせてください。
- 取り込みに成功すると、基板エディタの画面に、部品のフットプリントが固まって現れ、ラッツネストが表示されます。
- まずはこの「フットプリントとラッツネストが出た」状態にたどり着くことが、この項のゴールです。
「ネットリストから基板を作る／取り込む」ための関数名やメニュー操作は、時期によって変わります。本章は「取り込むと何が起きるか」という考え方を示すので、実際のコマンドや操作手順は、skidl・KiCadそれぞれの最新の公式ドキュメントで確認してください。うまく取り込めないときは、まず「ネットリストのファイルが正しく出力できているか（前章の目視確認）」に立ち返ると、切り分けが楽になります。
5.2 部品を並べる
フットプリントが現れたら、板の上に並べます。配置のセオリーは、KiCad入門・第5章とまったく同じです。今回は電源部（U2・C2・C3・J4）が増えているので、その置き場所だけ足して考えます。ここでは要点だけを早見表で振り返ります（詳しい理由と手順は、KiCad入門・第5章を参照してください）。
| 部品 | 置き場所 | ねらい |
|---|---|---|
| U1（マイコン） | 基板の中央 | 左右に足が出る配線の中心 |
| J1・J2（左右ヘッダ） | 基板の左右の端・縦一列 | ブレッドボードに挿す足 |
| C1（パスコン） | U1の電源ピンのすぐ近く | 近いほど効く（電源ノイズ吸収） |
| U2・C2・C3（電源部） | まとめて一箇所（J4の近く） | 入力C2・出力C3はU2のそばに |
| J4（5V入力） | 基板の端（挿しやすい所） | 外から5Vを入れる入口 |
KiCad入門でも念を押した、唯一絶対に守る寸法です。ブレッドボードに挿すために、左右のヘッダJ1・J2の列の間隔を600mil（15.24mm）にします。ここがずれると、完成した基板がブレッドボードに挿さりません。電源部が増えても、この寸法だけは動かさないでください。
電源部の3点（U2・C2・C3）は、一箇所にまとめて置くのがコツです。とくに、入力側コンデンサC2と出力側コンデンサC3は、それぞれレギュレータU2のそばに置きます（第1章で「入力・出力の両側にコンデンサをセットで」と学んだとおり）。まとめておくと、次章の自動配線でも電源まわりがきれいにまとまります。手はんだのために、部品どうしを近づけすぎない（こて先が入る余裕を残す）のも、KiCad入門と同じです。
5.3 配線ルールその1：ネットクラスで線の太さを決める
ここが、前章4.5で「コードには書かない。KiCadで決める」と保留した部分です。線の太さ（トラック幅）や、配線どうしの最小のすきま（クリアランス）、ビアの大きさを、KiCadのネットクラスという仕組みで決めます。コード側で「これは電源系だ」と意図を示したところに、ここで実際の数値を与えるわけです。
本ボードの数値は、KiCad入門・第6章と同じでいけます。信号は細く、電源（VCC・GND）は太く。早見表にします。
| 種類 | 対象 | トラック幅 | ねらい |
|---|---|---|---|
| 信号（Default） | SWIO・GPIO各種・LED_A など | 0.3 mm | 電流が小さいので標準幅 |
| 電源（Power） | VCC・GND（＋今回の VIN_5V） | 0.5 mm | 電流が流れるので太く |
| クリアランス（配線どうしの最小すきま） | 0.2 mm | ||
| ビア（外径／穴径） | 0.7 mm ／ 0.35 mm | ||
- 「ファイル」→「基板設定」→「ネットクラス」を開きます。
- Power というクラスを作り、トラック幅を
0.5mmに設定します。 - そのPowerクラスに、VCC・GND・VIN_5V のネットを割り当てます。
- 残りの信号は Default（0.3mm）のままにします。
- クリアランス（0.2mm）とビア（0.7／0.35mm）も、ここで設定しておきます。
今回のボードでは、電源ネットが VCC・GND に加えて VIN_5V（5V入力）も増えました。これも電気が流れる電源線なので、Powerクラスに入れて0.5mmで配線します。前章のコードで「電源系はこの3本」と整理しておいたのは、ここで一緒に太くするための下ごしらえでした。コードで示した意図（電源系のまとまり）が、KiCadの数値（0.5mm）としてかたちになる――これが「論理はコード、物理はKiCad」の具体例です。
信号0.3mm・クリアランス0.2mm・ビア0.7mmという値は、JLCPCBなど格安の基板工場が作れる最小値（配線・すきまで0.127mm前後、ビア0.45mm前後）より、ずっと余裕があります。つまりこの設定なら、たいていの格安プランでそのまま作れます。ただし各社の製造能力は時期で変わるので、実際に発注する前には公式の最新値を確認し、その値をKiCadの基板設定にも反映してください（発注は第7章）。
5.4 配線ルールその2：GNDのベタ塗り範囲を決める
もう一つの配線ルールが、ベタGNDです。GNDを細い線で一本ずつ引く代わりに、基板の空いている所を、まるごとGNDの銅で埋めるやり方です。この章では、その「塗る範囲」を決めるところまでをやります。実際に塗りつぶすのと、その後のチェック（DRC）は、次章で自動配線が終わってから行います。
- 右側の「塗りつぶしゾーンを追加」ツールを選びます。
- 層は表面（F.Cu）を選び、ネットに GND を指定します。
- 基板の外形に沿って、少し内側を一回り囲むように四角い範囲を描きます。
- 同じことを裏面（B.Cu）でも行い、表・裏の両面をGND用に確保します。
| 項目 | 値 | 意味 |
|---|---|---|
| ネット | GND | このベタはGNDにつながる |
| 層 | F.Cu と B.Cu の両面 | 表・裏の両面をGNDで固める |
| クリアランス | 0.3 mm | 他の配線とのすきま |
| 最小幅 | 0.25 mm | 細い銅が途切れないように |
この章では範囲を決めるだけで、実際に銅で塗りつぶすのは次章の最後です。理由は、先に信号や電源の配線（次章の自動配線）を済ませてから塗ったほうが、きれいに埋まるからです。ベタGNDは、部品を動かしたり配線を変えたりするたびに塗り直しが要るので、いちばん最後に塗るのが素直な順番です。ここでは「表と裏に、GND用のベタの範囲を用意した」状態にしておきます。
5.5 取り込みのかみ合わせを確かめる
配線ルールまで決めたら、次章の自動配線に渡す前に、コードで書いた結線が、板の上に正しく写っているかを確かめます。目で見る確認と、機械の点検の下ごしらえです。
- ラッツネスト（予約線）が、早見表どおりか。 予約線のつながり方が、前章の結線（＝KiCad入門・第3章の早見表）と食い違っていないかを、ざっと目で追います。とくに電源部（VIN_5V・VCC・GND）が、意図どおりつながっているか。
- 未接続が残っていないか。 つなぐ約束のある端子が、予約線として全部現れているか。コードのつなぎ忘れは、ここで予約線の“抜け”として見えることがあります。
- 部品の値・フットプリントが正しいか。 コードで指定した値（100nF、10μF、AMS1117-3.3 など）とフットプリントが、取り込んだ部品に反映されているか。
もし予約線のつながりが早見表と違っていたら、KiCadで手直しするのではなく、前章のコードに戻して直すのがこのコースの流儀です。結線（論理）の正本は、あくまでコードのほう。コードを直して、ネットリストを作り直し、もう一度取り込みます。二度手間に見えますが、「結線はコードが正、物理はKiCadが正」という担当を崩さないことが、あとあと混乱を防ぎます。
5.6 次章への橋渡し
- コードのネットリストをKiCadに取り込み、フットプリントとラッツネストを出した
- 部品を並べた（J1・J2は600mil、電源部はまとめて）
- 配線ルールその1：ネットクラスで線の太さを決めた（信号0.3mm／電源0.5mm、VIN_5Vも電源）
- 配線ルールその2：表・裏にGNDベタの範囲を用意した（塗るのは次章）
- ラッツネストが早見表どおりか、かみ合わせを確かめた
配線のルールが決まりました。部品の位置も、線の太さも、GNDベタの範囲も、これで用意できています。次章では、FreeRoutingという自動配線ツールに、予約線を本物の銅線へ変えてもらいます。ただし、何もかも任せきりにはしません。どこまでを自動に任せ、どこからを人がやるのか――その線引きを、実際に手を動かしながら確かめていきます。