KiCADの製造データをGitHub Actionsに生成させてみた

やりたかったこと

• KiCAD(電子回路設計ソフト)のデータをGitHubでいい感じに管理したい。
• 設計データをpushしたらガーバーデータ(基板製造業者に発注するデータ)を自動で生成してほしい。
• 回路図とかのドキュメントのpdfも生成してほしい。
• 生成したデータはでWebからzipでダウンロードできるようにしたい。

つくったもの

試しにpublicなリポジトリにつくってみた。

こんなことができます。

tagをつけてpushすると自動でリリースしてくれる。リリースには生成データが添付される。

リリースしなくてもpushするたびに Artifacts にデータが生成される。

プルリクで回路のエラーチェックが走る。

やりかた

GitHub Actions の kicad-exportsを使うと簡単にできてしまいました。
https://github.com/marketplace/actions/kicad-exports

やることはリポジトリ内にyamlファイルを数個配置するだけです。

手順

以下の手順でつくった完成品がこちらです。
https://github.com/YamadaKyohei/kicad-actions-sample

1. KiCADのデータ(.shc, .kicad_pcb)が配置されたGitHubリポジトリをつくる。

2. GitHub Actions 設定用のyamlファイルを配置する。

.github/workflowsの中にActionsの挙動を定義します。
pushしたとき用の動作を .github/workflows/main.ymlに以下のように記述しました。

name: KiCad-exports

on:
  push:
    paths:
    - '**.sch'
    - '**.kicad_pcb'
  pull_request:
    paths:
      - '**.sch'
      - '**.kicad_pcb'

jobs:
  example:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - uses: actions/checkout@v2
    - uses: nerdyscout/kicad-exports@v2.1
      with:
      # Required - kibot config file
        config: ./config/docs.kibot.yaml
      # optional - prefix to output defined in config
        dir: docs
      # optional - schematic file
        schema: '*.sch'
      # optional - PCB design file
        board: '*.kicad_pcb'
    - uses: nerdyscout/kicad-exports@v2.1
      with:
      # Required - kibot config file
        config: ./config/fabrications.kibot.yaml
      # optional - prefix to output defined in config
        dir: gerber
      # optional - schematic file
        schema: '*.sch'
      # optional - PCB design file
        board: '*.kicad_pcb'
    - name: upload results
      uses: actions/upload-artifact@v2
      with:
        name: docs
        path: |
          docs/docs
          !docs/docs/*.ogv
    - name: upload results
      uses: actions/upload-artifact@v2
      with:
        name: gerber
        path: gerber/gerber

また、tagをつけてpushされたとき自動でリリースする動作は .github/workflows/release.ymlに以下のように記述しました。スクリーンキャプチャの.ogvファイルなども一緒に生成されてしまうので、zip化の際に除外しています。

name: KiCad-exports-release

on:
  push:
    tags:
      - 'v*'

jobs:
  example:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - uses: actions/checkout@v2
    - uses: nerdyscout/kicad-exports@v2.1
      with:
      # Required - kibot config file
        config: ./config/docs.kibot.yaml
      # optional - prefix to output defined in config
        dir: docs
      # optional - schematic file
        schema: '*.sch'
      # optional - PCB design file
        board: '*.kicad_pcb'
    - uses: nerdyscout/kicad-exports@v2.1
      with:
      # Required - kibot config file
        config: ./config/fabrications.kibot.yaml
      # optional - prefix to output defined in config
        dir: gerber
      # optional - schematic file
        schema: '*.sch'
      # optional - PCB design file
        board: '*.kicad_pcb'
       
    - name: Create release
      id: create_release
      uses: actions/create-release@v1.0.0
      env:
        GITHUB_TOKEN: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
      with:
        tag_name: ${{ github.ref }}
        release_name: Release ${{ github.ref }}
        draft: false
        prerelease: false
    - name: docs zip output
      run: |
        cd ./docs/docs
        zip ../../docs * -x *.ogv
    - name: Upload Release Docs
      id: upload-release-docs
      uses: actions/upload-release-asset@v1.0.1
      env:
        GITHUB_TOKEN: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
      with:
        upload_url: ${{ steps.create_release.outputs.upload_url }}
        asset_path: docs.zip
        asset_name: docs.zip
        asset_content_type: application/zip
    - name: docs zip output
      run: |
        cd ./gerber/gerber
        zip ../../gerber *.*
    - name: Upload Release Gerbers
      id: upload-release-gerber
      uses: actions/upload-release-asset@v1.0.1
      env:
        GITHUB_TOKEN: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
      with:
        upload_url: ${{ steps.create_release.outputs.upload_url }}
        asset_path: gerber.zip
        asset_name: gerber.zip
        asset_content_type: application/zip

3. kicad-exports 設定用のyamlファイルを配置する。

回路図と配線図のpdfはconfig/docs.kibot.yamlに生成に関する設定を記述しました。

kibot:
  version: 1

preflight:
  run_erc: true
  run_drc: true
  check_zone_fills: true
  ignore_unconnected: false

outputs:
  - name: 'print schema'
    comment: "Print schematic (PDF)"
    type: pdf_sch_print
    dir: docs
    options:
      output: '%p-Schematic_%r.%x'

  - name: 'print board'
    comment: "Print board (PDF)"
    type: pdf_pcb_print
    dir: docs
    options:
      output: '%p-Board_%r.%x'
    layers:
      - 'all'

ガーバーデータの生成は、config/fabrications.kibot.yamlに次のように設定しました。もうちょっと設定を詰めれば、Fusion PCBとかにそのままアップロードできるzipが作れると思います。

kibot:
  version: 1

preflight:
  run_erc: true
  update_xml: true
  run_drc: true
  check_zone_fills: true
  ignore_unconnected: false

outputs:
  - name: 'interactive_bom'
    comment: "Interactive Bill of Materials (HTML)"
    type: ibom
    dir: BoM
    options:
      blacklist: 'DNF*'
      name_format: '%f_%r_iBoM'

  - name: 'bom_csv'
    comment: "Bill of Materials in CSV format"
    type: kibom
    dir: BoM
    options:
      format: CSV  # HTML or CSV

  - name: 'gerbers'
    comment: "Gerbers for the board house"
    type: gerber
    dir: gerber
    options:
      # generic layer options
      exclude_edge_layer: true
      exclude_pads_from_silkscreen: true
      use_aux_axis_as_origin: false
      plot_sheet_reference: false
      plot_footprint_refs: true
      plot_footprint_values: true
      force_plot_invisible_refs_vals: false
      tent_vias: false

      # gerber options
      line_width: 0.1
      subtract_mask_from_silk: false
      use_protel_extensions: true
      gerber_precision: 4.6
      create_gerber_job_file: false
      use_gerber_x2_attributes: false
      use_gerber_net_attributes: false

    # for 2-layer pcb
    layers:
      - layer: F.Cu
        suffix: F_Cu
      - layer: B.Cu
        suffix: B_Cu
      - layer: F.Paste
        suffix: F_Paste
      - layer: B.Paste
        suffix: B_Paste
      - layer: F.SilkS
        suffix: F_SilkS
      - layer: B.SilkS
        suffix: B_SilkS
      - layer: F.Mask
        suffix: F_Mask
      - layer: B.Mask
        suffix: B_Mask
      - layer: Edge.Cuts
        suffix: Edge_Cuts

  - name: "Excellon drills"
    comment: "Excellon drill files"
    type: "excellon"
    dir: "gerber"
    options:
      use_aux_axis_as_origin: true
      metric_units: true
      pth_and_npth_single_file: false
      minimal_header: true
      mirror_y_axis: false

以上4つのyamlファイルを設置すると、以後GitHub Actionsが欲しいデータをつくってくれます。

感想

• GitHub Actionsが無料枠でけっこう遊べてしまってびっくり。
• ハードウェアを自動デプロイしてるような感じがして楽しい。
• 「回路図ください」「ガーバーください」とSlackで催促しあう文化から、これで卒業したい。
• ReleaseからドキュメントがダウンロードできるっていうUIは、回路設計者以外のプロジェクトメンバーにも使いやすそう。
• stepデータ(3Dの機械図面)も生成できるらしいので試したい。