“在 KiCad 中增加一個智能助手,幫助您理解原理圖、檢查原理圖是一種什么體驗?在 PCB 中可以用自然語言調用工具呢?華秋發行版做了一個嘗試!”
先看一下小視頻: PS:目前 Copilot 功能還處于內測階段,感興趣的小伙伴可以在 4.15~17 的慕尼黑電子展上去華秋電子展位體驗功能并反饋建議。 KiCad Copilot
拿到了內測的最新 KiCad 華秋發行版,最大的亮點就是在原理圖中嵌入了 Copilot 面板,可以基于原理圖的信息直接進行問答。
簡單測試了下,目前菜單支持以下幾個任務:
猜測項目的設計意圖
歸納設計中的核心器件
詳細介紹當前選中的器件
推薦相似器件
檢查當前器件的連接關系是否正確
介紹當前選中器件引腳的功能
檢查當前器件未連接的引腳并給出分析
我們用 KiCad 自帶的 pic_programmer 項目做個測試。
1. 設計意圖
這張設計圖是一個電子設備的原理圖和PCB布局圖,它包含了多個組件和連接,用于構建一個PIC(Peripheral Interface Controller)微控制器編程器。以下是一些關鍵組件和它們的作用:1.**微控制器插座(U5, U6, U7, P8, P9)**:這些插座用于插入不同型號的PIC微控制器,以便進行編程。例如,U5和U6是8腳微控制器插座,U7是18腳微控制器插座,P8是28腳微控制器插座,P9是40腳微控制器插座。2.**編程接口(U4, U3)**:74AHC240是一個8位緩沖器/線驅動器,用于增強信號;LT1373是一個微功耗CMOS運算放大器,可能用于信號調理。3.**存儲器(U5)**:24Cxx系列是一個I2C接口的EEPROM,用于存儲編程器的配置或狀態信息。4.**電源管理(U1)**:7805是一個線性電壓調節器,用于將輸入電壓降低到穩定的5V輸出,供電路使用。5.**信號保護(D1, D10, D12, D2, D3, D4, D5, D6, D7)**:這些肖特基二極管用于保護電路免受反向電壓和電壓浪涌的影響。6.**LED指示燈(D11, D8, D9)**:黃色LED用于提供視覺反饋,例如指示電源狀態或編程進度。7.**電阻和電容(R1-R22, C1-C8)**:這些被動元件用于設置電路的時間常數、電壓分壓、電流限制等。8.**晶體管(Q1, Q2, Q3)**:BC237和BC307是NPN型晶體管,用于信號放大和開關控制。9.**保險絲(F1)**:用于過電流保護。10.**接口和連接器(J1, J2, J3, J4, J5, CN1)**:包括DB9連接器、音頻插孔、電池座和排針連接器,用于連接外部設備或電源。11.**電位器(RV1)**:用于調整電路中的電壓或電流。12.**電源輸入(P1)**:用于連接電源線。13.**安裝孔(P2-P7)**:用于固定電路板。14.**跳線(JP1)**:用于配置電路或更改功能。15.**電源保護(R22, D13, D14)**:包括壓敏電阻和瞬態電壓抑制二極管,用于保護電路免受電壓浪涌和靜電放電的影響。整體來看,這張設計圖是一個用于編程不同型號PIC微控制器的設備,它包含了電源管理、信號處理、用戶接口和保護電路等多個部分。2.核心器件

這張設計圖是一個用于編程PIC微控制器的電路圖。下面是設計的主要功能和組件:1.**核心器件**: -**U1(7805)**:5V穩壓器,為電路提供穩定的5V電源。 -**U2(74HC125)**:3態輸出緩沖器,用于信號緩沖和驅動。 -**U3(LT1373)**:微功耗比較器,用于電壓監控和保護。 -**U4(74AHC240)**:8位緩沖器/線驅動器,用于信號緩沖和驅動。 -**U5(24Cxx)**:EEPROM存儲器,用于存儲編程數據。 -**U6(PIC_8_PINS)**:8引腳PIC微控制器插座。 -**U7(PIC_18_PINS)**:18引腳PIC微控制器插座。 -**P8(SUPP28)**:28引腳PIC微控制器插座。 -**P9(SUPP40)**:40引腳PIC微控制器插座。2.**電源和保護**: -**D1(1N4004)**:整流二極管,用于電源整流。 -**C1, C2, C6(220uF)**:濾波電容器,用于平滑電源。 -**F1**:保險絲,用于過流保護。 -**R22**:壓敏電阻,用于過壓保護。 -**D13**:TVS二極管,用于靜電保護。3.**接口和連接器**: -**J1(DB9)**:9針D-sub連接器,用于連接計算機或其他設備。 -**J2, J3, J4**:音頻插座,用于連接音頻設備。 -**CN1**:10針連接器,用于連接PIC微控制器。 -**P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7**:接線柱,用于外部連接。4.**編程和調試**: -**Q1, Q2, Q3(BC237, BC307)**:晶體管,用于信號放大和控制。 -**RV1**:電位器,用于調節信號強度。 -**J5**:硬幣電池座,用于便攜式設備供電。5.**指示和控制**: -**D8, D9, D10, D11, D12, D13, D14**:LED和二極管,用于狀態指示和信號控制。6.**其他元件**: -**R1-R19**:電阻,用于分壓、限流和信號調節。 -**C3-C8**:電容器,用于濾波和信號處理。總的來說,這個設計是一個多功能的PIC微控制器編程器,可以支持不同引腳數量的PIC微控制器,具有電源管理、信號緩沖、保護和接口功能。3. 器件詳情

LT1373 是一款由 Linear Technology(現為 Analog Devices 公司的一部分)生產的雙極性微功耗運算放大器。以下是關于 LT1373 的詳細介紹:### 功能:1.**雙極性輸入**:LT1373 具有雙極性輸入,這意味著它可以處理正負電壓輸入。2.**低功耗**:這款運算放大器設計用于低功耗應用,適合電池供電設備。3.**高輸入阻抗**:具有高輸入阻抗,減少輸入電流,適合高阻抗信號源。4.**低噪聲**:適合需要低噪聲放大的應用,如音頻放大器。5.**軌到軌輸出**:能夠輸出接近電源電壓的信號,適合需要全擺幅輸出的應用。### 電氣參數:1.**電源電壓范圍**:2.5V 至 6V(單電源供電)。2.**輸入偏置電流**:最大 200pA。3.**輸入偏置電壓**:最大 2mV。4.**開環增益**:在 1kHz 時,增益大于 100dB。5.**單位增益帶寬**:大于 1MHz。6.**電源電流**:典型值為 45μA(最大值為 60μA)。7.**輸出電壓擺幅**:軌到軌輸出,即可以輸出接近電源電壓的信號。8.**噪聲**:典型值為 8nV/√Hz。### 應用場景:1.**電池供電設備**:由于其低功耗特性,適合用于便攜式電子設備。2.**音頻放大器**:適用于需要低噪聲放大的音頻應用。3.**傳感器接口**:適合作為傳感器信號調理的前端放大器。4.**醫療設備**:由于其低噪聲和高阻抗輸入特性,適合醫療監測設備。5.**工業控制**:適用于需要精確信號放大的工業控制系統。6.**消費電子**:在需要低功耗和高輸入阻抗的場合,如遙控器、玩具等。LT1373 的這些特性使其成為一個多功能、低功耗的運算放大器,適用于多種不同的電子設計中。4. 相似器件推薦

您需要替代的器件是U1,型號為7805,這是一個常見的三端穩壓器,用于將輸入電壓穩定在5V輸出。它的功能是將輸入的不穩定電壓轉換為穩定的5V輸出電壓,廣泛應用于需要5V電源的電路中,如微控制器供電、傳感器供電等。以下是一些與7805相似的物料推薦:1.**LM7805** -**制造商**: Texas Instruments -**功能描述**: 5V, 1A Positive Voltage Regulator -**引腳數**: 3 -**封裝**: TO-220-32.**AMS1117-5.0** -**制造商**: Advanced Monolithic Systems -**功能描述**: 1A Low Dropout Linear Regulator -**引腳數**: 3 -**封裝**: SOT-2233.**NCP1117ST50T3G** -**制造商**: ON Semiconductor -**功能描述**: 1A Fixed LDO Regulator, 5V Output -**引腳數**: 3 -**封裝**: TO-252-34.**AP7805** -**制造商**: Diodes Incorporated -**功能描述**: 1A Positive Voltage Regulator -**引腳數**: 3 -**封裝**: TO-220-35.**MIC5205-5.0YM5** -**制造商**: Microchip Technology -**功能描述**: 5V, 1A LDO Voltage Regulator -**引腳數**: 5 -**封裝**: SOT-23-5請注意,雖然這些器件在功能上與7805相似,但它們的具體電氣參數和性能可能會有所不同。在選擇替代料時,您需要根據實際電路的要求和參數來確定最合適的替代品。同時,確保檢查每個器件的數據手冊,以確認它們是否滿足您的具體應用需求。5. 連接關系檢查

根據提供的網表內容,我們可以看到器件{D}實際上是24Cxx系列的EEPROM。我們需要檢查這個器件的所有引腳是否正確連接。1.**VCC引腳(引腳8)**:連接到網表中的"/pic_sockets/VCC_PIC",這是正確的,因為EEPROM需要一個電源電壓。2.**GND引腳(引腳4)**:連接到網表中的"GND",這是正確的,因為所有集成電路都需要一個地線連接。3.**A0引腳(引腳1)**:連接到網表中的"GND",這是正確的,因為A0引腳通常用于選擇EEPROM的地址線,連接到地可以確保EEPROM處于一個已知的狀態。4.**A1引腳(引腳2)**:連接到網表中的"GND",這也是正確的,原因同A0引腳。5.**A2引腳(引腳3)**:連接到網表中的"GND",這同樣是正確的,原因同A0和A1引腳。6.**SDA引腳(引腳5)**:連接到網表中的"/DATA-RB7",這是正確的,因為SDA是I2C總線的數據線路,需要連接到微控制器的相應I2C數據引腳。7.**SCL引腳(引腳6)**:連接到網表中的"/CLOCK-RB6",這是正確的,因為SCL是I2C總線的時鐘線路,需要連接到微控制器的相應I2C時鐘引腳。綜上所述,根據網表內容,24Cxx EEPROM的所有引腳連接都是正確的。每個引腳都連接到了適當的電源、地線或者微控制器的I2C接口引腳,符合EEPROM的功能需求。6. 引腳詳情

目標器件是BC307,這是一個NPN型三極管。根據提供的網表內容,BC307的引腳分布如下:1.**引腳1(C)**:發射極(Collector),這是一個被動引腳。在三極管中,發射極是電流流出的極,通常與集電極一起工作以控制通過三極管的電流。2.**引腳2(B)**:基極(Base),這是一個輸入引腳。基極用于控制三極管的開啟和關閉狀態,通過改變基極和發射極之間的電壓,可以控制集電極和發射極之間的電流。3.**引腳3(E)**:集電極(Emitter),這是一個被動引腳。在三極管中,集電極是電流流入的極,它與發射極一起工作,通過基極的控制來調節集電極和發射極之間的電流。這些引腳的功能是三極管工作的基礎,通過不同的電路配置,三極管可以用于放大信號、開關控制等多種應用。在檢查電路連接是否正確時,需要確保每個引腳都連接到正確的電路部分,以確保三極管能夠正常工作。7. 未連接引腳檢查

根據您提供的信息,器件U3的型號為LT1373,有兩個引腳未連接,分別是:1.引腳3(FB-) - 引腳編號:3 - 引腳名稱:FB- - 引腳功能:反饋- - 引腳類型:被動,無需連接2.引腳4(S/S) - 引腳編號:4 - 引腳名稱:S/S - 引腳功能:采樣/采樣 - 引腳類型:被動,無需連接綜上所述,LT1373的引腳3和引腳4在設計圖中未連接。根據引腳類型,這兩個引腳都是被動引腳,并且標記為無需連接(no_connect)。因此,這兩個引腳在電路中可以不連接,不會影響器件的正常工作。基于項目、器件提問
除了右鍵使用固定的命令之外,還可以在面板中直接基于項目或器件提問:
下圖是 @項目 后的幾個問答:
根據您提供的設計圖信息,以下是設計中使用的接口:1.**DB9接口**: - 組件:`J1` - 描述:`DB9-FEMALE` - 腳位:9個 - 用途:通常用于連接計算機或其他設備,進行數據傳輸。2.**組合音頻插座**: - 組件:`J2` - 描述:`NCJ9FI-V-0` - 用途:用于連接音頻設備,支持立體聲信號。3.**組合音頻插座(單聲道)**: - 組件:`J3` - 描述:`NCJ5FI-V` - 用途:用于連接單聲道音頻設備。4.**組合音頻插座(單聲道,無鎖)**: - 組件:`J4` - 描述:`NCJ5FI-V-0` - 用途:與`J3`類似,但無鎖設計,便于快速插拔。5.**電源接口**: - 組件:`P1` - 描述:`CONN_2` - 腳位:2個 - 用途:用于連接外部電源。6.**插座接口**: - 組件:`CN1` - 描述:`HR10A-10R-12PB(71)` - 腳位:10個 - 用途:用于連接其他電路板或模塊。這些接口在設計中用于連接外部設備、電源或其他電路板,以實現數據傳輸、音頻信號傳輸和電源供應等功能。


Copilot 中預置了一些 Tool,會根據面板中的上下文自動調用。如果您不 @ 任何上下文,直接進行提問,比如“U1有什么作用”。這時 Copilot 會自動獲取 U1 的上下文,并跳轉到原理圖中的 U1 器件,進行回答。
識別電路圖圖片 直接給在 Copilot 中上傳一個原理圖的圖片,小助手會直接告訴您圖片的功能:
這個電路的作用是將5V輸入電壓轉換為1.5V輸出電壓。它是一個開關電源電路,采用MP2143DJ-LF-P芯片來實現降壓轉換。以下是電路各部分作用的詳細說明:* **U1 (MP2143DJ-LF-P):** 這是核心的DC-DC降壓轉換芯片。它接收5V輸入電壓,并控制開關頻率和占空比,以產生所需的1.5V輸出電壓。* **VIN (Pin 2):** 芯片的輸入電壓引腳,連接到5V電源(VCC_5V0)。* **SW (Pin 3):** 開關節點,連接到電感L1。這個節點上的電壓會快速切換,從而在電感中存儲和釋放能量。* **OUT (Pin 5):**芯片的輸出電壓檢測引腳,用于內部控制環路的電壓測量。通常與開關節點并聯。* **GND (Pin 4,6):** 接地引腳,確保芯片的正常工作。PGND是功率地,AGND是模擬地,通常在PCB Layout上需要分開處理,最后單點連接。* **FB (Pin 7):** 反饋引腳,用于采樣輸出電壓。通過R3和R4組成的分壓網絡,將輸出電壓的一部分反饋給芯片,芯片根據這個反饋電壓來調節輸出電壓的穩定。* **EN (Pin 8):** 使能引腳。通過EN1V5控制芯片的開啟和關閉。高電平使能,低電平關閉。R2電阻用于上拉,確保默認情況下芯片是使能的,除非EN1V5信號為低電平。* **PG (Pin 1):** 電源良好指示引腳。這個引腳輸出一個信號,指示輸出電壓是否在正常范圍內。* **L1 (1uH):** 電感,用于存儲能量。在開關管導通時,電感存儲能量;在開關管關斷時,電感釋放能量,為輸出提供電流。* **C1 (100uF), C2 (0.1uF):** 輸出電容,用于濾波,減小輸出電壓的紋波。C1是較大容量的電解電容或陶瓷電容,提供主要的濾波作用;C2是較小容量的陶瓷電容,用于濾除高頻噪聲。* **C3 (20pF):** 反饋補償電容,用于穩定反饋環路,防止電路發生震蕩。* **R3 (200kOhms), R4 (133kOhms):** 分壓電阻,用于采樣輸出電壓。R3和R4的比值決定了反饋電壓的大小,從而設定了輸出電壓的值。可以通過調整R3和R4的值來調整輸出電壓。公式:Vout = Vfb(1 + R3/R4)。 Vfb是芯片內部的反饋電壓基準,通常在數據手冊中給出。* **R1 (0 Ohms):**用于測試或者預留的跳線電阻,通常用于測試輸出電流,或者用于調試。* **VCC_5V0:** 5V輸入電源。* **VCC_1V5:** 1.5V輸出電源。* **Para-1V5:** 表示并聯輸出的節點,可以連接其他電路或者負載。**總結:**這個電路是一個典型的降壓型開關電源,它的主要作用是將輸入的5V電壓穩定地轉換為1.5V電壓,為后端的電路提供穩定的電源。它的優點是效率高,體積小,能夠提供較大的輸出電流。
當然也可以直接和圖片對話,進行問答。
比如我想了解二極管D4的作用:
To Be Continued...
據開發者介紹,目前的 Copilot 還只是雛形,只完成了簡單的對話及交互,今后還將添加更多的功能:
AI 交互中元器件信息基于華秋的高質量數據,減少幻覺的情況
在原理圖、PCB 中支持更多工具的調用
繼續與 KiCad 社區一起努力,推進原理圖/PCB的 IPC API,讓插件生態更繁榮,也便于 Agent 與 KiCad 圖紙更好的互動。
.....
結束語
在當今技術飛速發展的時代,大模型和Agent技術正以前所未有的速度重塑著各個領域的創新格局。從自然語言處理到復雜系統優化,這些技術正在突破傳統邊界,為人類帶來前所未有的效率和智能化體驗。作為電子設計這一垂直領域,我們也站在這一技術浪潮的前沿。電子工程師們肩負著將創新轉化為現實的重任,而緊跟技術節奏、擁抱智能化工具,不僅是順應時代的選擇,更是推動行業進步的關鍵。通過引入大模型和Agent技術,我們可以更高效地優化設計流程、解決復雜問題,并加速創新成果的落地。未來,隨著技術的進一步成熟,電子設計領域將迎來更多的可能性。讓我們以開放的心態迎接變革,用技術的力量為工程師賦能,共同開創一個更加智能化、高效化的設計新時代。
注意:如果想第一時間收到 KiCad 內容推送,請點擊下方的名片,按關注,再設為星標。
常用合集匯總:
和 Dr Peter 一起學 KiCad
KiCad 8 探秘合集
KiCad 使用經驗分享
KiCad 設計項目(Made with KiCad)
常見問題與解決方法
KiCad 開發筆記
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原文標題:KiCad 華秋發行版支持 AI Copilot 了?
審核編輯 黃宇
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