月別: 2020年12月

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冬休みの自由研究:基板の自作(5) DSPCB入門

とりあえずDSPCBの使い方がわからないと何もできないので、基本的な使い方を勉強します。公式サイトにチュートリアルが色々あるので、ここをザッとさらえば何となく使えるようになる気がするので、やってみます。ただ、チュートリアルは最新のDSPCBに完全に追従しているわけではないようで、一部 GUI が異なることもあるようです。この辺りは適宜読み替えて進める必要があります。

ざっくり進めたところで私がちょっと困ったところは以下の通りです。

まず、クイックスタートガイド2でパーツを追加する際、Add Component のプルダウンで最初に User が選ばれているため、パーツがリストアップされないです。ここで [All Libraries] を選べば、登録されているパーツがリストアップされます。

また、コンポーネントの管理方法が変わっている(?)ようで、チュートリアルで示されているような discrete.cml といった名前では管理されていないようです。あわせて、部品名も C や R といった名前ではなく、Capacitor や Resistor といった正式名称になっています。

そんなこんなで「DesignSpark PCB: クイックスタートガイド2 [回路図作成編]」を実践した結果、下図のような回路図ができました。

この回路を「DesignSpark PCB: クイックスタートガイド3 [基板設計編]」に従ってあれやこれやしたのが下図です(まだエラーが残っていますが、、、)。この辺りはちゃんと目的をもって回路設計と配置をやらないと、どこがキモなのかわかりづらいので今のところは雰囲気だけ掴むようにしておきます。

よくわからないことはまだまだいろいろあるものの、とりあえず回路と基板の設計ができるようになりました。

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冬休みの自由研究:基板の自作(4) DSPCBで作成したデータを印刷してみる

エッチング用のマスクデータを印刷するにはレーザープリンタを使用します。家庭にレーザープリンタがあることはなかなかないでしょうが、その場合コンビニのネットプリントが使えます。この季節は印刷するために外に出るのが億劫なので、そういう怠惰な人は Amazon でレーザープリンタをポチりましょう。私は一時間くらいかけて気合を入れてコンビニに向かいます。ネットプリントはどこを使っても同じではないかと思うものの、セブンイレブンで成功したという話を見かけたのと、自宅の最寄りのコンビニがセブンイレブンなので、私もセブンイレブンのネットプリントを使ってみます。

前回作成した PDF を使用して、印刷用のデータを用意します。今回は出力サイズが正しいかということも確認したかったので、パターンだけではなく寸法つきのものもあわせて配置しました。

印刷後、表示されている大きさと実際の大きさが合っていればきちんと出力されていることがわかります。これがずれていると IC の足が刺さらないとかいろいろ悲しいことが起きてしまいます。

セブンイレブンのネットプリントを使用する場合、PDF の用紙サイズをきちんとしておく必要があるようです。そのため、一度 Inkscape に読み込んでデータを配置してから A4 サイズの PDF として出力しなおします。これは、ページサイズとして A4 を指定し、PDF として保存するときに”ドキュメントのページサイズを使用する”にチェックを入れます。

そしてセブンイレブンで印刷してきた結果がこちら。

奇麗に左右反転され、さらに縦横ともにDSPCB上で設計したサイズのまま出力されていることが確認できました。ここまでできれば DSPCB を使ってマスクデータを作る部分は大丈夫そうです。

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冬休みの自由研究:基板の自作(3) DSPCBでマスクを作る方法を調べる

DSPCBを使うと決めたものの、そもそもマスクの出力方法がわからないと行き詰ってしまうのでまずはそのための方法を調べます。

使用するサンプルは、DSPCBをインストールして起動すると表示されているデータです。

今回は、DSPCBで設計したパターンをコンビニプリントで印刷してから生基板に転写する方法を採るので、回路パターンだけを選んで実寸で出力するのと、転写するために左右反転することができればよいことになります。

とりあえず何となく勘でFile→Print… メニューを選んでみると、そのまんま行けそうな内容が並んだダイアログが表示されます。

何となく、Output To: でPDFを選び、Settingsで  All Colors Black と Mirror にチェックを入れ、Layers で必要なレイヤを選べば行けそうな気がします。

レイヤはメインウインドウ右下にある Layers タブを選ぶと表示・非表示を切り替えられるので、ポチポチ切り替えると Top Solder Resist と Top Copper のみにチェックを入れると必要そうなパターンが表示されました。

サンプル回路自体は多層基板として設計されているため他のレイヤにも回路が含まれてしまっていますが、今回自作する基板は片面のみの一層だけなので、設計した回路に対してこれと同様なことをすれば十分だと思われます。

そのようにして出力したPDFは下図のようになりました。

これを印刷してみます。

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冬休みの自由研究:基板の自作(2) DesignSpark PCBの準備

基板を自作するにあたって、プリント基板設計ツールを使用する必要があります。今回は、 RS Components が公開している回路図面や基板パターンのアートワーク設計できる無料のCADツール、DesignSpark PCB(以下 DSPCB)を使用します。回路設計ツールとしては Autodesk EAGLEも無料版があり、「【アイロン不要】プリント基板を自作してみよう【生基板】」でもEAGLEが使用されているようですが、基板サイズや層数、非商用限定などの制限が多いようなので、今後使用することを考えるとちょっと躊躇してしまいます。(→と思ったら、EAGLE って Fusion360 との抱き合わせなんですね。Fusion360に課金すればEAGLEまで使えて機能無制限と考えると、かなり悩ましい。。。)

ただ、現時点ではDSPCBを使用して基板エッチング用のパターンをどのように出力するのかわかっていないので、ここで困りそうならその時点で方針を考えることとします。

DSPCBのインストール

DSPCBのサイトからインストーラを落とし、インストールします。また、DSPCBを使用するためには DesignSparkのアカウントが必要なようなので、アカウントも作成しておきます。このあたりは特にハマることも無く、サクサクッと進んで無事に DSPCB の起動までできました。

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冬休みの自由研究:基板の自作(1) 材料の用意

電子工作は小学生の頃からやっていて、なんやかんやで電子回路の設計とか実装とかの勉強もやってきていたものの、そういえば今まで自分で電子工作用の基板を作ったことなかったなぁということに気づいたので、人生で一度くらいは自作してみることにしました。最近はネットを探すとこういう情報も豊富にあるので、とても助かります。今回は

を参考にさせていただきました。

材料の用意

無水エタノール・塩・クエン酸は自宅にあるものを拝借します。それ以外は

  • 生基板
  • フラックス
  • オキシドール
  • アセトン
  • スチールウール
  • 油性ペン
  • エッチング用紙皿
  • スポンジ

を用意しました。アセトンは薬局でも在庫が無かったのですが、マニキュアなどを除去するための強力除光液としてアセトン100%のものがあったので、それを購入しました。普通の除光液を使うとどう影響するのかはわからないです。その他ちょっとしたものは100均で購入し、全部で大体3000円くらいで揃います。

明日以降、用意した材料を使って基板の自作をしていきます。