Eagle と Sevenmini を使って電子基板を作る その2


20150129_test_main

概要
Eagle は電子基板を作成する CAD ソフトです。
Sevenmini は、MITS社の基板加工専用のミリングマシンです。
前回の題材は 3x3LEDマトリックス・シールド でした。
今回は Arduino 互換ボードです。

Eagleデータは GitHub で公開しています。

Eagle 側の作業
(1) 回路図 (sch) とボード図 (brd) を作成するところは、ほぼ同じです。
ボード図では、配線を太くしたり、PADを大きくしたりします。
20150129_eagle_sch 20150129_eagle_brd

(2) ガーバーデータを出力します。
このとき、Mirror にして、ハンダ面が表になるようにします。
MACのときは、改行コードを LF から CRLF に変換します。
20150129_gerber

FLASH 側の作業
1. CONVERTER アプリ
(1) 単位をインチに切り替えます。
(2) ドリル情報 (drl) を読み込みます。
(3) 変換条件を設定します。
フォト変換条件の単位系を 0.0001 インチにします。
穴変換条の単位系を 0.0001 インチにします。
20150129_flash_photo 20150129_flash_drill

(4) ガーバーデータを読み込みます。
ハンダ面データ (sol) を「フォト表」として読み込みます。
「特殊なアパーチャ形式です」という警告が出ますが、気にせず進みます。
ドリルデータ (drd) を「穴」として読み込みます。
外形データ (out) を「外形表」として読み込みます。
20150129_flash_wranig

(5) 読み込んだガーバーデータが 0.1 インチ刻みのグリッドに合っていれば、OK です。
20150129_flash_converter

2. EASY CAD アプリ
(1) 輪郭線抽出を行います。
繰り返し回数を「2」にします。
20150129_flash_easycad

Sevenmini 側の作業
1. 配線の加工
(1) 基板を両面テープで固定します。
(2) 原点を移動します。
(3) ミリング用のエンドミルを取り付けます。
(4) CAM-Circuit2 アプリから加工を指示します。

2. 穴の加工
(5) 指示に従い、ドリル用のエンドミルを取り付けます。
CAM-Circuit2 アプリから加工を指示します。
ドリルの太さに応じて、何度かエンドミルを交換するように指示が出ますが、今回は 0.8mm ドリルで全て済ませました。

3. 外形の加工
(6) 次に、フォーミングの指示が出ますが、今回は外形は切らずにここで終了します。
20150129_sevenmini

穴の拡張
ピンヘッダなど 0.8mm では小さいところに、
ミニドリルで1.0mmの穴に広げます。

基板の研磨
銅箔面を研磨剤で磨いて、ハンダが乗りやすいように、表面を滑らかにします。
20150129_pcb_polish

ハンダ付け
(1) 表面の配線を行います。
(2) 部品をつけて、裏面をハンダ付けします。
20150129_pcb_rear 20150129_pcb_front

動作確認
1. Arduino ボード
(1) ブートローダーが書き込んである CPU を差します。
(2) USBシリアルアダプタを差します。
(3) Arduino IDE から Blink スケッチを書き込みます。
(4) 書き込み完了が出れば、ボードは正しく動作しています。
(5) 続いて、LED が点滅すれば、OKです。

2. シールド
(1) 前回作った LEDシールド を差します。
(2) USBシリアルアダプタを差します。
(3) スケッチを書き込みます。
(4) 全ての LED が点滅すれば、OKです。
20150129_test_board 20150129_test_shield

課題
ミリングマシンには特にないです。
基板の実装に関して、いくつかありました。
(1) 3端子レギュレータ
19mm と高さがあったので、横にしました。
今回は基板の外側になりましたが、内側にあるほうがいいです。
(2) 電源入力端子
ピンヘッダを使ったところ、シールド基板にあたります。
ピンを横に曲げて対応しました。
DCジャックを使ったほうがいいです。
(3) リセットボタン
この位置だと、ICソケットからCPUを抜きにくいです。
(4) 電池
使用したことのある乾電池だと、電圧が低かったです。
1.5V×4本でなく、5本か、9V電池がよさそう。


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