Arduino Nano, LCD, nRF24L01, MAX6675等を搭載するカスタム基板を作ってみた。

Arduinoを使っていろんなプロジェクト遊びをする際、プロトボードにジャンパーワイヤーを挿しながら原理確認をするのは良いけれど、そのあとの製作を全部ユニバーサル基板+手はんだで行うのは、結構面倒だし品質も上がらない。

ということで、自分のプロジェクトとして良く使う、Arduino Nano、16×2のLCDモジュール、2.4GHzのRFモジュール(nRF24L01+)、熱電対温度センサーモジュール(MAX6675使用)および、RFモジュール用の3.3V電源やユニバーサル部分を設けた基板を設計して、中国のベンダーに発注し、実際に使ってみたので、設計内容と反省点、今後への改善点等をまとめてみた。

【完成した生板の写真はこちら】

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【概略ブロック図】

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【回路図】

 

【設計ツール】

幾つかのフリーな回路図ツール、基板設計ツールを試してみたが、自分として一番使いやすいと感じたのは、”DipTrace”のツール群だった。(ホームページはこちら

DipTraceには、回路図作成、部品シンボル作成、基板設計、部品フットプリント設計、自動配線、バックアノテーション等が一式あり、非常に安定した動作で一貫して設計できた。これがフリーで使えるのは、本当に素晴らしい。(フリーなのは、最大300pin、両面スルーホール基板、非営利目的限定)

種類 zip ファイル
回路図ファイル  
部品ライブラリ・ファイル  
基板設計ファイル  
ガーバー  

【基板製作ベンダ-】

基板の製作は、コスト、納期、口コミ、発注方法、必要なファイル等の情報を総合的に検討した結果、”EasyEDA”という会社に決め、Web経由で発注した。下記のような画面から簡単に見積もりが取れて、ボタンひとつで発注完了である。

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初めての発注なので、品質、納期、対応等若干心配したが、こちらが最初に送ったガーバーファイル(ZIP圧縮)に、ドリルファイルが入っていなかったらしく、即日メールにてコンタクトがあり、修正後のZipファイルをメールで添付したらすぐ対応してくれた。

 

【実装後の様子】

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DSC_0274 3台のパルス&温度検出送信機の様子。

【使用したいくつかのプロジェクト】

室外温度センサー&ワイヤレス送信機+温度表示用受信機  
リモートパルス&温度測定&ワイヤレス送信機&受信機  
ロードセルを使った卓上秤  
はんだコテ先温度自動制御装置  

 

【気づいた事・・・こうしとけば良かった・・・という点】

作った基板を使って、いくつかのプロジェクトで遊んでみたが、初めて作った割には、まぁいい出来かな?と思う面はあるものの、もっと工夫をしておけば良かったと思う面も多々気がついたので、次回に制作するときの参考(備忘録)として残しておくことにする。

  1. 外形寸法がいまいち。ムダなスペースが多く、調度良いケースが安価に探せない。
  2. 基板ベンダーにもよるが、100mm x 100mm以下の方が安く出来る。 
  3. ケースに固定する穴の位置がいまいち
  4. Arduino NanoのUSB端子が奥に入りすぎ。ケースに入れた時にUSB端子はケース面にあって欲しい。
  5. ユニバーサル基板部分が不足
  6. USBを使わず外部から直接5Vを供給するのが不便
  7. 小型ターミナルブロック用のパターンがあれば良かった
  8. LCDモジュールを固定する手段を用意してなかった。(ヘッダのみで支えることになっている)
  9. MAX6675モジュールの中央の穴を使ったモジュール固定をしなかった

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