カテゴリー : Eagle

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その13)

MFTが終わってからサボっていたわけではなくずっどMQCXの回路&基板設計をしていました。結果ですが、46mmサイズ幅のフレームはどうしても配線が収まらずに断念して47mmフレームになりましたがそれ以外はだいたい盛り込みました。

今回の大きな変更箇所

  • ベースフレームサイズを50mm⇒47mmに変更(重量軽減)、アーム幅を5.25mm⇒4.5mmに変更(振動対策)
  • PWM制御ステップの関係からAtmega328P⇒Atmega32u4に変更(8bit⇒10bit)
  • MAX3421Eのロジック変換に74125を使っていましたがTSSOPサイズまでしかチップが存在しないので双方向変換チップのTXB0104(RGY)+74126に変更。(6.5x5mm => 3.5×3.5mm)これ以下のチップサイズもあるのですが今回はこの辺りで…。
  • 電源を1チップでステップアップ出来るMCP1253-33X50で容量が不足しそう(MAX120mA)なので、ADP2503ACPZ-5.0に変更(MAX600mA)して回路を修正しました。それにともなってBluetooth Class1に対応するべく3.3V用LDOを変更します。
  • 電源の分配と言うかを最適化しなおしました。この基板、電源がBAT/VCC/5V/3.3V/AVCCの5種、GNDがDGND/AGND/GNDの3種類あるんです。チップへの給電経路を見なおして変更できる部分は変更して経路が最短になるように変更。

※:細かくはロジック変換のチップ変更とか、対気圧センサーの削除とかあります。外部出力端子も見直しました。

■基板イメージ(3号機)

MQCX_FlightBoard_2v31-6
対気圧センサーを削除して代わって超音波センサー(距離)を外付け出来るようにI2C端子を付けたのでうまく飛んだら搭載してみるつもりです。

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FF-LED_Board修正版

サボっていたわけではありませんよ~。MFTで配布予定で作っていたのですが最後の最後で大失敗をして完成しなかった「FF-LED_Board」ですが地磁気センサーも搭載して回路を若干修正を行いまして完成形としました。たぶん、もう、間違っていないと思います。(前回も言ったけど)

LED_Clock_v50-3

クアッドの基板と同時注文予定ですので上がってくるのは少し先になってしまうと思います。完成は来月、年末かな。

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その7)

第一世代のフライト用テスト基盤が飛ばないことが判明してから回路と基盤をノイズ耐性の高いものにすべく設計を変更していました。色々とご意見いただきまして設計終わって注文しました。なんとかMFT前には出来上がってくるはずです…。おそらくは、直前に出来てくるので組み立てが間に合うかが問題ですね。

1世代目に比べてフレームの形も見直しましたのでアーム根本の形状とかが変わっています。

MQCX_FlightBoard_v27-5

これでダメならどうしましょうね。やはり、モータードライバを一箇所にまとめる方向で考えないといけないかもしれません。

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その6)

えーと、できあがってきた基板でコントロールテストとかを行っていたのですが、USBに接続した状態でないとコントロールできません。スタンドアロン(バッテリ駆動)にしてモーター出力50%でMPUが死にます。おそらくノイズですね。モーターノイズがすごいんだろうなと思っていましたが予想通りでしたね。

そして、写真へとつづきます。切った貼ったを繰り返したのですが、結局どうにも改善せず…。Orz

大丈夫だったので省いてしまったノイズ対策のパスコンとか、本格的なノイズ対策のフェライトとかを回路に入れて…。そんでもって、回路の回線とかオートルートぢゃ駄目という意見ももらったので手配線でがんばって週明けまでに対策した基板を注文予定です。本数数えたら441本らしい、手で配線するらしい、誰が…。

MFT2013までに初飛行したかったのですがかなり怪しくなって参りました。

Micro Quad Copter X-Typeのフライトモデルの制作(その5)

色々と検証していたのですが、どうもBluetoothの通信が安定しない。接続は出来るのですが継続しての通信に問題があるというか切れてリセットするまで再接続できない。テスト用に使ったボードに同じコードを入れても問題なく接続できる事から考えるとそのボードの際が問題になってくる訳で…。ありました、変更箇所。部品点数削減のためにクリスタル→セラロックに変更しました。テストボードを修正したところ時間経過で切れることもなく接続できています。と言うことは、フライトモデルの修正しないと飛べません。Orz

基板修正していては本格的に間に合わないので何とかして修正してとりあえず1機は何とかしたいので手半田で修正しました。

IMG_6176res
強引に載せたので美しくない…。基板の方は後々のことを考えてMPU/MAXはセラロックからクリスタルに変更することにします。今回の組み立てで修正箇所も見つかったのでそのあたりを含めまして設計変更しています。

 

 

 

W5100を使ったブレッドボード直挿しEthernetボード

VFDクロックはインターネットからNTPで時刻データを取得して時刻合わせする予定です。ENC28J60での回路はあるのですが、ここは一つ新しいチャレンジとしてW5200での回路を考えたのですがdoumoATMega1284Pではうまくいかない様子…。まあ、スキル不足なんですけどね…。Orz

そこで仕方なく半田付けが面倒なのですがW5100を使ってイーサネットに接続することにします。0.4mmピッチになるのですが、最近それほど苦労せずに半田付けできる様になりましたので許容範囲と言うことにします。

すでに先人の設計とか動いている回路図とか出ていますので比較的簡単に設計することが出来ました。

■ボードイメージ

5100

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Fusion PCBに4層基板を注文する際の注意点

何度か4層基板は注文していたのですが、今回はデータを全く受けつけてもらえず大変困ったのでメモしておきます。

ダウンロードできる「Eagle Design Rule」を使っても内層だけ最小幅8mil/間隔8milなんてことはできないのです。そうすると、2/15Layerに関しても最小幅6mil/間隔6milになります。今まではこれでよかったんです。
それが今回は内層8milだから修正してと言われてしまい…。ラインの数が700本越えてるのに手配線とか無理です。そして、AutoRouterを使おうとするとEagleの設定を変更して全体的に最小幅8mil/間隔8milにする必要があります。2層でおさまらないので4層にしているのに全体的に最小幅8mil/間隔8milになると引き回せないことが分かってしまった場合どのあたりで妥協されるのかを探ってみました。

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FF-LED_Boardの本番ボード設計(その3)

新型iPhoneの発表中継を見ながら、最終調整しました。このあたりで妥協してくれると信じてデータを色々いじってアップしました。見た目はほとんど変わらないんですけど、すべてのラインを8mil以上で引き直しました。MQCXは6milで引いて問題なく製造されているんですけど、FusionPCBさんもこの辺統一してもらえないかな~。

■ガーバーイメージ

FF-LED_Boardの本番ボード設計(その2)

データアップしたら、ペンディング来ました…。試作基板と同じデザインルールなのに内層は8milだそうです。Eagle使っているんですが1/16は6milで2/15は8milのオートルートとか出来ないと思うんですけど。と言うことは全部8milで引き直しとかになるんですがそうなるとほぼ全部やり直しになってしまいます。いままで良かったのに、今回はだめらしい…。だめならだめって最初から言えばいいのに、下手すると収まりきらないで作れない可能性が出てきました。最悪PCBCARTで作れるんですけど、単価が、単価が…。Orz

どこまで行けるか複数種類作ってぎりぎりを狙う方向で行きましょう。再配置に1週間かかるな…。

FF-LED_Boardの本番ボード設計(その1)

だいたいテストが終了したので本番用のボード設計を行いました。バッテリ駆動できる様に電源部分を大幅変更した結果、部品配置パズルをやる直す羽目になってしまい大変苦労しました。それにしても電源周りのチップとかパーツは高いですね。小型の表面実装でなければそれほどしないのですが小型の物はやはり高いです。

とりあえず、本番用の基板と言うことでFusionPCBに注文予定です。出来てくるのは2週間後かな。PLCC4のLEDの入手とかどうしようかな…。