カテゴリー : Eagle

Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その2)

なんだかんだでうまくいかなかったため個別機能を再度テスト基板に起こし直しました。

ブレッドボードでは検証しているのですが部品サイズでどの程度までリフローできるかがまだつかめないのでいろいろなサイズの部品を載せたテスト用基板です。

今回作ったのは3種類のテスト基板

  • USB接続用テスト基盤(MAX3421E使用)
  • MultiWiiのテスト用基板(MoterDriver込み)
  • RGB-LED/LED用テスト機版(TLC5940使用)

今回の基板ではテスト用に変更しています

  • MAX3421Eは以前に作成した版で失敗したのでチップをTQFN⇒TQFPに変更
  • SPIロジックレベル変換用チップはTXB0104/74HC4050/74HC125の2種類をテスト
  • PCA9306は以前の基板で問題があったのでVSSOP8⇒TSSOP8にチップサイズを変更
  • TLC5940はTSSOP28/QFN32の2種類をテスト
  • 後はノイズ対策用のパスコンを増やせるようにしたりとかジャンパを色々入れてみたりとか

設計段階ではこんな感じの3種類を作ってみる予定です。

2,3日眺めてみて修正点が思い浮かばなかったらこのまま注文します。

Micro Quad Copter X-Typeのテスト基板制作(その1)

今回は、前回届いた基板に部品を載せてテストできる環境を作ります。

MPU/FCUには事前にプログラミングアダプタでファームを書き込んだ上で後で手ハンダで載せしました。

■プログラミングアダプタ

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その後で、silhouette CAMEOでマスクを作成しましてハンダを塗布して部品を載せてリフローしてみます。

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途中、写真取るの忘れて出来上がった基板がこちらです。(ちまちました作業に夢中になっていたら写真を忘れました)

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Fusion PCBに基板を注文する注意点とか

PCBの注文に関しては色々なページで書かれていますしかなり簡単ですので省きまして、注文する際に絶対必要なガーバーデータの用のドリルデータとルールデータについてメモしておきます。

現在、Fusion PCBでは2層/4層のPCBを注文することが可能になっています。その際の注意点としては、必要以上のファイルを添付して送信すると中の人からメールが来てちゃんとしたファイルを送れと言われてしまいます。

Fusion PCBからDownloadできるEagle Design Ruleを使うと必要以上のファイルが出てきてしまうのでその辺りを修正したデザインルールとガーバ出力用のファイルを置いておきます。

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ホームリフローの実験

前回で道具は揃いましたので、今回はリフローの実験をしてみることにします。

使用する道具は色々集めてみたこちらの方たち

  • リフローオーブン:T-962
  • カッティングマシン:silhouette CAMEO
  • 有鉛ソルダペースト:FC63-BZ(L)
  • ステンシル:ウルトラユポ(150μm)

何で試すかですが、今回は手元にあったSSOPパッケージのFT232RL(0.65mmピッチ)とQFNパッケージのFT232RQ(0.5mmピッチ)で試してみました。(安くて代行品が簡単に手に入る物) マスクを作らないといけないので、eagleで適当にパッケージを配置してマスク用のdxfファイルを出力します。 前回 同様「cream-dxf.ulp」を使って出力したDxfファイルをシルエットカメオのソフト「silhouette Studio」に読み込ませてテストしました。

作ったマスク右側が0.65mm、左が0.5mmピッチです。0.5mmピッチはかなり厳しいというか、抜けていないところが何箇所か存在します。0.5mmピッチに関しては要考慮として0.65mmのSSOPパッケージはそのまま試してみます。

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ソルダペーストの塗布用のへらに何を使うかで悩んだのですが、金属製のヘラがあったのでそれを使いました。

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Micro Quad Copter X-Typeの基板設計(その5)

全部入りの基板設計した後で「Fusion PCB」に発注してあった基板ですが1週間程度で到着しました。10枚頼んで11枚入っていました。(やはり小さい文字はつぶれてしまいますね)

リフローの実験まだなので部品載せられないのですけれどテスト出来る状態に来週中ぐらいで組み上げたいと思います。

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テストに問題がなければですが、これからの予定としては最小構成のフライトモデルをRev1として制作してテスト予定です。(PS3コントローラーでのコントロール)その後、問題がなければ本命のモジュラー形式で制御系を入れ替えられるRev2を作ってサブボードとして手動制御(Bluetooth/赤外線/PPM)/自律制御の4種類を作成する予定です。

基板構成はどう考えても4層にしないと部品を納められないと思われるので4層を基本として考えたいと思います。ルールを変更して何とかFusion PCBに注文したいところですが、無理だった場合にはPCBCARTでしょうか。

Micro Quad Copter X-Typeの基板設計(その3)

詰め込める物は詰め込んで、Eagleで基板の回路設計とかをしてみました。どう考えても乗らないでしょ…。Orz

そう考えると、「Crazyflie Nano Quadcopter」はよくあのサイズに回路を詰め込んできましたね。向こうとこっちの差はCPUの数と無線系の回路ですが、そのあたりが増えている分こちらの方が不利ですね。

クリップボード

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OpenSCADで出力したDXFデータをEagleに取り込む方法

最近はもっぱらOpenSCADを使ってベース設計をした物をSketchUpにインポートして設計していることが多いです。

基板の設計というか外形設計をOpenSCADで行ってからEagleに取り込めれば便利なので試してみたところ結構手順が必要だったのでメモしておきたいと思います。まずは、OpenSCAD側で3DのデータはそのままではDXF形式で出力することが出来ません。そのため2Dデータに変換してから出力する必要があります。

  1. 出力したいオブジェクトを「projection(cut=true)」でグループ化
  2. Design→Compile and Render (CGAL)→Export as DXF…でDXF形式で出力(かなり時間がかかります)
  3. micromagic systems – homeのサイトより”dxf2scr.zip”をダウンロード&解凍して「dxf2scr.exe」を実行
    クリップボード実行時画面
  4. 上段がインポートするDXFファイルで下段が出力するEagleスプリクト名称です。
  5. 名前を入れたら「CONVERT」をクリックして変換
  6. EagleのBoardよりFile→Scriptより「4」実行時に指定した出力ファイル名を指定して開くことでDimansionレイヤーに取り込まれます。

Eagleライブラリ更新(7セグメントLED)

使うこともあるかもしれないと思い、秋月のドットマトリクスLEDをライブラリに追加しました。

今回追加したデバイスは以前のライブラリに追加して以下の2点です。

  • OSL641501(赤色ドットマトリクスLED[8x8ドット])
  • C-2AA0SRDT(赤色LEDドットマトリクス(16×16))

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■参考情報

赤色ドットマトリクスLED[8x8ドット] OSL641501-ARA: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商 電子部品 ネット通販 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-05163/

赤色LEDドットマトリクス(16×16) C-2AA0SRDT: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商 電子部品 ネット通販 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00789/

Eagleライブラリ(7セグメントLED)

今回の「Arduino(sanguino)を使ったNTP時計」を作るにあたってEagleのライブラリを作成しましたので公開しておきます。 ※:実際には公開されていたライブラリ(display-kingbright.lbr)の修正版です。

修正箇所としては以下の2点を修正しています。

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ライブラリに含まれているデバイス
■7セグメント 0.56inch(1-4桁) 1inch 1.8inch
■16セグメント 1.2inch
■ドットマトリクス ・2inch