バーLEDクリスマスツリー ＃3 プリント基板製作に挑戦

基板設計／発注

初めてプリント基板を作りました。基板CADにはトランジスタ技術2013年5月号（CQ出版）の付録、「KiCAD」を使いました。5月16日、FusionPCBに発注。27日にホンコンの郵便局を出て、30日に東京着。2週間です。 基板は10枚注文して12枚入っていました。全部検査マークあり。裏面にシルクでオーダー番号が書き加えられています（FusionPCBへ発注するとそうなる）。素人目にはランド／パッドのズレや不良は見あたりません。シルク／レジストの文字も綺麗に出ています。 ただ回路図をプリント基板に起こすだけでなく、やってみたいことがあったので盛り込みました。 ショートパッド…　ハンダを盛ってショートさせるパッド。1回きりのジャンパーピンのような使い方。 ねじ穴…　ネジ穴を開けたかった。とても良く設計された基板のように見える。 レジストで文字を書く…　シルクではなくレジストで。ウラ面にネジの大きさ「M3」を書いてみた。 外部配線用のパッドを追加する…　被服線をハンダ付けするためのパッドを入れたかった(VCC/GND)。 隙間にパスコン…　リード品の積層セラコンをICソケットの隙間に配置できるようにしたかった。 この工作はもともとユニバーサル基板で作ったものです。それとほぼ同サイズにカットして作れるようにしました。 電源線（USBケーブル）は、上記VCC/GNDのパッドにハンダ付けします。このために設けたパッドです。 ユニバーサル基板で作ったもの それをプリント基板にしたもの

失敗／修正

部品をハンダ付けして完成。スズメッキ線での配線が無用で本当に簡単。 そして動作テスト。…点灯しない！？　こんな単純な回路で何をミスったのかと調べた結果、重大なミスが。 ←こういうものを作っているつもりで… ←図面はこうなっていた。 USBコネクタのオス／メスが逆でした。端子内容は部品にひもづけられているため、オス／メスを取り違えると基板上では端子(5V/D-/D+/GND)の並び順が逆になってしまいます。 5V/GND端子の接続先を入れ替える改造をしなければなりません。D+/D-端子は未使用なので影響なし。 パターンカットして修正。それにしても、まさか外部電源用のパッドをこんな形で使うことになるとは。 なお、30x30mmで基板をカットして作る場合、USBコネクタは関係ないのでこのミスも関係ありません。 →→→ 修正 図面を修正しました。いくつか改良も含めました。基板の角を丸めました。USBコネクタを支えるため、基板を数ミリ伸ばしました。ICの外形線が実際の部品の大きさと合うよう書き直しました。VCC/GNDのパッドを大きくしました。 今回発注した基板(ver 1.00) 修正した基板(ver 2.00)

改めて動作確認

無事に点灯しました。 点灯方向の反転に対応 使い方によってはUSBコネクタが上になるようにしたいこともあります。その目的で基板ウラ面に点灯方向反転用のショートパッドを設けてあります（ATtiny2313のPA0ピンの位置）。 このパッドをショートさせると、右の写真のように基板が逆さでもLEDの点灯方向は元と同じになります。 ツリーの形は手塗りからシールへ改良 ユニバーサル基板で作ったとき、ツリーの形は自分で塗りました。その方法で2個以上作る気はしません。そこで今回、張り切ってシール業者に発注しました。 白い部分（ツリーの図形）をデザインナイフでくりぬき、黒い部分をバーLEDに貼ります。工作用カッター（通常の文房具）だと刃先がカタカタ揺れて細部が上手にカットできません。 完成品。 カメラの感度が良くてLEDの形が透けて見えますが、肉眼ではほとんど透けて見えません。期待通りの見え方になっています。 通常のシール用紙＋黒インクで光の透過を防げるか、透過防止用のシール用紙にした方がよいか、迷いましたが前者で大丈夫でした。

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まさかと思うような失敗オチも付いて良い経験になりました。 最終的には期待通りのものが作れました。