道具から入る自作基板入門 その6 振り返りと次回作方針

概要

前回から結構時間があいてしまいましたが、基板をもう一度作ろうといろいろ検討をしています。前回一度作ってみて、いろいろわかってきたことがあるので前回の反省と、次回作の方針を考えました。

チップ部品のサイズについて

前回は0603(1608M)のチップ部品を利用していました。こちらは1.6mm x 0.8mmのサイズになります。実装するだけであれば問題ないのですがLEDなどの方向があるものは並べるのが非常に面倒です。集中力も使うのでがっつり大きい1206(3216M)を利用予定です。縦横ともに倍ですので、サイズが4倍になっています。そこまで部品点数が多いものを設計しないので、なんとかなると思っています。ただし、部品の入手性が悪くなるので、秋月電子とかで購入することができません。現状は抵抗とかはAliExpressで購入しているので、時間がかかってもいい趣味の用途では許容できるかなと思っています。

実装コストも考える

上記と同じなのですが、実装コストも考えて設計しないとだめですね。実装を専門職と考えると10分千円(時給6,000円)として、1分100円になります。前回辛かった基板だとLEDが17個実装する必要がありました。同量の抵抗があるので34個の実装が必要です。一個10秒で部品のピックアップとはんだ付け、その後の目視確認をやったとして34個だと6分以上かかります。実際もう少しかかっていました。。。つまり先程の計算だと600円の実装コストがかかります。600円実装にかけるのであれば、設計でもう少し高い部品を使ってでも実装を減らす選択をしてもよいと思います。

部品リストの持ち方

KiCADではパソコンに部品を登録するグローバルと、そのプロジェクトのみで使えるプロジェクトの2種類の登録方法があります。前回は教本のとおりにグローバルに登録したのですがDropboxなどに入れておいて、複数のパソコンから触る可能性がある環境では適していませんでした。今後はプロジェクトの中に部品リストを登録して使いたいと思います。でないとGitHubなどに基板データを登録したときに面倒ですしね。

作成検討中のもの

上記のようなGrove互換基板を作ろうと思っています。下にある黄色いのがWrapperと呼ばれるケースで、レゴブロックやレゴテクニック、ネジ穴などが利用できます。

このケースは20mm x 20mmのGroveか、20mm x 40mmのGrove用が販売されています。今回は20mm x 40mmのサイズで作ってみたいと思っています。

最初に仮組みしてみたのが上記の基板です。オフィシャルと同じ形の基板にしましたがちょっと窮屈です。やっぱり凹んでいる部分があると設計しにくいですね。

純粋な20mm x 40mm基板に同じものをレイアウトしてみました。凹みがないので結構きれいにはいりました。

ここで純正品を見てみると、ここにポッチがあって固定しています。2つ並べるとここが干渉するのでうまく並ばなそうです。

両側を延長して穴を追加してみました。これはそれなりにスマートですが、両側がケースからはみ出てしまうのが気になります。

干渉する部分だけ凹ませてみました。これであればケースとの相性もいいし、形もシンプルになりそうですね。この形をベースに作っていきたいと思います。

まとめ

一年ぐらいKiCADを触っていなかったので、バージョンも5系から6系にあがっていました。今回何個か基板を設計してみましたが、最終的には全部最初から設計しなおす想定です。

とりあえず無駄になってもいいので、なんども設計しなおすことで慣れようと思います。あとはもうちょっと改良しようと思いますので、全面的な配置変更が必要そうです。

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