趣味でどのように基板設計をしているかフローで書いていきます。
個人的な作業のヤリかたを機械化するためのものでもあるので、
批判は受け付けません。(アドバイスは受け付けます。)
また、設計の流れが変わることもあります。ご了承ください。
設計コンセプト
何を作りたいか、外観とかをどのようにしたいか、どのように動かしたいかを考えます。このとき設計方針を決めるものでもあるのでワープロで方針をまとめておくといいでしょう。必要に応じてあとは増やしていきましょう。
項目は以下のようにあればいいと思います。
・目的
・電気設計仕様
・機械設計仕様
・制御系
・シュミレーション結果
・メカ設計
etc.....
勿論、資料は覚え書きにもなるので基板が完成するまでの過程をこまめに記載するのをお勧めします。
そのような場合は趣味として、勉強として割り切ることや知恵袋で聞くのも手だと思われる。
勿論趣味でで標準で対応していない部品もあるので追加しなくてはいけません。
・LTspice トランジスタ追加方法
・LTspiceのデバイスモデルの種類
・トランジスタモデル追加と動作確認(2SAR340P - モデル追加)
・LTspiceにオペアンプモデルの追加
シンボルがないならシンボルを作成したり、シュミレーションでは不要なことが多いパスコンなどの点数を確認するなど、今まで見えてこなかったことが明らかになることが多い点でもあります。
これ以降の流れでは戻って設計を見直すことも多いです。
モジュールとしての設計コンセプトだと、相手側の基板が存在するので相手方の寸法と合わせた設計になります。
また、コネクタ―などを用いるときは機械図面と併せた設計になります。
以前の記事も併せて参考にしてください。
・KiCADシルク入れ方、レジストはがし方
・KiCADスリット入れ方
・V-cut面付け方法(KiCAD)
・捨て基板の追加方法
・位置決め穴の追加方法
・実装認識マーク
・コーナー取り
KiCADですと3Dで実装した感じを見ることができるので併せて活用するといいと思います。
購入できるところは対面式や通販がありますが、部品が多いと個々に探す必要があります。
探すサイトを複数に跨がないように趣味で作製する際は、
サイトをきめてしまうのも手です。また、買い集めるのも実際大変な時は実装業者にまとめて依頼するのも手である。
私が主に使用しているサイトを以下に示します。
・チップワンストップ
https://www.chip1stop.com/
・秋月電子通商
http://akizukidenshi.com/catalog/default.aspx
・RSコンポーネント
https://jp.rs-online.com/web/
一回発注すると問題なくできるようになると思います。
まず、KiCAD 発注データの作成を行い。
以下のサイトで必要なデータをアップロードして、作製してもらいます。
Seeed Fusionしか自分は使用したことありませんがそれ以外も今後使っていきたいです。
・P板.com
https://www.p-ban.com/
・Seeed Fusion
・PCBgogo
https://www.pcbgogo.jp/
作成するのにコストは、Seeed Fusionと比較して、高いと思う。しかし、メール対応が良く部品実装を含めて依頼するのは悪くないと思う。基板のみの作製をしたことがないので次回してみようかと思う。(2020/12/17追記)
私ははんだ付けが上手いとは言えないので最低限しかできませんが
ここまでやることでやり切ったなという感じになります。
電子工作のコツ/はんだ付けhttps://article.murata.com/ja-jp/article/soldering
2020/04/13 初回
2020/04/18 rev2
2020/05/08 rev3
・シュミレーション結果
・メカ設計
etc.....
勿論、資料は覚え書きにもなるので基板が完成するまでの過程をこまめに記載するのをお勧めします。
計算及びシュミレーション
回路の動作を手計算やLTspice、Pspiceを用いて動作を確認することで、大まかな動作を確認できると思います。しかし、スイッチ電源はパターン容量やインダクタンスの影響もあるのでシュミレーションだけで見えない場合もある。そのような場合は趣味として、勉強として割り切ることや知恵袋で聞くのも手だと思われる。
勿論趣味でで標準で対応していない部品もあるので追加しなくてはいけません。
・LTspice トランジスタ追加方法
・LTspiceのデバイスモデルの種類
・トランジスタモデル追加と動作確認(2SAR340P - モデル追加)
・LTspiceにオペアンプモデルの追加
マイコン、FPGAのピン確認
各制御系のピンは割り当てられている機能が異なります。回路図を引きながら確認することになると思います。回路図作成
ここまでの設計を回路CADを用いて回路図に起こしていきます。シンボルがないならシンボルを作成したり、シュミレーションでは不要なことが多いパスコンなどの点数を確認するなど、今まで見えてこなかったことが明らかになることが多い点でもあります。
これ以降の流れでは戻って設計を見直すことも多いです。
AW設計
アートワーク(AW)設計。機械設計の側面が強くなってきました。モジュールとしての設計コンセプトだと、相手側の基板が存在するので相手方の寸法と合わせた設計になります。
また、コネクタ―などを用いるときは機械図面と併せた設計になります。
以前の記事も併せて参考にしてください。
・KiCADシルク入れ方、レジストはがし方
・KiCADスリット入れ方
・V-cut面付け方法(KiCAD)
・捨て基板の追加方法
・位置決め穴の追加方法
・実装認識マーク
・コーナー取り
KiCADですと3Dで実装した感じを見ることができるので併せて活用するといいと思います。
部品表の作成
部品表には、基板を組み立てる際の品名の他に、主に型式・規格番号・メーカー名などの情報を記載します。もちろん、基板メーカに部品手配を依頼する際は必須です。また、基板メーカと実装業者が異なる際は、部品だけでなく、作製した基板も併せて入れた方が間違えがなくてよいです。(2020/12/17追記)部品手配
個人で基板を作成するもので最も負担が大きいものとして、部品手配です。購入できるところは対面式や通販がありますが、部品が多いと個々に探す必要があります。
探すサイトを複数に跨がないように趣味で作製する際は、
サイトをきめてしまうのも手です。また、買い集めるのも実際大変な時は実装業者にまとめて依頼するのも手である。
私が主に使用しているサイトを以下に示します。
・チップワンストップ
https://www.chip1stop.com/
・秋月電子通商
・RSコンポーネント
基板発注
基板発注は初めて行う際はハードルは高いと思いますが一回発注すると問題なくできるようになると思います。
まず、KiCAD 発注データの作成を行い。
以下のサイトで必要なデータをアップロードして、作製してもらいます。
Seeed Fusionしか自分は使用したことありませんがそれ以外も今後使っていきたいです。
・P板.com
・Seeed Fusion
部品実装しないのであればSeeed Fusionはいいかもしれない。部品実装に関して、サイトの意味がよく理解できない。しかし、実装しないのであればいい。特に、割基板の融通がそこそこ効く。それがゆえに、基板をしっかり確認してくれているかというと何とも言えないところがる。コストを抑えて生基板を作るのに使用していくつもりだ。(2020/12/17追記)
・PCBgogo
https://www.pcbgogo.jp/
作成するのにコストは、Seeed Fusionと比較して、高いと思う。しかし、メール対応が良く部品実装を含めて依頼するのは悪くないと思う。基板のみの作製をしたことがないので次回してみようかと思う。(2020/12/17追記)
資料整理
回路設計した際、回路図はもちろん、ガーバーデータや部品表、見積もり書類、製造記録など多くの設計資料がバラバラですが存在すると思います。仕事だと必須ですが、趣味で自作する際もこの手の資料は設計ミスの際見直したり、新たなものを作成する際の参考資料になります。
また、時間がたつと忘れていくので、面倒だと思いますが、必ずまとめるようにしましょう。(2020/12/17追記)
部品実装
ここまでやって、みんなお楽しみはんだ付けです。私ははんだ付けが上手いとは言えないので最低限しかできませんが
ここまでやることでやり切ったなという感じになります。
電子工作のコツ/はんだ付けhttps://article.murata.com/ja-jp/article/soldering
終わりに
ここまでやったら作製したものの動作確認や評価になります。2020/04/13 初回
2020/04/18 rev2
2020/05/08 rev3
2020/12/17 rev4
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