Skip to content

Latest commit

 

History

History
332 lines (238 loc) · 15.2 KB

README_JP.md

File metadata and controls

332 lines (238 loc) · 15.2 KB

Arduino 名刺

これはArduino uno 互換の名刺基板のテンプレートです.
masterは1枚のみであり，91×55mmの名刺サイズで作成しています.

もし, 2枚の面付け基板として作成したい場合は， twoBoardsブランチを参照してください.

front_of_card.png back_of_card.png

sample code の blink を書き込んだもの blink.gif

環境バージョン

  • KiCad 4.0.7
  • ArduinoIDE 1.8.2
  • GIMP 2.8
  • Ubuntu 16.04 and macOS High Sierra (当方)

基本的に ArduinoIDE と KiCad, GIMP はクロスプラットフォームで OS 依存しないので， OS は問いません.

環境構築方法

ArduinoIDEのインストール

windows

直接公式からダウンロードのダウンロードに時間がかかることがあったので, Chocolateyでインストールするのがオススメです.　　

Chocolateyのインストールは, "Chocolateyを使った環境構築の時のメモ" を参照してください.

管理者権限でcmd or PowerShellを開き, ArduinoIDEのインストールします.

> choco upgrade chocolatey
> choco install arduino

2回質問が来るのですが "Yes" で構いません. win_choco.png

ドライバーをインストールするか数回問われるので, すべてインストールします. win_driver.png

mac

macはbrewでインストール

brew cask install arduino

Ubuntu

"ここ"から，最新のlinux 32 or 64.zipをダウンロードします.
ダウンロードしたファイルが arduino-1.8.2-linux64.tar.xz の時のインストール方法は以下のとおりです.

$ sudo tar -Jxvf arduino-1.8.2-linux64.tar.xz -C /usr/share
$ cd /usr/share
$ sudo mv arduino-1.8.2/ arduino
# シンボリックリンクを作成
$ sudo ln -s /usr/share/arduino/arduino /usr/local/bin/arduino
# 実行
$ arduino
# もしポートが使えないときは管理者権限で実行する
$ sudo arduino

Kicadのインストール

windows

choco でインストール

chocoでのインストールする場合は次のコマンドを実行します

> choco upgrade chocolatey
> choco install kicad

インストーラーでインストール

インストーラーを用いてインストールする場合は，下記の公式サイトからインストーラーをダウンロードします.
http://kicad-pcb.org/download/windows/

mac

インストーラーを用いてインストールする場合は，下記の公式サイトからインストーラーをダウンロードします.
"KiCad main package"は，ライブラリをgithubに置いているもの.
"KiCad extras"は，ライブラリをローカルに置くもの.
http://kicad-pcb.org/download/osx/

ubuntu

次のコマンドを実行します.

$ sudo add-apt-repository --yes ppa:js-reynaud/kicad-4
$ sudo apt update
$ sudo apt install kicad

Kicadの設定

コンポーネントライブラリ

コンポーネントライブラリは「〜.libファイル」で，そのファイル中に各コンポーネントが内包されています

コンポーネントライブラリのパス

Component library files User defind search path
res/lib/ArduinoNameCard.lib res/lib

フットプリントライブラリ

フットプリントライブラリは「〜.pretty」というフォルダで，各フットプリントのファイル「.kicad_mod」が入っています

フットプリントのライブラリのパス

nickname path
ArduinoNameCard ${KIPRJMOD}/res/lib/ArduinoNameCard.pretty

kicadライブラリ

基本的にチップ部品は, 次のサイズに統一しています

EIA JIS
0805 2012

FT232RL.libに関しては, "Quick KICAD Library Component Builder"というサービスにて作成しました.

ATMEGA328-AUのライブラリは, "ここ"からダウンロードしました.

Arduino 名刺を製作する

画像からPCBのフットプリントを作成します．

1.名刺上の空き領域のサイズに合わせて画像を作成する

gimp で新規作成を行ないます. dpiは1000程度にします.
create_img.png

今回使用した画像は リポジトリの./res/img/origin に置いてあります.
これを利用してください.
各画像は, 次のことを書き込むことを想定しています.

  • affiliation.png　-> 所属
  • name.png 　　-> 名前
  • address.png -> 連絡先

2.画像に図や文字を入力します

例として, name.png に名前を書き込みます.
もし, カラーの場合は画像を二値化します.
input_fig.png

3.黒地白字にします

白地黒字のときには下図ようにgimpでは「階調の反転」で黒地白字にできます.
invert_img.png

4.フットプリントを作成します

基板に載せる情報について, シルク か 銅箔の剥き出し か選ぶ事ができます.
シルクで載せた場合は下図の　affiliation.png のようになります.
銅箔の剥き出しにした場合は　name.png　と address.png のようになります.
using_images.png

bimmpa to componentを起動します.
bmp2cmp.png

　シルクを作成する場合 　　　--> 5へ
　銅箔剥き出しで作成する場合 --> 6へ

5.シルクで作成します

Load Bitmap で　画像を読み込みます.
例として今回は, name.png を読み込みました.
Resolutionが1000dpi程度であることを確認します.

「Front silk screen」にチェックを入れます.
「Export」でファイル(name_silk.kicad_mod)を出力します.
make_silk.png

6.銅箔で作成します

Load Bitmap で　画像を読み込みます. 今回は, name.png を読み込みました.
Resolutionが1000dpi程度であることを確認します.

「Front solder mask」にチェックを入れます. 「Export」でファイル(name_mask.kicad_mod)を出力します.
make_mask.png

出力したname_mask.kicad_modのフットプリントを加工します.
具体的にはレジストマスクと銅箔のフットプリントにします.

スクリプトはpythonで記述されています.
リポジトリの ./python/main.py にスクリプトが置いてあります.
次のコマンドを実行するとフットプリントが作成されます.

$ cd 本プロジェクトのルート
$ python python/main.py  res/lib/ArduinoNameCard.pretty/name_mask.kicad_mod

すると, name_mask_and_cu.kicad_mod が生成されます.

(もし，生成されない場合は，name_cu.kicad_modを開き "fp_ploy" 以降に含まれる項目をコピーしておき，"F.Mask" を "F.Cu"に置換後， コピーした内容を追記してname_mask_and_cu.kicad_modとして保存してください.)

7.フットプリントをライブラリに追加する

作業ライブラリとしてArduinoNameCardを選択します.
import0.png

先ほど，出力したファイルを読み込みます.
import1.png

ライブラリにコンポーネントを保存する.
シルクで作成している場合は，name_silkとして保存します.
銅箔で作成している場合は, name_mask_and_cuとして保存します.
import2.png

8.基板上に展開します

すでにあるフットプリントを置換するのが一番楽です.
置換したいフットプリント上で右クリックし, フットプリントの交換 -> フットプリント G*** でウィンドウが開きます.
change_footprint.png

フットプリントのリストを押して、保存したフットプリントを選択します.
list_of_footprint.png

適用を押すとフットプリントが変更されます.
apply_footprint.png

9.GNDのベタ塗りをします

四角い場所をクリックします.
beta_GND.png

基板上の任意の箇所で右クリックすると次のようなメニューが出てきます.
[全てのゾーンを塗りつぶす]を選択します.
スクリーンショット 2018-08-08 14.23.31.png

これでベタ塗り完了です.

10.確認

view -> 3D viewer で3Dビューアーで確認できます.
3Dviewer.png

基板を発注する

ガーバーデータの作成

ガーバーの作成方法は, ★kicad (Mac OSX Version: 4.0.5 release build)版でFusionPCB用ガーバーデータの作り方．を参照してください.

file -> plot でgerverの出力をします.
output_gerver.png

ドリルデータを出力します.
output_drill.png

ガーバーデータのリネーム

gerver データを ArduinoNameCard にリネームします.
renamed.png

ガーバーデータのzipを作成する

exportフォルダごと圧縮して, zipにまとめます.
zipのファイル名は,ArduinoNameCardにリネームします.

基板の発注設定

seeed fusion のプレビューで確認できます.
好きな色を選択します.
top_green.png bottom_green.png

基板の厚みは0.6mmで注文します.

部品を発注する

serial変換部分

部品 １枚で使用する個数 秋月またはDigKeyでの値段
FT232RL 1 ¥400
1kΩ 2 ¥100
0.1µF 2 ¥150
10µF 1 ¥150
赤LED 1 ¥150
緑LED 1 ¥150

Arduino互換部分

部品 １枚で使用する個数 秋月またはDigKeyでの値段
ATMEGA328P-AU 1 ¥230
水晶発振子 16MHz 1 ¥30
10kΩ 1 ¥100
1kΩ 2 ¥100
330Ω 1 ¥19
0.1µF 1 ¥150
22pF 2 ¥295
ヒューズ 1 ¥200
赤LED 1 ¥150
タクトスイッチ 1 ¥100

ブートローダーの書き込み

書き込みの方法は，optifixで書き込みます.
手順に関しましては, "【Arduino 1.6.3】 Arduino UnoでATmega328P-PUにブートローダを書き込む"を参照してください

当方では，"ICソケット"を用いて，はんだ付けよりも先に書き込みを行っています.

次の組み合わせでArduinoUNOとATMEGA328P-AUを接続します.

Arduino UNO ATMEGA328P-AU 名刺（基板）での位置
D10 (SS) 29 (RESET) RST
D11 (MOSI) 15 (MOSI) D11
D12 (MISO) 16 (MISO) D12
D13 (SCK) 17 (SCK) D13
5V 4 or 6 5V
GND 3 or 5 GND

はんだ付け

FT232RLはピン間が狭く，はんだ付けするのが困難です.
普通にはんだ付けもできますが，次のような手順で行うことを推奨します.

1. フラックスを多めに塗ります.

flux.png

2. 先にランドに，軽くはんだを付けておきます.

solder.png

3. 足を揃え，上からこてを当てて固定します.

put_on_ic.png