名刺基板の作り方

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おめでとうございます！

 

この名刺は、イチロヲがお世話になっている方、関係を深めたい方、ビビッと来た方、あとフィーリングで、適当な感じで、お酒を飲んで訳わからなくなっている状態で、などお配りしています。非常にレアなアイテムとなっておりますので、持っている方には幸運が訪れるとか（未確認）

この名刺は、電子部品をはんだづけすればATmega32U4マイコンボードになり、Arduinoのブートローダーを書き込めばArduino互換機として使用できます。シールドも使用できます。部品を集めてこの基板を組み立てたいという奇特な方に向けて作り方を書きます。

※おやくそく：この名刺を使用して、事故・けが・機器類の故障などがあっても、当方は一切責任を負いません。組立の際は細心の注意の上、自己責任にてお使いください。

 

必要な道具

  • はんだこて（10W～20Wぐらい）
  • 糸はんだ（細いヤツ）
  • はんだ吸い取り線（あるとリカバリーが楽）
  • ピンセット（先が細くて高いヤツ）
  • フラックス（あると便利）
  • ルーペ（×10ぐらい）
  • テスター
  • エタノール（フラックスを拭く時に使います）
  • 綿棒
  • AVRライター（Arduino互換機にする場合。AVRISP mkIIとか）
  • ピンヘッダー（AVRライターを使う場合の部品。こんなのとか）

必要な部品

記号 名称 型番
C1 C2 導電性高分子アルミ固体電解コンデンサ,SP-Cap,25V 10μF EEFCS1E100R
C3 C4 C5 積層セラミックコンデンサ,25V,1μF,±10% GRM31C5C1H104JA01L
C6 C7 C8 C9 積層セラミックコンデンサ,50V,0.1μF,±5% GRM31C5C1H104JA01L
C10 C11 積層セラミックコンデンサ,50V,12pF,±1% GRM1885C1H120FA01D
D1 D2 DiodesZetex ショットキーバリアダイオード, 1A, 40V, 2-Pin SOD-123  1N5819HW-7-F
D3 Kingbright 可視光LED オレンジ 601 nm, 3216 (3.2 x 1.6 x 1.1mm)  KP-3216SECK
D4 Kingbright 可視光LED 赤 630 nm, 3216 (3.2 x 1.6 x 1.1mm) KP-3216SURCK
D5 Kingbright 可視光LED 緑 570 nm, 3216 (3.2 x 1.6 x 1.1mm) KP-3216CGCK
D6 D7 オスラム 可視光LED アンバー 615 nm, 0603 LA L296-P2R1-1
F1 表面実装 リセッタブルヒューズ 1A, 15 V MF-MSMF050-2
P1 Micro USB 2.0 connector, B receptacle ZX62D-B-5PA8
R1 R2 厚膜チップ抵抗器, 2012サイズ, 0.125W, 22Ω, ±1% CRG0805F22R
R3 R4 厚膜チップ抵抗器, 2012サイズ, 0.125W, 10kΩ, ±1% CRG0805F10K
R5 R6 R7 R8 R9 厚膜チップ抵抗器, 2012サイズ, 0.125W, 1kΩ, ±1% CRG0805F1K0
U1 LDO電圧レギュレータ 0.5A, 3.3 V 固定出力, 2.5～12 V入力, 5-Pin SOT-23 MIC5219-3.3YM5 TR
U2 8ビット RISC マイコン ATmega AVR, 16MHz, 1 kB、32 kB フラッシュ, 2.5 kB RAM, 44-Pin TQFP ATMEGA32U4-AU
Y1 水晶振動子 16MHz 基本波, 2-Pin SMD 7A-16.000MAHE-T

えっと。使う部品代だと1800円ぐらいですが、1個2個で買えない部品もあるので、9000円ぐらい行くと思います。作る人いるのかコレ。。。。。。。。。

 

さて。

肩慣らしに抵抗（R）からはんだづけしていきましょう。

敷いてあるマットの　・ と ・ の間は2mmです。ピンセットで取り扱いましょう。

はんだづけする部分に合わせてみて、はんだづけされた状態イメージします。それと部品があっているかを入念に確認します。

パッドにフラックスを塗り、はんだを盛ります。

部品の端子部分にフラックスを塗り、ピンセットでそっと近づけパッドのはんだをはんだコテで溶かしてそっと置きます。たぶん息を止めた方がうまくいくデリケートな作業です。

位置を確認します。曲がったり、反対側のパッドに届いていない場合は、この時点で直します。特に部品が浮いている事がありますので、押し付けてはんだづけします。

問題がなければ、反対側もフラックスを塗り、はんだづけをします。
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エタノールを含ませた綿棒でフラックスを拭いて最終的に確認します。

はんだを盛りすぎた場合は、はんだ吸い取り線を使い量を調整します。

R1～R9をはんだづけして、こなれてきたらマイコン（U2）を付けましょう。

この向きです。間違えないように。

端をはんだづけしてみて、パッドとICの足の位置を合わせましょう。
DSC00008

一列をはんだづけしたところ。ピンとピンの間がショートしないように、ルーペで念入りに確認します。

問題がなければ、全部のピンをはんだづけしましょう。

次に、USBコネクタを付けましょう。ある意味一番難しいかもしれません。

U1、3.3Vレギュレーターを付けちゃいましょう。

後のC1・C2・D1～D7以外は、部品の向きはありませんので、ガンガンつけていきます。

D1・D2の向きはこれです。間違えないように

C1・C2はこの向き

D3～D5はこの向き。わかりにくいので、ルーペで確認しましょう。
DSC00043

D6・D7の目のLED以外の部品が全て付いたところ

さて、最後に目をはんだづけしましょう。魂を入れる作業になりますので慎重に。

このLEDは小さくて分かりいにくいですが、向きを間違えないように。

向きはこの向き。切り欠きは左下の向きです。

タレ目にも吊目にもできます。お好みでｗ

電源を入れる前に、入念にチェックします。はんだブリッジが起こっていないか目視とテスターで確認します。特に電源回りはショートしていないかを確認します。ショートしているとパソコン側が壊れます。

さあUSB端子を接続して電源を入れましょう。いろいろ光りまが、ここで焦げ臭いにおいがしたら残念、ジ・エンドです。電源をすぐに外し、夕日に向かって叫びましょう。お疲れさまでした。

Arduino互換機にする方法

基板にはISPコネクタが付いていますので、ピンヘッダーを付けてAVRライターを接続します。

私は直接はんだづけするのがイヤだったので、プリント板二段重ね用コンスルーを用いて取り外し可能な治具を作りました。
DSC00078 DSC00080
2段重ねにして、接着剤で留めます。

上にピンヘッダーをはんだづけして、完成です。
DSC00083

これで、取り外し可能なISPプログラマになりました。
DSC00085 DSC00084

AVRISP mkIIをPCに接続し、Atmel Studioを起動します。今回は7.0を使用しました。名刺には電源供給のMicroUSBも接続します。

「ツール」メニュー→「Device Programming」を開き、ToolとDeviceを選択し、「Apply」を押します。

「Fuses」を選択し、ヒューズビットを写真のように選択し、「Program」を押しマイコンに書き込みをします。

Arduino Leonardoのブートローダーをダウンロードし、マイコンに書き込みます。
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「Program」をクリックして書き込みます。

うまく書き込めると左目だけLEDが光ります。

ここまでくると、りっぱなArduino互換機になったはずです。

Arduino IDEから、テストプログラムを書き込みましょう。
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ボードはArduino Leonardoを選択し、ポートも選択します。

サンプルプログラム。PWMで両目が点滅します。

int meL = 13;
int meR = 11;

void setup() {
    pinMode(meL, OUTPUT);
    pinMode(meR, OUTPUT);
}

void loop() {
    for (int i=0; i <= 255; i++){
        analogWrite(meL, i);
        analogWrite(meR, i);
        delay(2);
    }
    delay(1);
    for (int i=255; i >= 0; i--){
        analogWrite(meL, i);
        analogWrite(meR, i);
        delay(2);
    }
    delay(50);
}