2013/09/08

[電子工作]双方向レベルシフタ基板を設計して、Elecrowに投げてみた

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 なんかそろそろ基板作れるようになりたいよなあ、ということで、試しに双方向レベルシフタの基板を作ってみました。双方向レベルシフタを選んだのは、部品点数が少なく、基板の規模も小さく、そして少しは実用になるもので思いついたのがこれしか無かったからです…
 使うレベルシフタICは、Texas InstrumentsのTXB0108です。単純にググって一番上に出てきたから使おうと思っただけの話。
 変換基板は、Adafruitのこれパクリ目標にして作りました。

 設計にはEagleを使いました。

・ライブラリを準備する

 メインの部品であるTXB0108が、Adafruit.lbr(GitHub)に元から入っているので、自分でライブラリを作るということはありませんでした。というか、面倒そうなのでその必要がないようなものを選んでました。

・シルクの編集

 シルクの編集には、表面ならレイヤ21(tPlace)あたりにテキストを書き込んだりする。Vectorフォントの方が無難、らしい。フォントが3種類しか選べないのがとてもつらい。
参考:EAGLEでのシルク印刷編集: 組込み徒然草 http://bit.ly/1cT9LFD

・イメージの追加(import-bmp.ulp)

 import-bmp.ulpを使うと、シルクに.bmpが追加できるみたいです。でも失敗しました。なので今回は使用していません。
シルク印刷する、どちらかの色を選ぶべき(決して両方ではない)
どうやら、上の画面でなぜかバカ正直に2つともチェックを入れてしまってたのが問題だったみたいです。使う色を指定する画面なので、モノクロビットマップならば、黒(かもしくはネガポジ反転となる白)のどちらかを選ぶべきでした。(2013/09/10)
画像のサイズの指定。シルクは21(tValue)
あと、次に表示される上のようなダイアログでは、シルクとして印刷したいなら[Choose start layer for 1st selected color]の欄を21にすべきです。サイズの指定は様々ですが、いきなりInchで指定しろと言われても分からないので、mmにしてます。
 FormatをDPIとかScaledにすると、大抵サイズが自分の思った通りにならないので、正直に幅を指定することにします(Aspect/Ratio m)。

 使う.bmpファイルですが、不精なのでペイントでやっています。でもまあフリー素材のロゴの脇に文字入れるくらいだったら、それなりに満足できるものが作れそうです。
 保存するときには、モノクロビットマップよりも16色ビットマップで保存し(黒白だけしか無い画像だと仮定して)、色選択の時に白、灰を抜かして黒だけにすると、モノクロビットマップで保存してimportした時よりも綺麗に出来ました。特にフォントの縁のギザギザが、心持ち少なくなったような気がします。

例えばこんなロゴを作ってみた。フォントがやはりギザギザしている…

・ベタアースにする

 ベタアースにするためには、ポリゴンとかいうのを使うみたいです。ベタパターンの描画 - 電子工作室さんのページを参考にしました。
 ランドの塗り方は右のほうにしました。また、この時はまだSeeedStudioに頼むつもりだったので、Isolatedの値も0ではなく にしました。ちなみに、ベタアース表示のボタン(Ratsnest)はです。
 
 Isolatedの値を0にすると、配線との配線の間に孤立したランドみたいなのが作られ、尚且つこれが消せなくなってしまうことがありました。それだけなら実害がないのですが、配線がランドのせいでRipUp状態になることがありました(後から考えてみると、元々ここは配線されていなかった?)。こうなるともうお手上げでした…
17ピンが×、今の自分の知識では直せなかった。
ピンヘッダとか穴のある部品でも、配線は穴を通り越して真ん中まで行くんですね…ちょっと解せない点です…

・最終確認

 念には念を入れよということで、ガーバーデータを送る前に最終確認したほうがいいみたいです。GC-Prevueというフリーソフトを使ってみました。
参考:CuBeatSystems: EAGLEで設計した基板の製造をFusion PCB Serviceに頼む。(EAGLE用の一発生成CAMファイルや、ガーバデータの検証方法もあります。) http://bit.ly/1cTamY0
GC-PrevueでTop layer(.GTL)とSolder Stop Mask top(.GTS)を表示した時のスクリーンショット。

 で、出来た基板はこんな感じです。
ボード…あれこれ下枠切れてたり左が歪んでるけど大丈夫なのか??まずくね?
回路図
本当は最初SheedStudioというところに投げようと思っていたのですが、TwitterでElecrowの方が基板の色が選べておトクと聞いたので、そっちにしました。
 緑の基板が嫌いだから赤か青にしようという、個人的な話です… 

かかったお金は以下の様な感じです。

1 x 2 Layer 5 * 5cm Max - 5/10pcs (Color Free) (SPF20505S)  = $9.90
        Qty 10
        Layer 2
        PCB Thickness 1.6mm
        PCB Dimension 5cm Max * 5cm Max
        PCB Color Red
        Suface Finish Hasl
        E-Test 50% E-test
        File 1068. LevelShifter.zip
------------------------------------------------------
Sub-Total: $9.90
Registered Air Parcel (Weight: 110 g. ): $4.59
Total: $14.49
Reward Points earned: 10

赤で1.6mm厚、最大5*5cmまでの基板が10枚で$9.9。なんて安いんだろう…

 .drcファイルと、ガーバーデータ出力のための.camファイルはElecrowの注文画面にあります。Fusionって書いてあるけど…
 あとElecrowって部品実装サービスみたいなのもやってるんですかね。ゆくゆくはZynqとか使ったり乗っけたりしてみたいですよね。というかBGAパッケが使えないのは相当痛いような気もするし。

(2013/09/10)  一昨日投げたんでしたっけ?昨日の夜?とりあえず、9/8にはOrder UpdateなるEメールが飛んできて、こんなことが書いてありました。

Elecrow
------------------------------------------------------
Order Number: ****

Detailed Invoice:
 ttp://www.elecrow.com/index.php?main_page=account_history_info&order_id=****

Date Ordered: 2013/09/07

The comments for your order are: Dear Customer,
We have recieved your order and the gerber file, our engineer is checking
the gerber file, if the file meet the requirements, we will put it into
production ASAP. Thank you!
Best Regards
Elecrow

Your order has been updated to the following status:
New status: Processing

Please reply to this email if you have any questions.

 あれ通ったんですか…確かにdrcには引っかかからないけど、根本的にボードに過ちがあるような…でも英語のメール考えたくないので、放置します…

(2013/09/14)通ってませんでした。あっちの人からメールがきました。
Hi ***
There is a problem that the gerber file don't have outline.
Please look at the picture.
please send the gerber file to me again.
Best Regards,

だそうで。アウトラインの欠けているところを、わざわざ写真までつけて教えてくれました。ごめんなさい…
 訂正したガーバーファイルを、添付して送ってみたら、お返事がきました。
Hi ***
I will arrange it into manufacture now.
it will return to us in 3 to 6 days.
we will ship it to you soon after we get the PCB boards.
Best regards,
だそうです。
こっから3~6日+配送みたいですね。待ってます。そろそろ部品買わないと…

 パーツリストは、part2html.ulpなるものがあるのでそれを使いました。
Part Value Package Library
C1 0.1u C2012 rcl
JP1 1X11 pinhead
JP2 1X11 pinhead
U1 TSSOP20 adafruit
だそうです。買うのはICだけでいいかなあ。

(2013/09/16) パーツリストの出力なら、[File]→[Export]→[Partlist]の方がいいかもしれない。見やすい。[BOM]だった
Part     Value          Device     Package  Library  Sheet

C1       0.1u           C-EUC2012  C2012    rcl      1
JP1                     PINHD-1X11 1X11     pinhead  1
JP2                     PINHD-1X11 1X11     pinhead  1
U1                      TXB0108PWR TSSOP20  adafruit 1

1 コメント:

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