CH552をパソコンに接続したままプログラムをダウンロードできる基板を、PCBWayに注文しました。
CH552はAVR Attinyマイコンよりも少し性能が良くて、さらにUSBデバイスにもなれる便利なマイコンです。書き込み方法がユニークでUSBの抜き差しが必要なため、抜き差し不要な書き込みツールを設計しました。
KiCadで基板化
回路図
先日実験して動作を確認した回路を、KiCadに描いていきます。
USBの電子スイッチにはUSB信号専用のスイッチICを、D+ PullUpのスイッチには普通のアナログスイッチ4066系を使いました。
ブートローダーが起動する「ダウンロード」ボタンの他に、CH552の電源とUSBが一旦切り離されて、再接続される「リブート」ボタンも用意しました。
アートワーク
なるべく小さくしたかったのですが、AタイプのUSBコネクタや押しボタンスイッチが場所をとってしまいました。基板のサイズは70mm x 45mmになりました。
今回実験的に、部品の位置を電気の流れに合わせた配置でなく、実装が楽になるように配置してみました。もちろん電源系は電気の流れを優先です。
タイムラグ発生回路のようにノイズにシビアではない回路や、低速デジタル回路の部品の配置を、コンデンサ、ダイオード、抵抗をそれぞれ隣同士で同じ向きに並べました。基板の上半分に配置された部品たちです。ダイオードの極性も全て同じくしてあります。
これにより、同じ部品を基板の向きを変えることなく実装することができ、実装が楽になるのではないかと思っています。
面付け
基板の横幅を100mm、縦の長さをリフローするためのオーブンに入る200mmの基板としました。この基板の中に、先ほどの回路を4つ面付けしました。基板と基板との間はV-CUTしてもらい切り離せるようにします。
この基板データをガーバーファイルに変換して、全てのファイルをZipで圧縮します。
PCBWayに注文
いろいろがとにかく早いPCBWayに基板を発注します。
基板の設定
面付けされた基板なので、「基板の種類」は「面付け」に。「X-out ...」は面付けされたサブ基板に不良が含まれていてもいいかどうかの設定で、不良を望まないため「いいえ」を選びました。「はい」を選ぶと少し安くなります。
寸法に基板サイズの「200」mm x 「100」 mmと入力します。
基板の色は黒にしたいので、「レジスト」を「黒」にします。
金メッキの基板にしたいので、「表面処理」を「無電解金フラッシュ」にしました。
メタルマスクの設定
クリームはんだを印刷するためのメタルマスクも一緒に作ってもらいます。
メタルマスクの通常の姿は、機械でクリームはんだを印刷できるように、油絵のキャンバスのような姿をしていて、金属製の枠にステンレスの薄い板が貼られています。手動でクリームはんだを印刷する際には、この枠は不要なので、「メタルマスクの種類」を「枠なしメタルマスク」にします。
今回の基板は、表面のみにしか部品が実装されないので、「メタルマスクサイド」を「表面のみ」にします。
私は基板とメタルマスクの位置合わせに画鋲を使っています。その穴をメタルマスクにも開けてもらえるように「既存の基準点」を「レーザーが通る」にします。画鋲を使った位置合わせについてをご覧ください。
メタルマスクはそのままのサイズでは 190mm x 290mmと大きいです。手動のクリームはんだ印刷にちょうどいいサイズとして、基板のサイズ+20mmにカットしてもらいます。「その他特殊加工」の欄に「Please cut 220mm in length x 120mm in width.」と書きました。
以上で設定が完了です。画面右側の緑色の「カートに追加」をクリックします。
ガーバーファイルのアップロードとデータのチェック
ガーバーファイルをアップロードする画面になるので、KiCadで生成したガーバーファイル類をまとめたzipファイルをアップロードします。左下の「今すぐ注文する」をクリックします。
アップロードが終わると、PCBWayによって基板データが製造できるかどうかのチェック(レビュー)が始まります。PCBWayはこのレビューがとても早く、5分程度で終わることが多いです。今回も3分程度でした。レビューが完了するとメールが届きます。
支払い
レビューをパスすすると、チェックアウトできるようになります。右下のオレンジ色の「チェックアウトに進む」をクリックします。
発送先、支払い方法、配達手段を選び、画面右側の「注文する」をクリックします。PayPalの画面が表示されるので支払いを完了させます。
支払いが完了すると、製造が開始されます。
発注が完了しました！
CH552の書き込みが楽になる書き込みツール基板をPCBWayに発注しました。届くのが楽しみです。
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