今回は自分で部品をはんだ付けして完成させる、サンタさんの置き物を作ってみたいと思います。

デザイン

Ipadでスケッチ

Ipadを使ってデザインを検討します。300円ショップで購入したサンタの飾りを参考に、髭の部分がおまんじゅうのように丸いサンタさんにしてみます。

Aliexpressで購入したキャンドルのように光LEDも使いたいです。

そこで、ロウソクをサンタさんに持たせてみました。ロウソクの炎はキャンドルLEDになります。

帽子の右側の丸に、カラフルに光るLEDをはんだ付けします。

Illustratorで形を整える

スケッチをスクリーンキャプチャして、Illustratorに読み込ませます。読み込ませた画像を元に、曲線を使って各パーツを描いていきます。

基板で使える色は、以下の通りとなっています。

今回は赤いレジストを使います。レジストは、その下に銅箔があると明るく見えます。そのため、Cuレイヤーのある、なしで2色使えます。

Cuの表面処理によって、金メッキを選ぶと金色に、はんだ仕上げを選ぶと銀色になります。

レジストと銅箔両方がないと、基板そのものの色になります。

Cuのある領域には、部品のパッドが置けないために、この段階で部品の位置決めをします。帽子にあるLEDとスイッチは、帽子の影になっているCuのない部分に配置することにします。

ひげの下にある緑色の丸はコイン電池ホルダーのパッドの位置です。白のシルク印刷はCuレイヤーのある部分に印刷すると綺麗に印刷されます。そのためひげの部分全体がCuレイヤーなのですが、コイン電池のパッドの部分だけCuを抜きます。ヒゲがふわふわしている感じを出すために、Cuを抜く形状を工夫してみました。

色分け

使える色だけに限定しました。灰色の部分はCuを抜いたシルク印刷です。CuがないのでCuとの境目で若干段差ができて立体感が出せます。

この画像を1200dpiでPNGに書き出します。600dpiだとKiCadで変換するときに解像度が不足気味になってしまいます。1000dpi以上がおすすめです。

こちらが輪郭になります。すべてのオブジェクトを結合して作りました。このデータをDXF形式で書き出すことで、KiCadの輪郭線に使えるようになります。

レイヤーごとに２値化

Illustratorで作った画像をPhotoShopを使って、KiCadの各レイヤーに合わせて2値化ます。これらの画像をBMP形式で保存します。

KiCadで合成

KiCadのイメージコンバーターを使って、先ほど2値化した画像を基板データに変換します。

Cuレイヤー

まずはCuレイヤーから変換します。

イメージコンバータでCuレイヤーのBMPを読み込みます。イメージコンバータにはCuレイヤーに変換する機能がないので、とりあえずユーザーレーヤーEco1に設定し、右下の「クリップボードにエクスポート」をクリックします。

KiCadのPCBエディタにペーストします。Eco1レイヤーなので緑色をしています。これをCuレイヤーに変更します。

緑色の部分で右クリックして「フットプリントエディターで開く」をクリックします。

メニューバーの「編集」「テキストと図形のプロパティを編集」をクリック。

①スコープを「図形アイテム」
②レイヤーでフィルターを「User.Eco1」
③指定した値の設定のレイヤーを「F.Cu」

に設定して右下の「OK」をクリックします。

Eco1レイヤーからF.Cuレイヤーに変更されました。中央のG***は不要なのでクリックしてダブルクリックします。

中央上部にある「表示」のチェックボックスのチェックを外します。右下の「OK」をクリック。以上で設定は完了です。左上の保存ボタンをクリックします。

PCBエディター上のEco1レイヤーがCuレイヤーに変わり、茶色になりました。続いてレジストマスクとシルクレイヤーと進みます。これらのレイヤーはCuのように手間はかかりません。

レジストマスクレイヤー

レジストマスクのBMPをイメージコンバータに読み込ませます。今度は右側の外形用の基板レイヤーで「表面ハンダマスク」を選び、「クリップボードにエクスポート」をクリックします。

PCBエディタ上にペーストします。中心のリファレンスG***は不要なのでクリックしてバックスペースキーで非表示にしておきます。

シルクレイヤー

続いてシルクのBMPをイメージコンバータに読み込ませます。「外形用の基板レイヤー」を「表面シルクスクリーン」に設定して、右下の「クリップボードにエクスポート」をクリック。

PCBエディタ上にペーストします。中央のG***は不要なので削除しておきます。イメージコンバータに入力するBMP画像によっては、不要な線が含まれてしまう場合があります。その場合にはフットプリントエディタで適宜不要な線を削除してください。

輪郭線

続いて輪郭線を読み込みます。Illustratorで外形線をDXF形式で保存していたので、それを読み込みます。

メニューバーの「ファイル」「インポート」「グラフィクス」と選択します。

1.ファイルでDXFファイルを指定して
2.グライックレイヤーを「Edge.Cut」を指定
3.右下のOKをクリック

目的の場所にペーストします。

見てみよう

できました！！

IPadで描いたデザインが基板になりました。

次回は、この基板に部品を追加してPCBgogoに基板を注文したいと思います。

2023.11.19 続きはこちら