マゾ向け電波時計2の作り方その2 - メイン基板

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注意

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このキットは単純に基板に部品を全部取り付けただけでは完成しません。完成させるためにはさらにファームウェアの書き込みやジャンパの設定などの手順が必要になります。この作り方を見ながら順序どおりに制作を進めてください。

GNDに接続されているピンはグラウンドパターンに熱が逃げやすく、非常に「イモはんだ」になりやすいです。必ずしっかりとハンダ付けされているか、ラジオペンチの先などで突っついたりして確認してください。製作不良のほとんどはハンダ付けミスです

SMD部品の取り付け

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部品は背の低い部品から取り付けていきます。特に、LEDよりも背の高い部品を取り付けてしまうとLEDの取り付けが難しくなってしまいます。そういうのがお好きな方以外はLEDよりも背の高い部品はLEDを取り付けた後に取り付けてください。

まずチップコンデンサなど。C97には後で部品を取り付けますので今の段階ではなにも取り付けません。

SMD caps

SMD caps

チップ抵抗も。120Ωのチップ抵抗は48個あり、R1~R48になります。

SMD registors

Q8はチップMOSFETですがシルク印刷が間違っています!写真のようにシルク印刷とは180度回転させた向きに取り付けてください。写真では左側にある G S と書いてある3ピンのシルクの場所には今の段階ではなにも取り付けません。

SMD MOSFET

U46のクリスタルオシレータ。

SMD XTAL OSC

RAM(U12)とメインプロセッサのATmega128(U9)。U9は向き、それに特にハンダ付けに注意が必要です。一見ちゃんとつながっているように見えても電気的に導通していないとか、導通があまいといったことで不良になることがあります。テスターなどでしつこくチェックしてください。C17とU9のパッドが近いのでショートしないように気をつけてください。

RAM(U12)は、入力ピンが浮いた状態で通電するとすぐに破壊に至ります。破壊に至ると通電すると非常に熱くなるのでわかります。各ピンが本当に正常にハンダ付けされているかどうかをしつこくチェックしてください。

RAM and processor

U12とU9は特に静電気に弱いため、冬場の製作などでは念には念を入れて、アルミ箔でおおっておくことをおすすめします。当然、製作が終わって動作する段階になればアルミ箔は取りはずします。

Antistatic

抵抗やソケットなど

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寝かして取り付ける抵抗を取り付けます。

resistors lay

resistors lay

ICソケット類を取り付けます。

IC sockets

IC sockets

U10のICソケットも忘れずに。

LED

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さーてみなさまお待ちかね、たぶんワクワクテカテカしてると思いますが、LEDの取り付けの時間が参りました。

LEDs

まず、LEDを一列、並べます。足の長い方がアノード、足の短い方がカソードで、カギの記号に近い方がカソードになります。以下の図を参考にして取り付けてください。

LED pins

そうしたら裏返します。

LEDs

そしたら、アノードかカソード、どちらか片方の足だけをハンダ付けします。

LEDs

一列分ハンダ付けしたら、今度は基板の表側に指をまわし、指のさきっぽでLEDの頭をグリグリ押して、かつ、先ほどハンダ付けしたほうのLEDの足をはんだごてで温めてはんだを融かします。LEDが指で押されて基板に押し付けられたらはんだごてを離して冷やし、固定します。

このようにしてLEDを基板に押し付けるようにして固定してください。これはなるべくLEDの向きや高さを揃えるためです。これがバラバラだと、光ったときにもバラバラに見えてしまい、綺麗ではありません。

LEDを押し込んだら、もう片方の足もハンダ付けし、ニッパーでピンを切り取ります。

LEDs

USB mini-B

USB mini-bコネクタを取り付けてください。こっちはHIDaspxのときにやったようなパターンの変更はありません。

USB mini-B

Z3の取り付け

Z3の取り付けは注意してください。Z3(3.6V ZD)には1MΩの抵抗をおんぶして取り付けます。

下の写真のように、1MΩの抵抗を3.6V ZDに並列に取り付けてください。

Z3

これを、Z3の場所に取り付けてください。向きはZDの向きのとおりです。

Z3

C97の取り付け

C97の取り付けは注意してください。C97(0.1uF)は下の写真のように、C97の基板端側のピンと、MOS-FETの D (ドレイン) の間にブリッジするように取り付けます。

C97

たてて取り付ける部品

その他の部品は、背の低い部品から先に取り付けてください。

下の写真周りの部品は、この上に圧電スピーカーがつきますので、あまり背が高くならないように取り付けてください(注: 写真ではTO92タイプのトランジスタがついているものがあるかもしれませんが、キットについているトランジスタはチップトランジスタです)。

under PIEZZO speaker

C23 (2200μF 電解コンデンサ)は寝かせて取り付け、下の写真のように抵抗の切れ端などでバンドをかけてください。

2200uF

DCジャックは一個しかついてきません。どちらでもお好きな方に取り付けてください。壁にかける場合は下向きに、机に置く場合は右向きがよいかもしれません。

DC jack

CdSセルは周辺の明るさを検知するためのものですから、すこし高めに取りつけた方が良いと思います。足にはビニール線の被覆の切れ端などをかぶせ、ショートしないようにしてください。

CdS Cell

CONN6は二列ヘッダを6ピンに折って取り付けてください。その脇にある J2 ははんだでショートしてください。他のジャンパやコネクタは、必要なときに取り付ければよいでしょう。

CONN6

U45は赤外線リモコンの受信モジュールです。丸い突起が正面を向くように寝かせて取り付けてください。

U45

CONN22は電波受信ユニットを接続するためのコネクタです。ちょっと高級なコネクタがついてます(注:他の写真ではこの写真とは違うコネクタがここについている場合がありますが無視してください)。

CONN22

スピーカー

スピーカーはスペーサーを介して二階建てして取り付けます。以下の写真を参考にしてください。

スピーカーを取り付けるための基板側の穴がすこし小さいようです……。リーマーやドリルで慎重に広げるか、別の方法でスピーカーを取り付けてください。

spk

spk

ファームウェアの書き込み

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U9にファームウェアを書き込む必要があります。

ファームウェアとhidspx(マゾ向け電波時計2のページにおいてあります)をお使いのPCに展開してください。

HIDaspxのCONN12と本体基板のCONN6をケーブルで接続してください。このとき、CONN12の1ピンがCONN6の1ピンに接続されるようにしてください。

writing firmware

HIDaspxをUSB mini-BケーブルでPCとつなぎ、hidspxコマンドでファームウェアを書き込みます。

まずヒューズビットを書き込みます

hidspx -d9 -ph -fh0xcf -fl0x0f -fx0xff

その後、ファームウェア本体を書き込みます

hidspx -d1 -ph main\main.hex

U1, U2, U3もマイコンですが、このマイコンへのファームウェアの書きこみは、メインのプロセッサである U9 が電源投入時に自動で行います。

初回の電源投入

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初回、電源を投入すると、2〜3分かけて U1, U2, U3 へのファームウェア書きこみを行います。この間、なんの表示も行われないので注意してください。このファームウェアの書き込みは、U1, U2, U3 のファームウェアが更新された際に自動的に行われるほかは、再度行われることはありません。ただし、まれにU1, U2, U3との通信が何らかの原因で失敗した場合、念の為再度の書き込みを行う場合があります。

ピッピッという音がするとファームウェアの書き込み完了です。

直後、LEDが全点灯しますので、光らないLEDなどがないかをチェックしてください。

もし、ピッピッという音がしない場合、あるいはピーピーピーピーピー、といったビープ音の連続が聞こえる場合は制作不良の可能性があります。

ビープ音の連続は、N回なって少し休み、またN回なって少し休み、を繰り返します。この回数 N がエラーコードを表しています。

(エラーコードに関してはW.Deeにお問い合わせください)