● 実験テーマ10
「EAGLEによるプリント基板設計・製作」の顛末記
■ 2011.11.03
＜PIC24F_MP3（録音機能付き）基板パターン化計画案＞
・ちょっと大変かもしれないが、以前ユニバーサル基板で組んだ、PIC24F_MP3プレーヤ（録音機能付き）基板
をパターン化してみようと思う。
PIC24Fメイン基板と、MP3基板に分かれるが、今回は、メイン基板の方を、EAGLEにてパターン化して
みることにした。
実は今回で、EAGLEをいじるのは２度目である。
前回、トラ技_2011年10月号の特集で、EAGLEが載っていたので、それを機会に初めて、EAGLEの学習
を始め、そこでテーマとして扱っていた、「USB_AUDIO_BOARD」の部品マクロ作成～ガーバー出力までの
手順を実際、EAGLEを使って実体験しました。
マルツパーツにて実装済みの当該基板が安価にて発売されていたので、ガーバーデータを基板屋さんに
送付して基板製造するところまではやりませんでした。
したがって、今回が初めて、ガーバー発注して基板が手元に届くまでを体験することになります。
・実際のパターンの感じは、マルツ製のトレーニング基板が手元にあるので、それが参考になる。
・基板寸法は、ユニバーサル基板の時の、138*95mmといきたいが、無償版EAGLEの最大許容サイズ
が、100*80mmなのでこのサイズに入れるしかない。
・CAD回路図も、水魚堂で作成したものが有るので、それに準拠する形で進められる。
・大変なのは、EAGLEで、最初からパッケージデータ（部品マクロ）を作成しないと、回路図作成もパターン引き
も、何も先に進めないということ。
・部品を全て、DIPにすれば、実装依頼の必要はなくなるので基板製作の外注費用が少しは、安くすむ。
但し、SDスロットだけは、わざわざ変換基板にしたくないのでSMDにする必要あり。（手配線は十分可能）
・基板が上がるまで、そうとう時間が必要そうだが、少しずつ気長にやれば当分は、電子工作での出費を抑えら
れるので、それを基板製作費と思ってやればよいかな。
・今回の目的は、初のEAGLEでのオリジナル基板を作ることなのでケースに入れることは考えない。
■ 2011.11.24
・26パーツ分の、部品マクロの登録が終り、回路図も書き上げた。
尚、EAGLEライブラリに用意されている既存のマクロは、使える物は何種類か使ったが、私が長年仕事で慣れ
親しんで来たシンボルから掛け離れているものが多く、CR類含め、シンボルは殆ど修正または、新規作成しました。
・NET_LISTを作成し、まずは結線チェック。
■ 2011.11.25
・NET_LISTによる結線チェックは、OKになった。
・ERCも、ワーニング全て承認可で、OKになる。
・回路図の体裁も整えたので、これで回路図は完了。
EAGLE回路図はこちらからどうぞ→ PIC24F_MAIN_BOARD.gif
※ 回路図の、XRESET部にミスが発覚（120105発覚）しました。
→ MP3 DECODER BOARDの、XRESETが、PICのSW_RESETと同じ場所から取られていますが、これは
PIC-2pinのRA0ポートから取るのが正しいです。
（ユニバーサル基板での回路図では、そうなっていたのですが、パターン化で転記する時に何故か思い込みで
PICのSW_RESETと同じ場所から取ってしまったようです。しかしMP3 DECODER BOARD内のXRESETラインの
100KΩプルダウン抵抗が効いているのか、問題なく動いていたので気が付きませんでした。）
※ 下図に、その修正部を図面上に示しました。（当面はリワク修正して使う予定です。）
・10u電解コン横実装パッケージを、通常の立実装パッケージに変更。
（今回は、2階建て構造にしないので、スペース的に問題なし）
・また、押しボタンSWのパッドが長丸になっていたので、丸パッドに変更した。
・この状態でレイアウトエディタを立上げた。
■ 2011.11.28
・外形＋取付穴＋禁止帯を設定し、部品配置が完了。
・明日からの作業のため、配線作業の方針を以下に決める。
前回の経験から電源ラインと、アナログラインのみ手配線で配線し、残りのデジタルラインにオートルータを掛けようと思う。
■ 2011.11.29
・電源ラインを引き終える。
・電源ラインに続けて、アナログ部を手配線で引き終えたところ。
・デジタル部を自動配線（DRC）する。
・DRC後、バターン引回しが不自然な所_２箇所手修正完了。
・AUTOルータ＋手修正でデジタル部のパターンを引き終えた時点で、シルクのチェックを行った。
（21tPlace指定で、部品面シルクのみの表示にしチェックを行う。）
→ どうしたことか、下図のように、ライトアングルピン・ヘッダと、LEDの１部のシェープ
シルクが、部品面シルクとして指定されていないことが発覚。
（１部のシルクが、22bPlace_ハンダ面に設定されていた。）
・シルク修正後の図１：21tPlace, 25tName, 27tValueのみ表示（未だ見栄えは整理してない。）
■ 2011.11.30
・ベタGND生成を終えたところ（Isolate=0（Net Classの値）では、狭すぎるので、24mil=0.024"≒0.6mmに変更した。）
・24milのビアで、8箇所ビア打ちを行う。
■ 2011.12.01
・シルクを整理した後、DRCを実行した。
・ガーバ・データの作成を行う。
※ 初回で、CAM_jobs_gerb274x.comの、各レイヤTABの設定（原点オフセット無しの設定と
外形レイヤ：OUTタブの追加）を既にしてあるので、CAM_jobs_gerb274x.comを起動して
ボードファイルを読込み、[Process_job]ボタンを押すだけで、大方作業が終了した。
・シルク文字の太さを統一する。（7mil）
・ドリル・データ生成
コントロール・パネルより、「excellon.cam」を起動し、ボードファイルを読込み、[Process_job]ボタンを押すと以下の
データが生成される。
. DRI： インフォファイル
DRD： ドリル・データの実体
■ 2011.12.03
・ガーバ・ビューアにて、発注前確認を行う。
CADLUS Viewerにて、「PIC24F_MAIN_BOARD.GIN」のレイヤパラメータ設定ファイルを作成し、目視確認した。
ざっと見よさそうである。
■ 2011.12.04
・マルツ・パーツ館の基板製作サービスに、見積り依頼を出した。
（10*8cm, 3枚, 納期：111220）
■ 2011.12.05
・以下の見積り回答あり。
マルツプリント基板】お見積回答
石井 昇 様
この度はマルツパーツ館プリント基板製造サービスをご利用頂きありがとうございます。
下記の通りお見積回答させて頂きます。
※単価は全て消費税込の価格になっております。
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案件番号：
案件 名： プリント基板製造
見積金額：20,370.-
納 期：12月15日お届け（12月5日ご注文の場合）
備 考：
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ご提示する見積金額は、標準納期8日（実働）の場合です。
現在、標準納期を早めるサービスは、用意しておりません。
納期の日数カウントですが、見積回答の翌日から起算しまして、
土曜、日曜、祝祭日を抜いた平日で数えます。
実際の納期につきましては、受注いただき、基板データをお預かりしてから
次の日を基点としてカウントしています。
ご注文の際は、本メールを返信する形で、下記の項目をお知らせ下さい。
また、ガーバーデータ、指示書一式を添付してください。
※基板製造データファイル名連絡シートは、弊社基板専用ページより
ダウンロードしてご使用下さい。
http://www.marutsu.co.jp/e-kiban/
お送りいただくファイル群は、ファイル圧縮ソフト（lha、zip）で一つにまとめてお送り下さい。
パスワードは設定しないようにお願いします。
折り返しご注文受け付け完了のメールを送付させて頂き、
データチェック等作業に入らせていただきます。
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・ガーバーデータを送付した。
■ 2011.12.06
・外注で、送付したガーバーデータの確認作業が行われた。
→ 一点だけ、再確認依頼が来る。
それは、「長丸ランドにしているジャックの取付穴（長穴）の寸法
を指定してください」というもの。
→ 自分は、EAGLE上で長穴が表示できていたので、ドリルデータ
にも反映されているのではと思っていたが（確認したわけではないが）
長穴に関しては、CRT表示させるだけのためのレイヤ（t51Ducu：ピン形状描画,
t46Milling：長穴描画）に表示させているだけで、ドリルデータには反映しないと
思われる。（調べたわけではないが・・・何か方法があるのかもしれない？？？）
→ 下のように指示した。（この時、オーディオ・ジャックの長穴寸法が一部不適当なことが判明しついでに部品マクロ及び
パターン図を修正した。その図も一緒に示した。）
・これで外注さんでの確認作業が終了し、パターンイメージが送られてきた。
■ 2011.12.06
・マルツから基板と部品が届いた。（3枚注文したが、+1枚（ベア板）で計4枚届く）
ＰＣのシステムトラブルが昨日から続いており、実装は後日にした。
しかし、中々の仕上がりで、まずは自己満足。
■ 2011.12.15
・SDスロット、CR類など実装する。PCのトラブル処理があるので、1度にはできなかった。
■ 2011.12.16
・ICソケット等実装する。
■ 2011.12.19
・やれやれ、やっと実装が済んだ。
■ 2011.12.20
・実装完了後の、通電チェックを開始した。
① ショート・チェック： 3.3V-GND間及び、5V-GND間 OK
② 電圧チェック： +5V=5.10V（IC3：LMC662-8pin）
+3.3V=3.28V（それぞれのICの電源ピンにて確認。）
RS232ドライブICのチャージポンプ電圧： 2pin=+6.51V,
6pin=-6.45V
③ 74HC123簡易動作確認： SW3入力-123出力及び、SW4入力-123出力：
テスターにて約1秒幅のワンショットLowパルス確認。
④ LINEアンプ部の簡易確認： これをやっている時、夜も遅くなったので次のように簡易的に確認した。
→ 自作ファンクションジェネレータより1kHz/1Vp-pサイン波をLINE_INに入力し、PICのAN1入力を
テスターの周波数計で測定した時、1KHzになっていることを確認した。
また、アンプのゲインポテンショを絞っていくと、周波数計のカウントが止まることを確認した。
PCが不調なため、ソフトオシロ２を使えず、やむなくこのような普段はやらない方法で確認した次第です。
F特等の詳細確認は、後日実施する予定です。
・大方、通電チェックがOKだったので、プログラム（HEXファイル）を、PICkit2にて書き込む。これも一発でOK。
・再生系の動作も、OKを確認。
（SKIP SW、RESET SW、LED表示、RS232C経由での端末へのファイル名表示、SDカードアクセスと、MP3及びWAVファイルの再生全てOK）
・録音系の動作は後日行うことにした。
■ 2011.12.28
・PCが復帰したので、ソフトオシロ２によるLINEアンプ部の波形チェックを行った。
以下の結果となった。
・録音系のチェックとして、実際にラジオの音声（TBSラジオの毒蝮三太夫の声）を、SDに録音してみました。
音源が、AMで音質はあまりよくありませんが、聞いてみてください。→ VOICE.WAV
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