2016年11月26日土曜日

TRIO FMチューナ KT-9900 近代化改修: 注文ミスでシャーシ寸足らず

KT-9900内に2mm厚のシャーシを新たに取り付け、その上に各種基板を載せることにしました。アルミ板は、福井の横山テクノさんの切り売りです。
が、問題発生。注文サイズを間違えており2センチ寸足らずでした。ちょっと格好悪いですが大勢に影響ないので我慢することにしました。例のごとくアルミ板に型紙シールを貼り付けて加工します。


さて、加工中にさらに問題発覚です。ボール盤の支柱が邪魔になってシャーシの中央部にドリルが届きません。フトコロ寸法の制約ですね。あいにくハンドドリルを持ってませんので穴あけを見送ることにしました。大きな対象物の加工は初めてなので勉強になりました。


2016年11月23日水曜日

TRIO FMチューナ KT-9900 近代化改修: 解体作業

チューナのガワを再利用するため、まずは内部の基板を取り外します。箱だけでもかなりの重さになってて驚きです。


リアパネルを取り外し、コネクタ穴を新たに加工することにしました。XLR端子がポイントですね。実はコネクタ穴の明け忘れに気がつきました、次週に持ち越しです。


2016年10月24日月曜日

ELECROWから基板が届いた

ELECROWから追跡ナンバーのメールが届いた当日に実物もやってきました。10月15日に注文して、OCSで24日に届きました。

これが初めての4層基板。個人の注文で作って貰えるなんて感動です。


両面基板は気張らず作れるようになりました。


2016年10月22日土曜日

4層基板を作ってみる

内層の使い方

  • 1層: 部品面、2層: グランド、3層: 電源、4層: 半田面

内層のデザインルール

内層は部品面や半田面より規格が厳しくなっています
  • Minimum inner trace width:
  • Fusion PCB 8mil/0.203mm、ELECROW 0.3mm
  • Minimum inner trace/vias/pads space:
  • Fusion PCB 8mil/0.203mm、ELECROW 0.3mm

DesignSparkで回路図から基板に変換

Tools ⇒ Translate to PCB
 Specify your required PCB technology画面
 Technology File: 2sig2plane
 Units: mil
 Precision: 0

Specify which layers you require画面
 Define Layers: 4 Layer Board

Define your board outline画面
 Define Board Sizeで基板サイズを指定

Specify component placement and net  routing requirements
 Arrange Outside the Boardを選択

発注用ガーバファイルの出力

ガーバ-ファイルを ELECROW/Fusion PCB の基準に合わせリネームし、ZIPで圧縮します。
Bottom Copper.gbr : pcbname.GBL
Bottom Silkscreen.gbr : pcbname.GBO
Bottom Copper (Regist).gbr : pcbname.GBS
Drill Data – Through Hole.drl : pcbname.TXT
Top Copper.gbr : pcbname.GTL
Top Silkscreen.gbr : pcbname.GTO
Top Copper (Regist).gbr : pcbname.GTS
Layer 2 Copper(Powerplane Positive).gbr : pcbname.GL2 ※第2層(内層)
Layer 3 Copper(Powerplane Positive).gbr : pcbname.GL3 ※第3層(内層)

2016年7月18日月曜日

TRIO FMチューナ KT-9900 近代化改修: PCM1704 D/Aコンバータを内蔵

「KT-9900 近代化改修」というタイトルにしていますが、チューナのガワだけ使って中身を別物に入れ替えようという乱暴なプランです。

チューナ部分にはFPGA FMチューナ。さらに、オーディオD/Aコンバータも内蔵することにします。KT-9900でもともと使われていた部品のうち流用するものは、芸術品のようなバリコンチューナ部分と電源トランス系。他の基板類は故障多発の実績ありなので継続使用は厳しい感じでしょうか。

D/Aコンバータには、ジャンク箱から出てきたPCM1704を活用します。他に、h_fujiwara氏のDAI基板やPCM1704用D/A基板が1枚あり、調べたところ2007年に大枚はたいて購入したまま塩漬けとなっていたものでした。これを組み上げるには電源やそれなりの大きさのケースが必要なのでKT-9900は最適です。
さて、PCM1704の手持ち数は4個。片チャンネルあたり2個使い、差動接続するのが妥当に思えます。h_fujiwara氏のD/A基板説明書によると差動接続させるにはD/A基板が2枚必要です。手持ちは1枚なのでもう1枚欲しいな、と調べたところあいにくの在庫切れ。検討の結果、I/V変換やバランスドライバ機能も盛り込んだ基板を作ることにしました。基板サイズ10センチ以内だと割安で製作できます。




2016年7月15日金曜日

Design Spark PCB備忘録: 回路図から基板へ

結論から言うと、クイックスタートガイドはちゃんと見ておいた方が良いです。

回路図の作成

  • パーツのライブラリは、すべて自分で登録した。
  • アース記号を描くだけではつながってくれない。各アースが属するネット名を同じ名前に統一すると、その配線がつながっているものと見なしてくれる。
  • 部品番号は手動変更は可能だが、自動振り直しはできないっぽい。
  • 配線に Net Name を表示させるには、配線を選択し右クリックメニュー Display Net Name

PCBファイルの作成

  • クイックスタートガイドを見ながら回路図から Translate To PCB... すると、部品同士の接続関係を示すラッツネストという黄色線で接続された画面になる。(Technology File: 2sig2plane, Unit: mil, Precision: 0, Electrical Layers: 2 Layer Board, Board Size: 任意・後から変更可, Component Placement: Arrange Outside the Board)
  • 部品の自動配置もできるようだが使わず。
  • 単位系はmilかmmか。。。 mil が無難かな。
  • 回路図変更後の基板への反映は、PCB Design 画面で Tools → Schematic/PCB Check
  • 基板サイズ変更、基板固定穴の配置
  • 部品の位置を固定 ⇒ 右クリックメニューで Fix Item
  • 部品を基板の裏側に配置 ⇒ 右クリックメニューで Flip
  • Finishing here would result in design rule check errors. のエラー 部品の位置を変えたとき等、その都度DRCが走ってエラーが出ることがあります。結構うざいですが Tools ⇒ Online DRC のチェックを外すとこの機能を解除できます。
  • レイヤ表示設定は、View ⇒ Interaction Bar ⇒ Layers タブ

PCB配線パターンの作成・修正

    • 部品配置を決めたら自動配線させてみる Tools ⇒ Auto Route Nets ⇒ All Nets
    • ラッツネストに戻すときは、配線パターンを選択し、右クリックメニュー ⇒ Net ⇒ Unroute Track Segments または Ctrl + U
    • 配線を書く前に S キーで配線スタイル、L キーでレイヤを変更できる
    • 部品のレイヤを後から変更するには、右クリックメニュー ⇒ Flip
    • 手動で斜めのパターンを引くとき、Wキーで 直角/45度曲げ/丸みをつける/直線にするか選べます。配線後の修正は、直角⇔45度曲げの変更しかできないっぽいです。(角の先端をダブルクリックして変更)
    • SHIFT+ダブルクリック で同電位の配線をハイライト表示
    • ビアを打つとき、レイヤが[All] になってないと、Warning, the surface-mount pad uses a style with a drill hole というワーニングが出ます
    • ベタパターンも引けます。他のパターンとの離隔距離は指定できます。今回は18milにしてみました。

    デザインルールチェック

    Spacing (単位 mil、デフォルト値)

    • 今回は、ELECROW の規格を抜粋します。専門用語が多くて誤認しているところがあるかもしれません。
    1. 配線幅 Minimum PCB track: 6mil(推奨8mil)
    2. Minimum Track/Vias Space: 6mil(推奨8mil)
    3. Minimum pads Space: 8mil
    4. Annular Ring: 6mil
    5. シルク文字高 Minimum silkscreen text size: 32mil(推奨40mil)
    6. シルク文字太さ: 6mil
    7. ビアドリル径 Drilling Hole: 0.3-6.35mm(0.05mm単位)
    8. ビア径: 0.8-6.35mm
    9. ボード外形と配線やシルクとの離隔: 0.2mm(推奨0.3mm/12mil)
    10. ドリル穴同士の離隔: 0.45mm

    設定画面




    • Tools → Design Rule Check で遭遇したエラー
    1. Track to Pad error (T-P): パッドと配線の離隔不足。すべて修正。
    2. Track to Board Error (T-B): 配線と基板外形の離隔不足。基板サイズを変更して対応。
    3. Component to Board error (Cm-B): 部品と基板外形の離隔不足。基板からはみ出して部品を配置したので出た。わざとやってるので無視。
    4. Component to Component Error (Cm-Cm): 部品と部品の間の離隔不足。基板実装タイプのBNCコネクタの裏側にチップコンを配置したら出た。支障ないので無視。
    5. Dangling Track: 未接続や途中で切れているような不完全な配線パターンあり。地道に取り除くしかない。
    6. Track to Drill Hole error (T-D): 太い配線パターンがドリル穴を覆っているため。ビアに対して配線幅が太すぎ(電源)のため。大きなビアにすれば良いのでしょうがわざとやってるので無視。
    7. Pad to Silkscreen error (P-S): パッドがシルクと重なっている。重なったらシルクが欠けるだけでは?と思ったが製造会社によって違うらしい。仕方ないのでライブラリも含め、一つずつ修正。
    8. Via to Silkscreen error (V-S): ビアがシルクと重なっている。7と同様。

    ガーバ出力

    • ELECROW 向けのデータは、FusionPCB と同じで良いみたいです。ガーバ出力の手順は、慶応義塾大学ロボット技術研究会ブログにも転載されている)に詳しいです。
    • 外部ツールのガーバビューワで出力されたファイルの妥当性を確認します。ビューワはいろいろあって、GC-Prevue(使い方はこちら)と Gerbv(使い方はこちら)を試しました。後者のほうがシンプルで動作が軽快でした。⇒ Gerbv は不適切な表示になる場合あり
    • Drill Ident Drawing.gbr が何を表示しているのかよくわからないが、ELECROW には必要ないのでスルー
    • ガーバ-ファイルを ELECROW の基準に合わせリネームし、ZIPで圧縮します。
    1. Bottom Copper.gbr : pcbname.GBL
    2. Bottom Silkscreen.gbr : pcbname.GBO
    3. Bottom Copper (Regist).gbr : pcbname.GBS
    4. Drill Data – Through Hole.drl : pcbname.TXT
    5. Top Copper.gbr : pcbname.GTL
    6. Top Silkscreen.gbr : pcbname.GTO
    7. Top Copper (Regist).gbr : pcbname.GTS
    • ELECROWのドリル径は0.05mm単位、インチ/ミリ変換時に端数が出ると大きいサイズが選ばれるらしい

    Design Spark PCB備忘録: 回路図を書いてみる


    まずはチュートリアル DesignSpark PCBの使い方一覧 を一通りやってみます。

    DesignSpark PCBで使われる単位
    1000[thou]  =  1000[mil]  =  1[inch]  =  25.4[mm]  =  2.54[cm]


    (新規ファイル作成)
    ・DesignSpark を起動
    ・File → New
    ・New Design ウインドウで Schematic Design を選び Use Technology File にチェック
     default.stf を指定
    ・File → Save As... でファイル名を指定して保存

    (図面枠の追加)
    ・Add → Component...
    ・Library で schema.cml を指定
    ・Component で A4 を指定
    ・Add で図面枠を追加




    回路図作成のショートカット

    F 部品の反転
    R 部品の回転


    配線の曲げ方
    45度のパターンは、配線ドラッグ中にWキーを押すと作成できます。
    もしくは一度90度配線をした後、角をダブルクリックすると45度配線が作成できます。


    ネット名の設定
    配線を右クリックして Net 名を設定できる。同じ Net 名の配線は接続されているものと見なされる。Net Class で適切な配線種別(Ground/Power/Signal)を選んでおくこと。


    ModelSource の利用
    部品をオンラインデータベースからダウンロードする機能。
    View → ModeSource Bar として検索画面を呼び出し、部品名で検索できる。アプリケーションのインストール時のユーザ名でログインが必要。




    レポートの出力
    ・Output → Reports...

    回路図では Bill Of Materials や Unconnected Pins Report 等が利用できる。


    印刷
    ・File → Print...
    Windows を選ぶと、デバイスとプリンター で指定された規定のプリンターで印刷。Fit Plot をクリックすると規定の用紙サイズに合わせて調整してくれる