BS21 Lab の製品 - Arduino 用 CPU パワーアップ基板 - 組立て方法

3/feb/2013 新規


<添付部材の一覧>

以下の部品がそろっている事を御確認ください。
万一、不足している場合は、info@bs21−lab.com (スパム対策で全角文字にしてます) まで、御連絡下さい。

名称記号型番メーカー個数コメント
(1)基板 (表面実装部品のみ実装済み)---BS21LAB-B004弊社製1個基板厚 t=1.0mm
(2)4ピンソケット (L型)EXT1, EXT3---不問2個
(3)6ピンソケット (L型)EXT2---不問1個
(4)スライド SW (DPDT, 横つまみ)SW1〜3---不問3個
(5)ピンヘッダー 14ピンCN1---不問2本IC ソケット用
(6)取扱説明書---BS21LAB-004(P1)弊社製1枚

※ 基板は"有鉛"タイプですので、御注意下さい。
※ 基板に実装されている IC は、最大耐圧 +6V ですので、これを超えない様、御注意下さい。

基板と部品一式

以下の部品は添付されておりませんが、有ると便利と思われる部材です。別途、御入手ください。

名称記号型番メーカー個数コメント
(7)Arduino 用ピンソケット------不問1setシールドの隙間を広げる為
(8)絶縁テープ------不問数cmスライド SW 上面に貼り付けて、シールドのショートを防止する為

CPU 換装後、シールドによっては、シールドの裏面と本基板が接触して、ショートする恐れがあります。 その場合、Arduino 用ピンソケットを間に挟んで、シールドと本基板との隙間を広げると良いでしょう。

Arduino 用ピンソケット ピンソケット延長


<前準備>

組立てに際して、以下の工具が必要となります。適宜、ご準備ください。
  1. 半田ごて
  2. 半田
  3. ニッパー
  4. IC 引き抜き器
  5. テスター ※通電確認に使用します。ショートしていると音が鳴るタイプがよろしいでしょう

また、以下の工具等があると、作業がやり易くなると思われます。

  1. 安全眼鏡 ※百円ショップで315円で売ってるヤツでOKです
  2. 仮止めテープ (マスキング・テープ) ※粘着力の弱いテープ。ホームセンター等で売っています
  3. ブレッドボード
  4. 半田吸い取り器
  5. ピンセット
  6. 5V 電源 ※新品の電池3本〜使い古しの電池4本でもOK (新品4本だと、簡単に +6V 超えてしまうので注意)
工具1 工具2 IC 引き抜き器 ブレッドボード 安全眼鏡 電池4本

なお、半田付けの方法や、工具等の取り扱いの方法につきましては、各種雑誌やインターネット上に数々の紹介がありますので、ここでは割愛させて頂きます。


<組立て>

以下の手順にて組み立てると、きれいに組みあがると思います。 無論、必ずこの通りに組み立てなければならない訳ではありませんので、適宜、アレンジしてください。
なお、万が一の為にも、作業中は安全眼鏡の着用をお勧めします。

また、Uno1284P 基板に実装されている IC は静電気に弱いので、体に溜まった静電気を放電させてから作業開始してください。


1.スライド SW の取り付け:
以下の写真のように、つまみの向きに注意して、スライド SW 3個を取り付け下さい。
※ 向きを間違えても、Uno1284P 基板の動作自体は問題無いですが、スイッチが切り替えづらくなってしまいます。
スライドスイッチ3個 スライドスイッチ3個取付け済み


2.14ピンヘッダーの取り付け:
14ピンヘッダー2個を取り付けます。 以下の写真のように、一旦、ブレッドボードに 14ピンヘッダーを挿してから、その上に Uno1284P 基板を載せて半田付けすると、曲がらずに、真っ直ぐに取り付ける事ができます。
この時、半田付けする位置に注意してください。一番右の拡大写真にある 'コ' の字のシルクで囲われたスルーホールは使用しません。 また、半田付けの際、スライド SW のつまみを溶かしてしまわない様にも注意してください。
ピンヘッダー2個 ピンヘッダーの上に載せる 使用しないスルーホール


3.L型ピンソケットの取り付け:
以下の写真のように、L型4ピンソケット2個と、L型6ピンソケット1個を取り付けます。
この時、ピンソケットの取り付け向きに注意して下さい。向きを間違えてしまうと、最終的に、母艦(Arduino UNO 基板)に載らなくなってしまいます。
それと、L型6ピンソケット(EXT2)は、IC1 に覆い被さる状態になりますので、若干、斜めに取り付く事になります。(スペースの関係で、そう設計するしかありませんでした)

ピンソケット3個 ピンソケット3個取付け済み


4.14ピンヘッダーのピン先の加工(任意):
付属の 14ピンヘッダーは、若干ピンが長い為、母艦(Arduino UNO 基板)の IC ソケットに挿した時に、ピッタリ挿入し切れません。 このままでも Uno1284P の動作自体には問題無いのですが、背が高くなるので、シールドと干渉しやすくなります。
この為、14ピンヘッダーのピン先を 1mm 程度、ニッパーで切断した方が良いでしょう。(余り切り過ぎると、IC ソケットに挿した時にグラついてしまいますので、ほどほどに。)

ピンヘッダーの先端の切断


5.ショート等が無いか確認:
まず、半田した部分が良好か、目視で確認します。
続いて、半田ブリッジ等が無いか、ピン同士をテスターで確認して下さい。


6.スライド SW の上面に絶縁テープを貼る(任意):
スライド SW 3個の上面が金属板なので、このままだと、シールドの裏面(半田面)に接触した場合、シールドをショートさせてしまう可能性があります。 ショート防止の為にも、スライド SW の上面に、絶縁テープを貼ると良いでしょう。
※ 実は、部材調達してから、スライド SW の上面が金属板なのに気が付きました。スイッチの pdf カタログを見た時、ここはプラスチックだと勘違いしておりました。

スライドスイッチ上面に絶縁テープ


7.Arduino UNO の ATmega328P を取り外す:
Uno1284P 基板の母艦となる Arduino UNO の IC ソケットに挿さっている ATmega328P を取り外します。
この時、マイナスドライバーでこじって取り外すよりも、IC 引き抜き器を使用するべきです。 その際、1.6mm 厚の UNO 基板が結構たわみますので、UNO 基板上の表面実装部品が取れてしまわないように、慎重に行ってください。
CPU 取り外し

取り外した ATmega328P は、将来、元に戻す時の為に、どこか安全な所に保管しておいてください。
なお、この ATmega328P は、Arduino UNO 用の BootLoader が書き込まれた物ですので、BootLoader が書き込まれていない他の ATmega328P と区別できる様に、 何らかの印(上の写真では緑色のシール2つ)を付けておいた方が無難です。(小生の場合、緑色のシール=BootLoader 書込み済、としています)


8.Arduino UNO に Uno1284P 基板を挿す
ATmega328P が挿さっていた IC ソケットに、完成した Uno1284P 基板を挿します。
この時、力を入れて押し込まない様にして下さい。14ピンヘッダーのピン先が、Arduino UNO 基板を傷めてしまう恐れがあります。

Uno1284P 基板を挿入


9.導通確認:
USB ケーブルで PC に繋げる前に、以下の写真の様に、+5V を印加して、問題無いか確認します。
Uno1284P 基板には、あらかじめ、13番ピン LED を PWM 発光させるスケッチを入れてありますので、 この動画の様に、13番ピン LED が PWM 発光すれば OK です。(動画ファイル(.mov 形式) 7秒, 4.81MB)

導通確認

※ この写真の電池は、4本で 5.3V ぐらいにヘタっています。新品の電池だと、最大耐圧 6V を超えてしまう恐れがありますので、3本にしておいた方が無難です。


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