BS21 Lab の製品 - 目覚めよ！xxduino！シールド - 組立て方法

17/oct/2013 新規
7/nov/2013 更新

＜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あっとまーく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。
なお、単四電池６本と CR2032 は付属していませんので、別途御用意下さい。（コンビニなどで入手できるはずです）

	名称	記号	型番	メーカー	個数	コメント
(1)	基板 (W81.3×L78.7)	---	BS21LAB-B008	弊社製	1個	基板厚 t=1.2mm
(2)	電源制御IC (SOタイプ, 8ピン)	U1	TPS2421-1DDA	TI製	1個	SO 8ピン
(3)	RTC用IC (DIPタイプ, 8ピン)	U2	DS1337+	Dallas製	1個	TWI 方式：アドレス 0x68 固定
(4)	電源制御IC (DIPタイプ, 8ピン)	U3	ICL7673CPAZ	Intersil製	1個
(5)	SRAM用IC (DIPタイプ, 8ピン)	U4	23LC512-I/P	microchip製	1個	SPI 方式
(6)	ICソケット(DIPタイプ,8ピン)	U2～4	---	不問	3個
(7)	Xtal (32.768kHz, 6pF)	Y1	CFS206-32.768KDZB-UB	Citizen製	1個	"S351" と刻印
(8)	TVSダイオード	D1	SA15A	不問	1個	"SA15A" と刻印
(9)	SBD	D2	1S4	不問	1個	40V1A, "1S4" と刻印
(10)	積層コンデンサ	C10,C20,C40	0.1μF 程度	不問	3個	"104" と刻印
(11)	積層コンデンサ	CCT	0.47～1μF 程度	不問	1個	"105" と刻印
(12)	LED (φ3mm, 緑)	LED-G	Vf=2V 程度	不問	1個
(13)	LED (φ3mm, 赤)	LED-R	Vf=2V 程度	不問	1個
(14)	抵抗 (1/4W)	RSET	220kΩ	不問	1個	赤赤黄金
(15)	抵抗 (1/6W)	R11, R15	150kΩ	不問	2個	茶緑黄金
(16)	抵抗 (1/6W)	R12, R16	100kΩ	不問	2個	茶黒黄金 ※初期Lotでは3個入っていますが1個は使いません。
(17)	抵抗 (1/6W)	R13～14, R20～21, R41	10kΩ	不問	5個	茶黒橙金
(18)	スライドSW (DPDT)	SS1～3	---	不問	3個
(19)	タクトSW	S1	---	不問	1個	Reset 用。色は、黒茶赤黄緑青白、の中から適当に選んでます
(20)	CR2032用電池ホルダ	BAT3V	BU2032-1	MPD製	1個
(21)	単四電池ホルダ金具	BAT1～6	BK-82	MPD製	12個
(22)	ピンヘッダー 40ピン	---	---	不問	1本
(23)	L型ピンヘッダー 2ピン	---	---	不問	1個
(24)	ジャンパーピン	---	---	不問	8個	色は、黒赤黄緑青白、の中から適当に選んでます
(25)	足長ピンソケット一式	---	1x6,1x8,1x8,1x10,2x3	不問	1set
(26)	取扱説明書	---	BS21LAB-008(P1)	弊社製	1枚

※ 基板のシルクには D3, C11, C12, R10, R22, R40 が有りますが、部品は取り付けません。空きのまま御使用ください。
※ 基板は"有鉛"タイプですので、御注意下さい。
※ タクト SW とジャンパーピンは、黒茶赤黄緑青白、の中から適当に選んでいます。色の指定はできませんので御了承ください。

＜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。

半田ごて
半田
ニッパー
ラジオペンチ
テスター ※電圧値測定と、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。

安全眼鏡 ※百円ショップで315円で売ってるヤツでOKです
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
半田吸い取り器
ピンセット
リードベンダー ※抵抗などの足を曲げる道具
IC ピンそろえ器

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、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．ピンヘッダーの切断：
ニッパー等で 5ピン×1, 3ピン×6, 1ピン×1、に切断してください。

＜＜裏面＞＞

２．ショートパッドの半田盛り：
以下の写真の様に、SJ1 と SJ2 のみ、ハンダを盛ってショートさせます。SJ3 はオープンのままです。

＜＜表面＞＞

３．U1 取り付け：
唯一の表面実装部品です(本当はこれも DIP にしたかったのですが、表面実装のしかありませんでした)。
IC 表面に横線が有る側が１ピン側です。一方、基板のシルクに○が描かれている側が１ピンですので、これに合うように取り付けてください。
ちょっと見づらいですが、以下の写真の様な向きに取り付けます。

４．抵抗取り付け：
以下の様に抵抗を取り付けます。RSET のみ1/4W タイプ、他は1/6W タイプです。

RSET	220kΩ	赤赤黄金, 1/4W
R10	無し	何も取り付けません
R11	150kΩ	茶緑黄金
R12	100kΩ	茶黒黄金
R13～14	10kΩ	茶黒橙金
R15	150kΩ	茶緑黄金
R16	100kΩ	茶黒黄金
R20～21	10kΩ	茶黒橙金
R22	無し	何も取り付けません
R40	無し	何も取り付けません
R41	10kΩ	茶黒橙金

※以下の写真には R22 が有ったり、R15 が 100kΩだったりしますが、当方の実験用ですので、上記の表の通りに組み立ててください。

５．D1、D2取り付け：
D1 に SA15A (大きい方)を、D2 に 1S4 (小さい方)を取り付けます。両方とも極性が有りますので、注意してください。
※ D3 の部分は空きのまま、です。

６．Ｌ型ピンヘッダー取り付け：
"D2 Sel" の "Enable" 側にＬ型ピンヘッダーを取り付けます。"bypass" 側ではありませんので注意して下さい。

半田付けの時、ジャンパーピンを付けた状態で半田付けすると、後でジャンパーピンが中々入らなくて困る事態にならなくて済みます。

７．Y1 取り付け：
ラジペンで Y1 のピンを整形しますが、ピンの根元が弱いので、ピンの根元に力が掛からないようにして下さい。
取り付けの向きは有りませんが、刻印が見えるように取り付けると良いでしょう。

８．SS1～3 取り付け：
つまみが外を向くように取り付けます。逆に取り付けても電気的には問題有りませんが、スイッチの切り替えがやりづらくなるだけです。

９．LED 取り付け：
"Good" に緑、"Fault" に赤 LED を取り付けてください。
LED には極性が有ります。足の長いほうがアノード(A) です。基板にも "A" とシルクがありますので、これに合わせてください。
LED が立った状態で基板に取り付けても構いませんが、写真の様に L 型に足を曲げて取り付けると、本シールドの上に更に別のシールドを装着した時でも発光が見やすくなります。

１０．CR2032 電池ホルダー取り付け：
CR2032 電池ホルダー BAT3V を取り付けます。＋側はピンが２本になってますので、注意してください。

１１．コンデンサ取り付け：
CCT に 1μF (105 と刻印)、C10, C20, C40 に 0.1μF (104 と刻印) を取り付けます。
CCT の所だけ穴が３つ空いていますが、これはリード線間が 2.54mm, 5.08mm 両方に対応するためで、穴２つは直結されています。間違えずに取り付けてください。

１２．ICソケット取り付け：
U2, U3, U4 に IC ソケットを取り付けます。IC ソケットの窪みがシルクと一致するように取り付けてください。

１３．タクトSW 取り付け：
S1 にタクトSW を取り付けます。タクトSW には向きがあります。素直に入る向きが正しい方向です。

１４．ピンヘッダー取り付け：
以下の様にピンヘッダーを取り付けます。

JPVIO	5ピン	シルクは Vio Selector/IOR/Vio/3V3/Vio/5V
JPVOUTM	3ピン	シルクは A0/A3
JPSRAM	3ピン	シルクは SRAM Power Sel/Bat./Vio
JPSCK	3ピン	シルクは 13/SCK/ICSP
JPMISO	3ピン	シルクは 12/SO/ICSP
JPMOSI	3ピン	シルクは 11/SI/ICSP
JPCS	3ピン	シルクは 5/CS/10
JPCS	1ピン	シルクは 4
JPEN	何も取り付けません	シルクは EN/G
JPINT	何も取り付けません	シルクは 3/INTB/7/2
JP5AAA	何も取り付けません	シルクは JP5AAA

※ 以下の写真では JPEN, JPINT, JP5AAA が実装されていますが、当方の実験用に実装しただけですので、無視してください。

１５．ピンソケット取り付け：
1x6, 1x8, 1x8, 1x10, 2x3 のピンソケットを取り付けます。
2x3 ピンソケットは基板裏から挿入し、基板の表側で半田付けします。そばに JPSRAM と U3 が有るので、半田付けがし辛いかもしれませんが、頑張って取り付けましょう。

１６．単四電池ホルダー金具取り付け：
金具１２個を、向きに注意しながら取り付けます。間違うと電池が入らなくなりますので、電池の実物で確認しながら作業すると良いでしょう。
この時、金具の先端を可能なかぎり平らにしてください。完全にまっ平らにまでする必要はありませんが、ある程度平らにしないと、金具の先端と電池とが干渉してしまいます。（また立ったままだと、見た目も良くないですし、半田付けもし辛いです。）
平らにする方法ですが、以下の写真のように、ラジペンの握りの部分でやると良さげです。（この時、力を入れすぎないように。金具の別の部分も曲がってしまいます）

１７．テスターでショートの確認：
半田ブリッジがないかテスターで確認します。
特に、5V, 3V3, Vsup, Vout, GND の間でショートしていないか、念入りに確認してください。

１８．ジャンパーピンの挿入：
使用方法に書かれたジャンパーピンの設定を参考に、御使用方法に合った位置にジャンパーピンを挿入します。
つまみ付きのは D2 sel 部に使用すると良いでしょう（ちょっと基板からはみ出しますが）。イザという時、これを引っこ抜けば Arduino への９Ｖ供給を強制切断できます。

１９．テスタで Vsup, Vout 電圧の確認：
U2, U3, U4 が無い状態で、単四電池６本を装着します。
まずは、基板上の Vsup と GND の間で９Ｖ前後が供給されている事を確認します。

次に Vout と GND の間に繋ぎ替えます。SS1 を Cont.側にすると D2 のカソード(K)側(Vout)から９Ｖ前後が出力されます。RTC 側にすると切れる事を確認します。

この写真では D2 の Vf は 9.38V-9.10V で 0.28V である事がわかります（1S4 の仕様では max.0.5V なので仕様の範囲内）。

確認が終わったら、一旦、単四電池を全部外します。

２０．IC の装着：
U2, U3, U4 を向きに注意しながら装着します。

２１．ボタン電池の装着：
ボタン電池 CR2032 を向きを注意しながら装着します。逆に装着すると RTC と SRAM に 3V が供給されませんので、バッテリーバックアップの意味がなくなってしまいます。

２２．Arduino に装着：
本シールドを Arduino に装着します。

２３．時刻あわせ：
サンプルスケッチ TimeRTCSet を Arduino に転送して、現在時刻を RTC に設定します。
※ RTC は、現在時刻を設定しないと、アラーム動作できません。

２４．単四電池６本の装着：
単四電池６本を装着します。

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