3Dプリンターで電子基板を作る（第三回）なんとか完成

基板改良

前回の結線不良を受けて、基板設計を変更しました。結線不良はスズメッキ線が届いていなかったのが主な原因なので、スズメッキ線の長さが適当にならないよう、端まで配線できるように設計を行い、かつスルーホールがふさがらないように結線部を少しずらすようにしました。

さらに曲げ部分の曲げ半径を1mmから1.5mmに変更しました。こうすることにより、前回までは配線を曲げるときにラジオペンチで押さえて曲げていましたが、溝に沿って押し込むことで勝手に曲がっていくようになりました。

さらにGNDなどラインが合流する部分に関して、下記のように平行にスズメッキ線を入れるようにすることで、ハンダによる固定を行いやすくしました。

光造形３Dプリンターで印刷した結果は以下の通りとなります。

表面は以下の通り、スルーホールがふさがらずにキチンと開くようになりました。ちなみに印刷後すぐはふさがっているのですが、IPAでの洗浄の際に歯ブラシで磨くことにより、スルーホールの表面がキチンと開きました。

スズメッキ線で配線を行います。今回時間を測ってみたのですが、配線に慣れたこともあり、20分ほどで行う事が出来ました。ユニバーサル基板+手はんだではこの時間では行えないですね。確認も必要ですし。

配線後のスルーホール部分は以下のようになっています。

スルーホール自体を避けて、横側まで配線が伸びています。

合流部は以下のように、平行に２線が並ぶ形になっています。

表面は以下の通り、LM2596はヘッダーピンが無いので、スズメッキ線を伸ばして、配線用に使用します。

表面部分をならべ、都度ハンダで結線します。

スルーホールはヘッダーピンの部分はヘッダー部分の長さ、コンデンサーなどの部分は以下のような長さで足をカットします。

ハンダで結線します。コテ先は通常は太いものを使用した方が熱量があってハンダを乗せやすいのですが、今回はレジンで作成した基板のダメージが少ないように以下のような先の細い、曲がったものを使用します。

スルーホールから出ているヘッダーピンなどの足にはんだごてを当てて十分に温めてからハンダを流し、その後ハンダの塊を伸ばすようにスズメッキ線に押し当てることにより結線します。スズメッキ線はハンダの定着が良く、少しの熱で定着するので、このようにするとうまく結線が出来ます。

スルーホール部分の結線は以下の通りとなりました。

合流部は以下の通り綺麗に接続できました。

実装部表面は以下の通りとなります。

右上の4ピンはリミッタースイッチがつながります。その下の2ピンはGPIOにつながっていて、スイッチングなどに使います。今回は回路説明が目的ではないので、この辺の説明は避けます。

裏面は以下の通りとなります。結線不良はありませんでした。

配線および結線が慣れてきたので、結構早くきれいにできるようになりました。複数基板を作成するのは非常に楽かと思います。

直線部のスルーホールを以下のように設計しましたが

実際に結線してみると以下のように直線部のスズメッキ線が埋め込まれているため、きれいにはんだ付けできませんでした。結線不良等は起きていないので、次回うまく対応しようと思います。

12V電源部が同じ0.6mmのスズメッキ線となっているため、少し太めにした方がいいかもしれません。ステッピングモーターのトルクを上げるために電流を上げる必要があるかもしれませんので、一回り太い方が良いですね。こちらも次回機会があったら対応したいです。

ステッピングモーターを使用した電動アクチュエーターのテスト。回路的に問題はなさそうです。