AKBONE2020 ではんだづけをはじめよう

2020年11月13日 01:50

AKBONE2020 とは？

はんだ付けのトレーニングキットです。日本Androidの会秋葉原支部ロボット部にて、毎年電子工作のトレーニングキットを作っていますが今年のバージョンははんだづけの練習のためのキットを作成しました。

この note はキットを使ったオンラインはんだ付け大会用のテキストです。

注意：2021年以降に購入された方は、内容が改訂となっています。以下の記事の方をご覧ください。
「AKBONE2020 (Ver.20210114) ではんだづけをはじめよう」

機能

・はんだづけ初心者向けに、練習しながら簡単にイルミネーションマイコンを作ることができます。
・LEDストリップ付属、クリスマスに向けての工作などに応用できます
・Arduino の互換機として使用でき、簡単にプログラムを作って楽しむことができます。
・中心部分は小さい部品が既に組み立て済みの格安ボードを使います。 LGT8F というマイコンを使い、本家の Arduino と同じように電子工作を楽しむことができます。
・GROVE端子がついていて、市販のいろんなセンサーなどをつなげることができます。
・圧電スピーカーがついていて、音を出すことはもちろん、音センサーとしても使えます。
・タッチセンサー端子付き。バナナなどをつないでみましょう。
・安い！勉強会用の頒布価格は送料込みで￥800です。
・はんだづけはじめての方に、チャレンジがしやすくなっています。

部品一覧

今回頒布したキットに含まれる部品です。不足がないか確認してください。

1 「基板」： AKBONE2020基板
2 「 LGT8F マイコンボード」： LGT8F328P 搭載のマイコンボード
3 「 USBモジュール」： CP2102 搭載のUSBシリアルモジュール
4 「 2x6 L型ピンソケット」： USBモジュール接続ソケット
5 「 LEDストリップ」： 20 素子フルカラーLEDテープ NeoPixel互換
6 「結束バンド」： LEDストリップ固定用
7 「抵抗」： 470Ω抵抗
8 「圧電スピーカー」：発音および音センサ用
9 「ツェナーダイオード」：圧電スピーカーの発電制限用
10 「 Groveコネクタ」：市販のセンサなどを接続する端子
11 「 47uF 」： 5V 電圧安定用
12 「ピンヘッダ」： 2.54mmピッチ折って使ってください
13 「ジャンパー」：マイコン電源 5V/3.3V 選択用
14 「はんだ」：鉛フリーはんだ

用意するもの

https://qiita.com/nanbuwks/items/64465f23da1e3d1dec47

この資料に基づいて機材を用意します。

組み立てをはじめよう

基板キットには1枚入っています。（以下の写真は2枚を使って表裏を写しています）

その基板にまずピンヘッダをはんだづけします。

基板の向きを間違えないようにして、このように差し込みます。注意！まだはんだづけはしません！

次に、4方向にピンヘッダを立てて、

LGT8F マイコンボードを差し込みます。向きに間違いがないことを何度も確認！

では、いよいよはんだづけしていきましょう。

先の資料のはんだづけの方法の説明に基づいて進めます。

4辺をはんだづけしていきます。

裏がえして、裏側もはんだづけします。

裏側のはんだづけがおわったところです。

次に、USBシリアルのコネクターを取り付けます。

はんだづけ終わったところ

次に、電源電圧設定ピンを取り付けます。

はんだづけが終わったら、ジャンパーブロックを3.3Vないし5Vに接続します。これはLGT8Fマイコンを3.3Vで動かすか5Vで動かすかの違いです。

電子工作の定番、Arduino Uno などは 5V で動作しています。その作例を元にして遊ぶ場合は 5V に設定するのがいいでしょう。

一方、最近は 3.3V のセンサなどが多くなっているのでそれらの接続をやりやすいのは 3.3V 設定になります。

どちらにするか迷った場合は 3.3V にすることをお薦めします。

なお、 3.3V で動かす場合このキットの構成だと CP2102 USB シリアルモジュールが 3.3V を供給します。しかしながらこの供給能力が 100mA しかありません。消費電力が大きい使い方をするには別途 3.3V を供給するか、5V で設定する必要があります。

動作確認その1

どちらかに設定すると、動作確認ができます。ピンソケットに USB コネクタに取り付けます。差し込みは2列ありますが、どちらの列につなげても構いません

パソコンの USB ポートや USB 充電器などに接続します。LGT8F マイコンボードには、青LEDが点滅するプログラムが書き込まれています。赤LEDが点灯し、青LEDが点滅すればまずはOKです。

LGT8Fマイコンにプログラムを書き込んでみよう

以下の記事を元に、Arduino 開発環境とLGT8Fマイコンのソフト設定をしてください。プログラムが書き込めて、正常に動いたでしょうか？

もし、書き込みができない場合は以下の原因が考えられます

1. USB シリアルモジュール CP2102 のドライバが OS に登録されていない2. USB シリアルポートの選択が正常にできていない
3. はんだづけ不良

1.および 2. については勉強会のTAとトラブルシュートをしてみましょう。3.についてはルーペなどで拡大し、はんだ付け箇所をよくチェックしてみましょう。

無事動くようになったら、次のステップに進みます。

LED ストリップを光らせてみよう

LED ストリップ、テープ状になったLEDですが、NeoPixel という名前で adafruit 社が販売しているものと同様に使えるものを同梱しています。

Arduino開発環境で LEDストリップを光らせるためには adafruit 社のドライバを使用します。adafruit 社のドライバは LGPLv3 ライセンスとなり、NeoPixel 商品以外にも使用可能です。

それだとオープンソースのタダ乗りになってしまいますね。ドライバページhttps://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

にも、、以下のように書いてあります。

Give back
The library is free; you don’t have to pay for anything. Adafruit invests time and resources providing this open source code, please support Adafruit and open-source hardware by purchasing products from Adafruit!

ｃは adafruit 社の NeoPixel を使いたいところですが、今回はゴメン！

謝った上で、LEDストリップを取り付けます。まず、「DIN」と表示されている方の端面に、はんだを乗せていきます。

銅色になっているところに写真のように加工していきます。