アナログ負荷メータ基板を作る
これまでブレッドボードで作っていたものを基板にすることにしました。
基板はユニバーサルボードとUEW線で配線します。プリント基板を中国で作ってもらう以外は、ユニバーサルボードで作ります。 思いついたときに思いつくままに回路を組めるので気に入っていますが、とにかく時間がかかります。でも5,6時間集中して続けるので上手く動いたときに充実感があります。
USB端子は中華通販で買ったMicroUSB変換端子を使います。一つ50円程度なのでお手軽です。0.6mmスズメッキ線で足をはんだづけ、ユニバーサルボードにねじ込みさらに半田付けします。ピンヘッダを使うと堅くて長さを整えるのに苦労するので、ここはスズメッキ線です。やわらかいこともあって曲がってしまいましたが細かいことは気にしません。
コンデンサやLEDなどのスルーホール部品、ICなどの表面実装部品を貼り付けます。スルーホール部品は普通に半田付けですが、表面実装部品はボンドでくっつけます。今回は片面ユニバーサル基板なのでそのままボンドですが、両面の場合はカプトンテープで貼ってその上から貼っています。ボンドよりも瞬間接着剤のほうがすぐにはりついてガッチリ固定できますが、位置の微調整ができないのと、はんだごてや洗浄剤で白化してしまいます。ボンド(コニシボンド SU多用途)の場合は位置の微調整ができたり白化しないですが、固まるまでには時間がかかり、それまではぶよぶよと動いてしまいます。どちらも一長一短です。今回はSU多用途を使いました。
まずはUARTチップへの配線を行います。0.2mmのUEW線(ポリウレタン銅線)を使って配線していきます。UEW線はいわゆるエナメル線の現代版のもので、表面がポリウレタンで覆われている被覆電線です。被覆があるので線が接触してもショートはしませんので、やり方によっては高密度な配線が可能です。切り端にハンダを盛ったはんだごてを数秒押し当てると、被服が溶けていって予備ハンダができます。UEW線は予備ハンダが極めて大事です。直接半田付けしようとすると一見付いたようでも導通してなかったり、うまくつかないことが多々あります。確実につけるなら、多少面倒でも予備ハンダをして被服を溶かしておくことが重要です。なお、予備ハンダ時は充分にフラックスが効いていないといい感じに被覆がとけてくれません。
USB-UARTチップには WCH CH340Eを使用します。一つ70円ととてもリーズナブルですが、しっかり使えます。 しかしMSOP10というピッチ0.5mmの極小なので、実体顕微鏡ととても細いコテ先を使わないとすぐにブリッジしてとても苦労します。しかしそれらが揃っていればそこまで大変ではありません。
今回はコンデンサもボンドでくっつけました。ここはぶにぶに動いてなかなか大変でした。瞬間接着剤にするべきでしたね。 UEW線と基板はマスキングテープで仮止めしながら作業を進めていきます。
その他の部品や配線をしてようやく完成です。すこし距離のある配線のほうがどこをどう通さないといけないとか考えないといけないので、実は面倒だったりします。線を固定している茶色いものは ハックルー です。まるではんだのように扱える接着剤です。コテ先のはんだをよく落とし、これを付けてホットボンドのように使えます。とても便利ですが万能ではなく、あまりいいにおいはしませんですし、顕微鏡でみるとハンダの粒がはいってしまいますし、IPAで洗浄するとくすんでいって溶けてしまいます。そしてはんだ付け時のUEW線の仮固定には使えません。熱で溶けてしまうので。 ただ、それ以外の仮止めや熱を加えない場所の最終的な固定にはパパッと使えるので便利です。 配線固定にはUVレジンも便利ですね。こちらはIPAにも熱にも強いですしハックルーよりも硬いです。でも修正の難易度はハックルーよりも高そうです。
配線は0.6mmスズメッキ線も併用します。スズメッキ線にはもちろん絶縁はないのですが、UEW線とは違い被服溶かしも不要で、ハンダののりがいいので扱い易いです。太いので電源ラインによく使います。ごく一部0.3mmスズメッキ線も使っています。このへんはうまく使い分けるのが大事ですね。
さて、プログラムを調整し、アップロードして動作を確認したところいい感じに動作するようになりました。LEDを2つつけました。一定期間データがこなかったら消灯、20%以下ならグリーン、20%以上60%未満ならレッド、60%以上なら両方が点灯するようにして、ちょっと目を離しても挙動がわかりやすいようにしました。
