しなぷすのハード製作記

GLCD学習シールドキットサポートページ(2)

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GLCD学習シールドキット 商品名 GLCD学習シールドキット
税抜き小売価格 1410円
販売店 スイッチサイエンス 妙楽堂 三月兎
2015年06月08日 元々1ページだったサポートページを3ページに分割。

6.キットの組み立て方

以下の手順に従って、キットを組み立ててください。

【手順1】 部品が揃っているか確認する

表1を参照して、部品が全部揃っているか確認してください。

【手順2】 金属スペーサを取り付ける

まず、基板の4箇所の直径2.5mmの穴に、M2X5mmのネジを通し、M2X11mmの金属スペーサを固定します。ネジを締めるのには、+の精密ドライバーを使ってください。金属スペーサは4つとも基板の部品面(R1,C1などの部品番号が印刷されている面)側に付けます。

写真4、精密ドライバでネジを締めている様子
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写真4、精密ドライバでネジを締めている様子
写真5、金属スペーサ取り付け後の基板
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写真5、金属スペーサ取り付け後の基板

このように金属スペーサを取り付けておくことで、半田付け時に、基板と作業台の間に挟まった部品が原因で、基板ががたつく事を防止できます。

【手順3】 抵抗を半田付けする

半田付けは背の低い部品から順に行い、背の高い部品は後につける方がうまく行きます。まず、背の低い抵抗から半田付けしてください。R1は330Ω(カラーコード:橙、橙、茶、金)、R2とR3は10kΩ(カラーコード:茶、黒、橙、金)です。

写真6、330Ωのカラーコード(橙、橙、茶、金)
写真6、330Ωのカラーコード(橙、橙、茶、金)
写真7、10kΩのカラーコード(茶、黒、橙、金)
写真7、10kΩのカラーコード(茶、黒、橙、金)

抵抗のリード線は、ラジオペンチを使ってコの字型に加工します。抵抗の根元を急角度で折り曲げると故障の原因になりますので、根元から2mm位の所を折り曲げます。片方のリード線を折り曲げたら、基板の穴の間隔を確認した上で、もう一方を折り曲げるようにすれば、うまく加工できます。

写真8、リード線の折り曲げ加工の様子
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写真8、リード線の折り曲げ加工の様子

リード線をコの字型に加工したら、所定の位置に抵抗のリード線を差し込みます。

写真9、基板に挿入した抵抗
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写真9、基板に挿入した抵抗

抵抗には極性がありませんので、左右のリード線を入れ替えて半田付けしても問題ありません。

写真10、抵抗の挿入方向
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写真10、抵抗の挿入方向

リード線を挿入後、指で根元を少し折り曲げ、下の写真の様に少し広げると、基板を裏返しにしても抵抗が脱落しなくなります。

写真11、挿入した抵抗のリード線を根元で少し折り曲げる
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写真11、挿入した抵抗のリード線を根元で少し折り曲げる

次に抵抗を半田付けします。半田ごてで、ランド(基板の半田付けする円環部分)や抵抗のリードを2秒くらい温めてから、そこに半田を流し込むイメージで半田付けすると、うまく付きます。半田の量が多すぎて、半田が団子状にならない様に注意してください。

写真12、半田付けの様子
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写真12、半田付けの様子
写真13、片方のリードを基板に半田付けした抵抗
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写真13、片方のリードを基板に半田付けした抵抗

半田付けが2箇所とも終わったら、ニッパでリード線を根元から切断します。

写真14、リード線の切断の様子
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写真14、リード線の切断の様子
写真15、リード線切断後の抵抗
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写真15、リード線切断後の抵抗

抵抗の半田付けが終わると、次の写真の様な状態になっているはずです。

写真16、抵抗の半田付けが終わった後の基板
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写真16、抵抗の半田付けが終わった後の基板
【手順4】 ダイオードを半田付けする

次にダイオード(D1とD2)を半田付けしてください。

ダイオードは抵抗とは違い、極性があるので、部品の取り付け方向を間違うと、正しく動作しません。

ダイオードの2つの電極にはそれぞれアノード(Aという記号で表わす)とカソード(Kという記号で表わす)という名前が付いています。ダイオードはAからKへの方向は電流を良く流しますが、逆方向にはほとんど電流を流さないという性質を持っています。

写真17、ダイオードの極性
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写真17、ダイオードの極性

上の写真は、実際のダイオードと回路記号を比較したものです。実際のダイオードにはカソードマークと呼ばれる黒い帯が付いています。カソードマークがあるほうがKで、反対側がAです。

ダイオードを半田付けする前に、抵抗の時と同じ要領で、リード線をコの字型に整形します。今回使用しているダイオードは、ガラス封入型といって、ダイオードの本体がガラス製の容器に封入されています。リード線の根元を折り曲げると、簡単にガラスが割れてしまいますので、慎重に根元から2mm位のところをラジオペンチで折り曲げてください。

写真18、ガラス封入ダイオードのリード加工
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写真18、ガラス封入ダイオードのリード加工

リード線の整形が終わったら、基板に書いてあるダイオードの記号を良く見て、極性を間違えない様にダイオードを基板に半田付けします。

写真19、基板上のダイオードの極性表示
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写真19、基板上のダイオードの極性表示

抵抗の時と同じ要領で、リード線を挿入したら指で開き、ダイオードが脱落しない状態で半田付けし、ニッパでリード線を切り落とします。

ダイオードの半田付けが終わったら、次の様な状態になるはずです。

写真20、ダイオードの半田付けが終わった後の基板
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写真20、ダイオードの半田付けが終わった後の基板
【手順5】 電解コンデンサを半田付けする

アルミ電解コンデンサ(C1,C2,C3)を半田付けしてください。

電解コンデンサも極性のある部品です。

写真21、電解コンデンサの極性
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写真21、電解コンデンサの極性

上の写真に示したように、白い帯が印刷されている方が-極です。もう一方の電極が+極です。また、未使用の状態では、リード線の長さでも極性を判別できます。リード線が長い方が+極になります。

写真22、基板上の電解コンデンサの極性の表示
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写真22、基板上の電解コンデンサの極性の表示

基板には、+側に"+"とという記号が印刷してあります。また、-側には電解コンデンサの白い帯に対応した白いマークが印刷されています。

写真23、極性表示の印刷と電解コンデンサ
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写真23、極性表示の印刷と電解コンデンサ

上の写真のように、電解コンデンサの白い帯と、基板の白いマークの向きを合わせると、電解コンデンサは正しく挿入されます。

電解コンデンサのピン間隔は、基板の穴の間隔より狭いですから、電解コンデンサは基板に密着しません。無理に密着させようとせず、電解コンデンサは下の写真のように基板から2mm位浮かせた状態で半田付けしてください。半田付けが終わったら、ニッパでリード線を切り落とします。

写真24、電解コンデンサと基板の間の隙間
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写真24、電解コンデンサと基板の間の隙間

電解コンデンサの半田付けが終わると、次の様な状態になっているはずです。

写真25、電解コンデンサ半田付け後の基板
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写真25、電解コンデンサ半田付け後の基板
【手順6】半固定抵抗とタクトスイッチを半田付けする

半固定抵抗(VR1)とタクトスイッチ(SW1)を半田付けしてください。これらの部品は、リード線が特殊な形状に加工してあるので、基板に取り付けるだけで、基板を裏返しても部品が脱落しないようになっています。下の写真を参考に、半田付けしてください。

写真26、半固定抵抗を半田付けしている様子
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写真26、半固定抵抗を半田付けしている様子

半固定抵抗とタクトスイッチの半田付けが終わると、次の様な状態になっているはずです。

写真27、半固定抵抗とタクトスイッチの半田付けが終わった後の基板
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写真27、半固定抵抗とタクトスイッチの半田付けが終わった後の基板
【手順7】 金属スペーサを外す

手順2で取り付けた金属スペーサは、ピンソケットの半田付けの際に邪魔になるため、取り外してください。

写真28、金属スペーサを取り外した後の基板
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写真28、金属スペーサを取り外した後の基板
【手順8】 ピンソケットを半田付けする

ピンソケット(CN5、CN6、CN7)を半田付けしてください。

まず16ピンのピンソケットをCN5の取り付け穴に通し、基板を裏返して、ピンソケットが基板の下になるように置きます。そして、CN5の端のピンを半田付けします。

写真29、ピンソケットの半田付け
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写真29、ピンソケットの半田付け

ここで、ピンソケットに、基板からの浮きや傾きがないかチェックしてください。もしそれらがあれば、先ほど半田付けしたピンにこてを当て、半田を融かした状態で、半田ごてを持っていない方の手の指を使って、ピンソケットの浮きや傾きを修正してください。

写真30、ピンソケットの角度の調整
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写真30、ピンソケットの角度の調整

次に、さっき半田付けした所とは反対側の端を半田付けします。

写真31、ピンソケットの反対側の端を半田付け
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写真31、ピンソケットの反対側の端を半田付け

念のために、もう一度ピンソケットに基板からの浮きや傾きがないかチェックしてください。両端のピンが半田付けされているとピンソケットが安定しますから、残りのピンを順に半田付けしていきます。

写真32、ピンソケットの残りのピンを半田付け
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写真32、ピンソケットの残りのピンを半田付け

CN6に8ピンのピンフレームを、CN7に6ピンのピンフレームを、CN5と同じ要領で取り付けてください。

【手順9】 必要なピン数にピンヘッダを折る

40ピンのピンヘッダ2本を折って、6ピンのピンヘッダを2本と、8ピンのピンヘッダを2本と、16ピンのピンヘッダを1本作ります。

ピンヘッダを折るには、目的のピン数のところでピンヘッダをラジオペンチではさみ、もう一方の手で折るとうまく行きます。ピンの数には余裕がありますので、失敗してもやり直せます。6ピンのピンヘッダを作っている様子の写真を次に示します。

写真33、ピンヘッダの折り方(1)
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写真33、ピンヘッダの折り方(1)
写真34、ピンヘッダの折り方(2)
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写真34、ピンヘッダの折り方(2)
【手順10】 ピンヘッダを基板に半田付けする

6ピンのピンヘッダをCN1とCN2に、8ピンのピンヘッダをCN3とCN4に半田付けしてください。この際、ピンヘッダを取り付ける面に注意してください。他の部品とは違い、ピンヘッダは半田面(裏面)から部品を挿入し、部品面(表面)で半田付けします

ピンヘッダを基板の穴に半田面から挿入し、作業台と基板の間にピンヘッダを挟むように置きます。そしてまず一番端のピンを半田付けします。

写真35、ピンヘッダの半田付け
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写真35、ピンヘッダの半田付け

端のピンの半田付けが終わったら、ピンヘッダに浮きや傾きがないかを確認してください。もしそれらがあれば、先ほど半田付けしたピンにこてを当て、半田を融かした状態で、半田ごてを持っていない方の手の指を使って、ピンヘッダの浮きや傾きを修正してください。ピンヘッダのピンは熱を良く伝えますので、半田ごてを当てているピンには触らないように注意してください。

下の写真は、CN1のピンヘッダの傾きを調整している様子を表わしています。左手の中指が5番ピンと6番ピンに触れており、ピンヘッダの傾きを調整しています。半田ごての熱で熱くなっている1番ピンには触れていない事に注意してください。

写真36、ピンヘッダの角度調整
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写真36、ピンヘッダの角度調整

ピンソケットの半田付けの時と同じ要領で、反対側の端のピンを半田付けし、ピンヘッダの浮きや傾きがないか再確認したうえで、残りのピンを半田付けします。

CN1~CN4のピンヘッダを全て半田付けすると、次の写真のような状態になっているはずです。

写真37、ピンヘッダ半田付け後の基板
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写真37、ピンヘッダ半田付け後の基板
【手順11】 ピンヘッダをGLCDに半田付けする

手順9で作った16ピンのピンヘッダを、GLCDに半田付けしてください。

ピンヘッダは画面とは反対方向から挿入してください。また、1番~16番ピンにピンヘッダを半田付けし、17番ピンと18番ピンは空けておいてください。

写真38、GLCDにピンヘッダを半田付けする
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写真38、GLCDにピンヘッダを半田付けする
【手順12】 金属スペーサを取り付ける

金属スペーサを4箇所に取り付けてください。手順2でやったのと同じ作業ですが、今回は、ネジを緩く締め、スペーサが適度に動くようにしてください。

写真39、金属スペーサを取り付ける
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写真39、金属スペーサを取り付ける
【手順13】 GLCDのヘッダをCN5に挿入する

GLCDに半田付けした16ピンのピンヘッダを、CN5のピンソケットに挿入してください。下の写真ではピンヘッダが見やすいように、挿入の最中の写真を撮りましたが、実際には奥までピンヘッダを押し込んでください。

写真40、GLCDをピンソケットに取り付ける
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写真40、GLCDをピンソケットに取り付ける
【手順14】 GLCDをネジでスペーサに固定する

M2X5mmのネジ4本で、GLCDをスペーサに固定してください。手順12で緩めに締めたネジも、この時点で固く締めなおしてください。以上の作業でシールドの組み立ては終了です。

写真41、GLCDをネジで固定
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写真41、GLCDをネジで固定
写真42、組み立てが完成したGLCD学習シールド
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写真42、組み立てが完成したGLCD学習シールド

次のページでは、組み立てたシールドの動作確認の方法や使い方について説明します。

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