しなぷすのハード製作記

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Arduino Uno用ブートローダスケッチライタシールドキット 商品名 Arduino Uno用ブートローダスケッチライタシールドキット
税抜き小売価格 1200円
販売店 スイッチサイエンス
2015年10月06日 暫定公開。
2015年10月31日 正式公開。

7.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2の部品表を参照して、部品が全部揃っているか確認してください。

【手順2】抵抗を基板に半田付けする

R1~R6の抵抗を、基板に半田付けしてください。

抵抗値は、カラーコード(抵抗値を色の帯で表したもの)を読んで判断してください。例えばR2は、部品表より抵抗値が10kΩで、カラーコードは茶黒橙金であることがわかります。

写真6、10kΩのカラーコード
写真6、10kΩのカラーコード

1/8W抵抗は小さいので、肉眼ではカラーコードが読みにくいかも知れません。ルーペや虫眼鏡で拡大すると、カラーコードを読み取りやすくなります。

1kΩ(茶黒赤金)と10kΩ(茶黒橙金)はカラーコードが似ているので、間違えないように注意してください。

カラーコードの読み取りに自信がない場合は、デジタルマルチメータ(デジタルテスタ)の抵抗レンジで抵抗値を測定する方が確実です。下の写真を参考にして、デジタルマルチメータのリード電極の少なくとも片側には、指が触れないようにしてください。両方のリード電極に指が触れると、手の皮膚抵抗の影響を受け、正しい抵抗値が測定できなくなります。(特に高い抵抗値が不正確になる)

写真7、150kΩの抵抗を正しく測った例
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写真7、150kΩの抵抗を正しく測った例

上の写真は、150kΩの抵抗を正しい方法で測定した例を示しています。右側のリード電極に指が触れていない点に注意してください。なお、今回用いる抵抗には±5%の許容誤差があり、また、デジタルマルチメータにも、機種によりますが、1%前後の測定誤差があるため、抵抗の測定値はぴったり150kΩに はなりません。(上の写真では148.7kΩとなっている)

写真8、抵抗測定の悪い例
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写真8、抵抗測定の悪い例

上の写真は、同じ150kΩの抵抗を、誤った方法で測定した例を示しています。両側のリード電極に指が触れてしまっているため、抵抗だけでなく、人体にも電流が流れてしまっています。その影響で、測定値が138.4kΩと、正しい値より低く表示されています。

カラーコードまたはデジタルマルチメータで抵抗値を確認したら、基板の所定の場所に抵抗を半田付けします。基板には部品番号(R1~6)が印刷されていますから、それと部品表とを見比べて、抵抗を挿入する場所を確認します。

抵抗を挿入する前に、まずラジオペンチを使って、リード線を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9、リード線の折り曲げ加工の様子
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写真9、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10、基板へ抵抗のリード線を差し込む
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写真10、基板へ抵抗のリード線を差し込む

抵抗には極性(リード線の+、-などの区別)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11、抵抗の取り付けの向き
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写真11、抵抗の取り付けの向き

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12、挿入後の抵抗のリードの折り曲げ
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写真12、挿入後の抵抗のリードの折り曲げ
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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13、半田付け中の様子
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写真13、半田付け中の様子
写真14、半田付け後の様子
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写真14、半田付け後の様子

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15、リード線の切断の様子
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写真15、リード線の切断の様子
写真16、リード線切断後の基板
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写真16、リード線切断後の基板

全ての抵抗の半田付けが終わると、基板は次の写真の様な状態になっているはずです。

写真17、抵抗取り付け後の基板
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写真17、抵抗取り付け後の基板
【手順3】水晶振動子を基板に半田付けする

抵抗と同じ要領で、水晶振動子(X1)を基板に半田付けしてください。抵抗と同様、水晶振動子も極性がありませんので、挿入の向きは気にする必要はありません。

水晶振動子の半田付けが終わると、基板は次の様な状態になっているはずです。

写真18、水晶振動子取り付け後の基板
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写真18、水晶振動子取り付け後の基板
【手順4】セラミックコンデンサを半田付けする

22pF(C1、C2)と0.1μF(C3)を基板に半田付けしてください。

セラミックコンデンサは、もろくて割れやすいので、リード線の根元で大きく折り曲げないように注意してください。

セラミックコンデンサの半田付けが終わると、基板は次の様な状態になっているはずです。

写真19、セラミックコンデンサ取り付け後の基板
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写真19、セラミックコンデンサ取り付け後の基板
【手順5】LEDを半田付けする

4つのLED(LED1~4)を半田付けしてください。

LEDには極性があります。次の写真の様に、長い方のリードがアノード(+側)、短い方のリードがカソード(-側)です。

写真20、LEDの極性
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写真20、LEDの極性

基板には、アノード側にA、カソード側にKというアルファベットが書いてありますので、挿入方向に注意して取り付けてください。

写真21、基板上のLEDの極性の表示
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写真21、基板上のLEDの極性の表示

LEDの半田付けが終わると、基板は次の様な状態になっているはずです。

写真22、LED取り付け後の基板
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写真22、LED取り付け後の基板
【手順6】CN1~CN3のピンヘッダを半田付けする

2×3ピンのピンヘッダ(CN1)と1×2ピンのピンヘッダ(CN2、CN3)を半田付けします。

CN1~CN3の半田付けが終わると、基板は次の様な状態になっているはずです。

写真23、CN1~CN3の取り付け後の基板
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写真23、CN1~CN3の取り付け後の基板
【手順7】電解コンデンサを半田付けする

電解コンデンサ(C4)を半田付けします。

電解コンデンサには極性があります。次の写真の様に、リードの長い方が+側、リードの短い方が-側です。

写真24、電解コンデンサの極性(その1)
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写真24、電解コンデンサの極性(その1)

また、電解コンデンサの本体にある白いマイナス極のマークでも、極性を見分ける事ができます。

写真25、電解コンデンサの極性(その2)
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写真25、電解コンデンサの極性(その2)

基板には、+側に+の記号が印刷してあります。また、-側には、白い太い線で印を付けてあります。

写真26、基板上の電解コンデンサの極性表示
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写真26、基板上の電解コンデンサの極性表示

電解コンデンサの半田付けが終わると、基板は次の様な状態になっているはずです。

写真27、電解コンデンサ取り付け後の基板
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写真27、電解コンデンサ取り付け後の基板
【手順8】CN4~CN7のピンヘッダを半田付けする

1×6ピンのピンヘッダ(CN4~CN5)と1×8ピンのピンヘッダ(CN6~CN7)を基板に半田付けしてください。これらのピンヘッダは、シールドをArduinoに装着するための物ですので、他の部品とは違い、基板の裏面に半田付けします。

半田付けの際、ピンヘッダの樹脂が基板に密着していなかったり、ピンヘッダが基板に対して垂直に取り付けられていなかったりすると、Arduinoにシールドをうまく装着できません。半田付けが全て終わってからは修正ができませんので、1つのピンだけ半田付けした時点で、ピンヘッダが傾いたり浮いたりしていないか、必ずチェックしてください

写真28、ピンヘッダの取り付け状態の確認
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写真28、ピンヘッダの取り付け状態の確認
【手順9】ZIFソケットを半田付けする

ZIFソケット(S1)を半田付けしてください。この際、取り付けの向きに注意してください。ZIFソケットのレバーがLED1の近くになるように取り付けるのが正しい取り付け方向です。

写真29、ZIFソケットの取り付け方向
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写真29、ZIFソケットの取り付け方向

ZIFソケットが半田付けできたら、基板は完成です。完成後の基板は、次の様な状態になっているはずです。

写真30、完成した基板(表面)
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写真30、完成した基板(表面)
写真31、完成した基板(裏面)
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写真31、完成した基板(裏面)

次のページでは、Arduino Uno用ブートローダライタシールドを使って、ATmeaga168/328PにArduinoのブートローダを書き込む方法を説明します。

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書名:Arduino 電子工作
ISBN:978-4-7775-1941-5
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