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Arduino 名刺を作ろう！

Last updated at 2019-07-03Posted at 2018-08-09

Arduino 名刺

これはArduino uno互換基板の名刺のテンプレートです.
github にて ArduinoNameCardで公開しています.
1枚のみであり，91×55mmの名刺サイズで作成しています.

もし, 2枚の面付け基板として作成したい場合は，
twoBoardsブランチを参照してください.

sample code の blink を書き込んだもの

環境バージョン

KiCad 4.0.7
ArduinoIDE 1.8.2
GIMP 2.8
Ubuntu 16.04 and macOS High Sierra (当方)

基本的に ArduinoIDE と KiCad, GIMP はクロスプラットフォームで OS 依存しないので， OS は問いません.

環境構築方法

ArduinoIDEのインストール

windows

直接公式からダウンロードのダウンロードに時間がかかることがあったので,
Chocolateyでインストールするのがオススメです.

Chocolateyのインストールは,
"Chocolateyを使った環境構築の時のメモ"
を参照してください.

管理者権限でcmd or PowerShellを開き, ArduinoIDEのインストールします.

> choco upgrade chocolatey
> choco install arduino

2回質問が来るのですが "Yes" で構いません.

ドライバーをインストールするか数回問われるので, すべてインストールします.

mac

macはbrewでインストール

.sh

brew cask install arduino

Ubuntu

"ここ"から，最新のlinux 32 or 64.zipをダウンロードします.
ダウンロードしたファイルが arduino-1.8.2-linux64.tar.xz の時のインストール方法は以下のとおりです.

$ sudo tar -Jxvf arduino-1.8.2-linux64.tar.xz -C /usr/share
$ cd /usr/share
$ sudo mv arduino-1.8.2/ arduino
# シンボリックリンクを作成
$ sudo ln -s /usr/share/arduino/arduino /usr/local/bin/arduino
# 実行
$ arduino
# もしポートが使えないときは管理者権限で実行する
$ sudo arduino

Kicadのインストール

windows

choco でインストール

chocoでのインストールする場合は次のコマンドを実行します

.sh

> choco upgrade chocolatey
> choco install kicad

インストーラーでインストール

インストーラーを用いてインストールする場合は，下記の公式サイトからインストーラーをダウンロードします.
http://kicad-pcb.org/download/windows/

mac

インストーラーを用いてインストールする場合は，下記の公式サイトからインストーラーをダウンロードします.
"KiCad main package"は，ライブラリをgithubに置いているもの.
"KiCad extras"は，ライブラリをローカルに置くもの.
http://kicad-pcb.org/download/osx/

ubuntu

次のコマンドを実行します.

$ sudo add-apt-repository --yes ppa:js-reynaud/kicad-4
$ sudo apt update
$ sudo apt install kicad

Kicadの設定

コンポーネントライブラリは「〜.libファイル」で，そのファイル中に各コンポーネントが内包されています

コンポーネントライブラリのパス

Component library files	User defind search path
res/lib/ArduinoNameCard.lib	res/lib

フットプリントライブラリは「〜.pretty」というフォルダで，各フットプリントのファイル「.kicad_mod」が入っています

フットプリントのライブラリのパス

nickname	path
ArduinoNameCard	${KIPRJMOD}/res/lib/ArduinoNameCard.pretty

kicadライブラリ

基本的にチップ部品は, 次のサイズに統一しています

EIA	JIS
0805	2012

FT232RL.libに関しては,
"Quick KICAD Library Component Builder"というサービスにて作成しました

ATMEGA328-AUのライブラリは, "ここ"からダウンロードしました

Arduino 名刺を製作する

画像からPCBのフットプリントを作成します．

1.名刺上の空き領域のサイズに合わせて画像を作成する

gimp で新規作成を行ないます. dpiは1000程度にします.

今回使用した画像はリポジトリの./res/img/origin に置いてあります.
これを利用してください.
各画像は, 次のことを書き込むことを想定しています.

affiliation.png　-> 所属
name.png 　　-> 名前
address.png -> 連絡先

2.画像に図や文字を入力します

例として, name.png に名前を書き込みます.
もし, カラーの場合は画像を二値化します.

3.黒地白字にします

白地黒字のときには下図ようにgimpでは「階調の反転」で黒地白字にできます．

4.フットプリントを作成します

基板に載せる情報について, シルク か 銅箔の剥き出し か選ぶ事ができます.
シルクで載せた場合は下図の　affiliation.png のようになります.
銅箔の剥き出しにした場合は　name.png　と address.png のようになります.

bimmpa to componentを起動します.

　シルクを作成する場合　　　--> 5へ
　銅箔剥き出しで作成する場合 --> 6へ

5.シルクで作成します

Load Bitmap で　画像を読み込みます. 例として今回は, name.png を読み込みました.
Resolutionが1000dpi程度であることを確認します.

「Front silk screen」にチェックを入れます.
「Export」でファイル(name_silk.kicad_mod)を出力します.

6.銅箔で作成します

Load Bitmap で　画像を読み込みます. 今回は, name.png を読み込みました.
Resolutionが1000dpi程度であることを確認します.

「Front solder mask」にチェックを入れます.
「Export」でファイル(name_mask.kicad_mod)を出力します.

出力したname_mask.kicad_modのフットプリントを加工します.
具体的にはレジストマスクと銅箔のフットプリントにします.

スクリプトはpythonで記述されています．
リポジトリの ./python/main.py にスクリプトが置いてあります.
次のコマンドを実行するとフットプリントが作成されます.

$ cd 本プロジェクトのルート
$ python python/main.py  res/lib/ArduinoNameCard.pretty/name_mask.kicad_mod

すると, name_mask_and_cu.kicad_mod が生成されます.

(もし，生成されない場合は，name_cu.kicad_modを開き "fp_ploy" 以降に含まれる項目をコピーしておき，"F.Mask" を "F.Cu"に置換後，コピーした内容を追記してname_mask_and_cu.kicad_modとして保存してください.)

7.フットプリントをライブラリに追加する

作業ライブラリとしてArduinoNameCardを選択します.

先ほど，出力したファイルを読み込みます.

ライブラリにコンポーネントを保存する
シルクで作成している場合は，name_silkとして保存します.
銅箔で作成している場合は, name_mask_and_cuとして保存します.

8.基板上に展開します

すでにあるフットプリントを置換するのが一番楽です.
置換したいフットプリント上で右クリックし,
フットプリントの交換 -> フットプリント G*** でウィンドウが開きます.

フットプリントのリストを押して、保存したフットプリントを選択します.

適用を押すとフットプリントが変更されます.

9.GNDのベタ塗りをします

四角い場所をクリックします.

基板上の任意の箇所で右クリックすると次のようなメニューが出てきます.
[全てのゾーンを塗りつぶす]を選択します.

これでベタ塗り完了です.

10.確認

view -> 3D viewer で3Dビューアーで確認できます.

基板を発注する

ガーバーデータの作成

ガーバーの作成方法は, ★kicad (Mac OSX Version: 4.0.5 release build)版でFusionPCB用ガーバーデータの作り方．を参照してください

file -> plot でgerverの出力をします.

ドリルデータを出力します.

ガーバーデータのリネーム

gerver データを ArduinoNameCard にリネームします.

ガーバーデータのzipを作成する

exportフォルダごと圧縮して, zipにまとめます.
zipのファイル名は,ArduinoNameCardにリネームします.

基板の発注設定

seeed fusion のプレビューで確認できます.
好きな色を選択します.

基板の厚みは0.6mmで注文します.

部品を発注する

serial変換部分

部品	１枚で使用する個数	秋月またはDigKeyでの値段
FT232RL	1	¥400
1kΩ	2	¥100
0.1µF	2	¥150
10µF	1	¥150
赤LED	1	¥150
緑LED	1	¥150

Arduino互換部分

部品	１枚で使用する個数	秋月またはDigKeyでの値段
ATMEGA328P-AU	1	¥230
水晶発振子 16MHz	1	¥30
10kΩ	1	¥100
1kΩ	2	¥100
330Ω	1	¥19
0.1µF	1	¥150
22pF	2	¥295
ヒューズ	1	¥200
赤LED	1	¥150
タクトスイッチ	1	¥100

ブートローダーの書き込み

書き込みの方法は，optifixで書き込みます．
手順に関しましては, "【Arduino 1.6.3】 Arduino UnoでATmega328P-PUにブートローダを書き込む"を参照してください

当方では，"ICソケット"を用いて，はんだ付けよりも先に書き込みを行っています.

次の組み合わせでArduinoUNOとATMEGA328P-AUを接続します.

Arduino UNO	ATMEGA328P-AU	名刺（基板）での位置
D10 (SS)	29 (RESET)	RST
D11 (MOSI)	15 (MOSI)	D11
D12 (MISO)	16 (MISO)	D12
D13 (SCK)	17 (SCK)	D13
5V	4 or 6	5V
GND	3 or 5	GND

はんだ付け

FT232RLはピン間が狭く，はんだ付けするのが困難です.
普通にはんだ付けもできますが，次のような手順で行うことを推奨します.

Arduino 名刺を作ろう！

Arduino 名刺

環境バージョン

環境構築方法

ArduinoIDEのインストール

windows

mac

Ubuntu

Kicadのインストール

windows

choco でインストール

インストーラーでインストール

mac

ubuntu

Kicadの設定

kicadライブラリ

Arduino 名刺を製作する

1.名刺上の空き領域のサイズに合わせて画像を作成する

2.画像に図や文字を入力します

3.黒地白字にします

4.フットプリントを作成します

5.シルクで作成します

6.銅箔で作成します

7.フットプリントをライブラリに追加する

8.基板上に展開します

9.GNDのベタ塗りをします

10.確認

基板を発注する

ガーバーデータの作成

ガーバーデータのリネーム

ガーバーデータのzipを作成する

基板の発注設定

部品を発注する

ブートローダーの書き込み

はんだ付け

1. フラックスを多めに塗ります.

2. 先にランドに，軽くはんだを付けておきます.

3. 足を揃え，上からこてを当てて固定します.