JLCPCB様よりご支援をいただきました！

JLCPCB様の学生支援プログラムを活用し，「電磁弁制御モジュール」を製作していただきました

ネタバレ注意
記事公開時点(2025/5/16)ではキャチロボ2026の一部ネタバレが含まれます．

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本プロジェクトにあたり、JLCPCB様より基板製造・部品実装（PCBA）のご支援をいただきました。この場を借りて深く御礼申し上げます。
※この記事には一部宣伝・広告に類する内容が含まれています。

はじめに：ロボットコンテスト「キャチロボ」への挑戦

友人とともに、ロボットコンテスト「キャチロボ」に出場することになりました。チーム名は「アームろ，行きまーす！」です。
私たちのチームが目をつけたのは、一般的なDCモータやサーボモータではなく、「人工筋肉（マッキベン型人工筋肉）」を使ったロボットです。

人工筋肉は、空気圧を注入することで収縮し、生物の筋肉に近いしなやかで力強い出力を生み出すことができるアクチュエータです。

💡 人工筋肉についての詳細は友人のこちらの記事へ！
人工筋肉を使ったロボットハンドを作って遊ぶ(その1) - Qiita

この人工筋肉を思い通りに制御するためには、空気の供給・排気を高速に切り替える電磁弁の存在が不可欠になります。

開発を支える「Altair Module System」

ロボット全体をスマートに配線・制御するため、私たちはすべての回路をCANバスで統一する「Altair Module System」を開発・導入しています。

💡 モジュールシステム全体の解説はこちらの記事へ！
モジュールシステムについて - Qiita

そして今回、人工筋肉の制御用として大活躍するのが、システムを構成するコアモジュールの一つである「電磁弁モジュール（ALTAIR_SOLENOID_VALVE_MODULE）」です。

回路の説明：ALTAIR_SOLENOID_VALVE_MODULE

今回、JLCPCB様にご支援いただき製造・実装した電磁弁モジュールの仕様は以下の通りです。

主な仕様

• メインMCU: STM32F446
• 通信方式: CAN1 (1 Mbps)
• 駆動ch数: 最大12ch（GPIO独立制御）
• 主な用途: エアシリンダや人工筋肉を動かすための電磁弁のON/OFF駆動

12個の電磁弁を同時かつ高応答に制御するため、CANの2バイト（16ビット）のペイロード内に各バルブのON/OFFフラグを詰め込む「ビットフィールド」を採用し、通信帯域を圧迫しない設計にしています。

また、ロボットの電源ラインからのノイズに耐える回路設計を行い、大会中の誤動作を防ぐタフな仕様に仕上げました。

JLCPCB様への感謝

今回の基板製作にあたり、JLCPCB様の学生支援プログラムを利用させていただきました。

日本公式X（旧Twitter）でも紹介されている、学生のモノづくりを強力にバックアップしてくれる素晴らしいプログラムです。

JLCPCB様の高品質なPCBA（部品実装）サービスのおかげで、届いてすぐにファームウェアの書き込みと動作テストに移行することができました。

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JLCPCBへの発注の仕方

今回私たちが実際に行った、JLCPCBへの基板発注およびPCBA（部品実装）の手順を解説します。驚くほど簡単かつスムーズに発注できます。

1. KiCADのプラグイン[JLCPCB Tools]

KiCadにプラグインをいれていきます。
以下記事を参考に私は取り組みました。

1. 初めにプラグイン&コンテンツマネージャーを開きます。
   

2. リポジトリを管理の+ボタンをクリックして以下URLを入力し、保存します。
   https://raw.githubusercontent.com/Bouni/bouni-kicad-repository/main/repository.json
   

3. 先ほどの画面に戻りBouni’s KiCad repositoryを選択します
   

4. KiCAD JLCPCB toolsをインストールします。
   

すると実態配線図設計画面で確認できます。

これを使って以下のファイルを生成します．

• Gerberファイル（基板の形状や配線データ）
• BOMファイル（部品表：PCBA用）
• CPL / Centroidファイル（部品の配置座標データ：PCBA用）

2. ガーバーデータ・各種ファイルの準備

先ほど入れたプラグインを起動させます．

するとこのような画面が現れます．ここで使用する素子などを設定します。
完了しましたら左上のGenerateを押すとすべて自動で生成してくれます。

3. 基板データのアップロード

1.JLCPCBの公式サイトにアクセスし、お見積りをクリックします。

2.準備したGerberファイル（ZIP形式）をドラッグ＆ドロップします。自動で基板のプレビューが表示されます。
production_filesの中にあるZIPファイルがGerberファイルです。

3.基板の厚み、レジストの色（緑、青、黒、白など）を選択します。
レビューで確認できます。

3. PCBA（部品実装）の選択

1.画面下部にある「PCB Assembly」のスイッチをONにします。

2.部品を実装する面（Top / Bottom / Both）を選択します。今回は両面を指定しました。

3.次の画面で、用意した BOMファイル と CPLファイル をアップロードし、処理させます。

4. 部品の確認とマッチング

JLCPCBの膨大な部品在庫（パーツライブラリ）と自動でマッチングが行われます。
画面上で「どの部品がどこに、どの向きで載るか」が3Dプレビューで正確に確認できるため、実装ミスを未然に防ぐことができます。向きがズレている場合は、この画面で調整可能です。

5. カートに入れて決済

注文内容を確認し、支払い（クレジットカードやPayPalなど）を済ませれば発注完了です。航空便（DHLやFedExなど）を利用すれば、発注からわずか1週間〜10日ほどで手元に高精度な実装済み基板が届きます。

まとめ

JLCPCB様の迅速かつ高品質な基板製造・実装サービスのおかげで、キャチロボに向けた人工筋肉ロボットの開発速度が劇的に向上しました。

特に、12chの電磁弁を確実に駆動するモジュールがこれほど綺麗な仕上がりで手に入ったことは、チームにとって大きなアドバンテージです。この強力な電磁弁モジュールと人工筋肉を武器に、キャチロボ本番に向けて調整を加速させていきます！

改めて、素晴らしいご支援をいただきましたJLCPCB様に心より感謝申し上げます。

• JLCPCB 公式サイト: jlcpcb.com

• JLCPCB 日本公式X: @JLCPCB_Japan