はじめに
今回はオーディオプレーヤーを製作してみました。
以前ユニバーサル基板で作った物よりも小型化（薄型化）するため4層のプリント基板を設計し、PCBGOGO様に製造していただきました。また、初の試みとして部品の実装もお願いしました。この記事をお読みの方もよろしければ以下のリンクからPCBGOGOをお試しください。
また、回路図（準備中）やソフトウェアも載せますのでESP32でオーディオを再生してみたい方も参考になれば嬉しいです。
今回のポイント
・初めて4層基板を設計し発注した。
・初めて部品の実装もお願いした。
・初めて基板のカラーを黒色にしてみた。
これらの点を踏まえてプリント基板をレビューしていきたいと思います。
プリント基板の評価
製造していただいたプリント基板の写真を以下に載せます。
4層基板にしたことで今まで使っていた2層基板より部品の密度を上げることができ、64mm*77mmのL字型の基板に必要な回路を収めることができました。
また、黒色なので配線が目立たず部品の色とも合ってスマートな印象です。緑色の基板と比べて配線を追うのは少し難しいかもしれません。
表面
表面には実装をお願いしたDACチップ(PCM5102A)が実装されています。
他にもESP32やLiPoバッテリーの充電回路などが配置されています。
部品実装の都合だと思いますが他のランドにもはんだが盛られていることがわかります。そのため、部品を載せてそのままリフローできるので良いと思いました。
端面処理やシルク印刷も綺麗で、フラックス等の汚れもなく好印象です。
裏面
裏面にはmicroSDスロットやUSBシリアル変換IC(CH340G)等が配置してあります。
こちらも部品を実装するパッドやスルーホールが綺麗にできています。
回路図
オーディオプレーヤーの回路図を以下に示します。
(準備中)
ソフトウェア
ソフトウェアはGitHubに置いてあります。
エディタはVisual Studio Code、拡張機能でPlatformIOを使用しています。
完成したオーディオプレーヤー
基板が入っているケースは4インチのLCDを使えるように設計・製作したものです。GitHubに上げたプログラムは2.8インチのTFTディスプレイMSP2807に対応しています。
4インチディスプレイ対応でケースのサイズは70mm116mm17mmになりました。
今回は薄型化を目標にして設計し、以前作った物よりも9mm薄くすることができました。
機能など
・16bit,48kHzまでのMP3形式に対応
・タッチパネルによる直感的な操作を実現
・Type-Cコネクタを通じて充電、ソフトウェアの書き込みが可能
今後の改良案
ソフトウェアの改良でハイレゾを再生できるようにすることが最大の目標です。ESP32のI2S関連の処理やオーディオファイルのデコードについてもう少し調べる必要がありそうです。
また、サイズについてはバッテリーのコネクタ等を変えることであと3mmは薄くできると考えています。最終的にスマホと同じくらいのサイズにすることを目指していきたいと思います。
最後に
記事の内容を参考にされる際は自己責任でお願いします。
オーディオプレーヤーの製作では初めて４層基板に挑戦し、一部の部品の実装も依頼しました。まともに動かなければ大きな損害なのでとても慎重に作業しましたが４層の複雑な配線になるとミスに気付きにくいので難しいです。
４層基板で部品の実装もお願いしたため個人で製造を依頼するには高額になりますが、PCBGOGO様の協賛のおかげで製作することができました。あらためて感謝申し上げます。