BS21 Lab の製品 - Arduino 用 CPU パワーアップ基板 - 組立て方法

3/feb/2013 新規

＜添付部材の一覧＞

以下の部品がそろっている事を御確認ください。
万一、不足している場合は、ｉｎｆｏ＠ｂｓ２１－ｌａｂ．ｃｏｍ (スパム対策で全角文字にしてます) まで、御連絡下さい。

	名称	記号	型番	メーカー	個数	コメント
(1)	基板 (表面実装部品のみ実装済み)	---	BS21LAB-B004	弊社製	1個	基板厚 t=1.0mm
(2)	４ピンソケット (Ｌ型)	EXT1, EXT3	---	不問	2個
(3)	６ピンソケット (Ｌ型)	EXT2	---	不問	1個
(4)	スライド SW (DPDT, 横つまみ)	SW1～3	---	不問	3個
(5)	ピンヘッダー 14ピン	CN1	---	不問	2本	IC ソケット用
(6)	取扱説明書	---	BS21LAB-004(P1)	弊社製	1枚

※ 基板は"有鉛"タイプですので、御注意下さい。
※ 基板に実装されている IC は、最大耐圧 +6V ですので、これを超えない様、御注意下さい。

以下の部品は添付されておりませんが、有ると便利と思われる部材です。別途、御入手ください。

	名称	記号	型番	メーカー	個数	コメント
(7)	Arduino 用ピンソケット	---	---	不問	1set	シールドの隙間を広げる為
(8)	絶縁テープ	---	---	不問	数cm	スライド SW 上面に貼り付けて、シールドのショートを防止する為

CPU 換装後、シールドによっては、シールドの裏面と本基板が接触して、ショートする恐れがあります。その場合、Arduino 用ピンソケットを間に挟んで、シールドと本基板との隙間を広げると良いでしょう。

＜前準備＞

組立てに際して、以下の工具が必要となります。適宜、ご準備ください。

半田ごて
半田
ニッパー
IC 引き抜き器
テスター ※通電確認に使用します。ショートしていると音が鳴るタイプがよろしいでしょう

また、以下の工具等があると、作業がやり易くなると思われます。

安全眼鏡 ※百円ショップで315円で売ってるヤツでOKです
仮止めテープ (マスキング・テープ) ※粘着力の弱いテープ。ホームセンター等で売っています
ブレッドボード
半田吸い取り器
ピンセット
5V 電源 ※新品の電池３本～使い古しの電池４本でもOK (新品４本だと、簡単に +6V 超えてしまうので注意)

なお、半田付けの方法や、工具等の取り扱いの方法につきましては、各種雑誌やインターネット上に数々の紹介がありますので、ここでは割愛させて頂きます。

＜組立て＞

以下の手順にて組み立てると、きれいに組みあがると思います。無論、必ずこの通りに組み立てなければならない訳ではありませんので、適宜、アレンジしてください。
なお、万が一の為にも、作業中は安全眼鏡の着用をお勧めします。

また、Uno1284P 基板に実装されている IC は静電気に弱いので、体に溜まった静電気を放電させてから作業開始してください。

１．スライド SW の取り付け：
以下の写真のように、つまみの向きに注意して、スライド SW ３個を取り付け下さい。
※ 向きを間違えても、Uno1284P 基板の動作自体は問題無いですが、スイッチが切り替えづらくなってしまいます。

２．14ピンヘッダーの取り付け：
14ピンヘッダー２個を取り付けます。以下の写真のように、一旦、ブレッドボードに 14ピンヘッダーを挿してから、その上に Uno1284P 基板を載せて半田付けすると、曲がらずに、真っ直ぐに取り付ける事ができます。
この時、半田付けする位置に注意してください。一番右の拡大写真にある 'コ' の字のシルクで囲われたスルーホールは使用しません。また、半田付けの際、スライド SW のつまみを溶かしてしまわない様にも注意してください。

３．Ｌ型ピンソケットの取り付け：
以下の写真のように、Ｌ型４ピンソケット２個と、Ｌ型６ピンソケット１個を取り付けます。
この時、ピンソケットの取り付け向きに注意して下さい。向きを間違えてしまうと、最終的に、母艦（Arduino UNO 基板）に載らなくなってしまいます。
それと、Ｌ型６ピンソケット（EXT2）は、IC1 に覆い被さる状態になりますので、若干、斜めに取り付く事になります。(スペースの関係で、そう設計するしかありませんでした)

４．14ピンヘッダーのピン先の加工（任意）：
付属の 14ピンヘッダーは、若干ピンが長い為、母艦（Arduino UNO 基板）の IC ソケットに挿した時に、ピッタリ挿入し切れません。このままでも Uno1284P の動作自体には問題無いのですが、背が高くなるので、シールドと干渉しやすくなります。
この為、14ピンヘッダーのピン先を 1mm 程度、ニッパーで切断した方が良いでしょう。(余り切り過ぎると、IC ソケットに挿した時にグラついてしまいますので、ほどほどに。)

５．ショート等が無いか確認：
まず、半田した部分が良好か、目視で確認します。
続いて、半田ブリッジ等が無いか、ピン同士をテスターで確認して下さい。

６．スライド SW の上面に絶縁テープを貼る（任意）：
スライド SW ３個の上面が金属板なので、このままだと、シールドの裏面（半田面）に接触した場合、シールドをショートさせてしまう可能性があります。ショート防止の為にも、スライド SW の上面に、絶縁テープを貼ると良いでしょう。
※ 実は、部材調達してから、スライド SW の上面が金属板なのに気が付きました。スイッチの pdf カタログを見た時、ここはプラスチックだと勘違いしておりました。

７．Arduino UNO の ATmega328P を取り外す：
Uno1284P 基板の母艦となる Arduino UNO の IC ソケットに挿さっている ATmega328P を取り外します。
この時、マイナスドライバーでこじって取り外すよりも、IC 引き抜き器を使用するべきです。その際、1.6mm 厚の UNO 基板が結構たわみますので、UNO 基板上の表面実装部品が取れてしまわないように、慎重に行ってください。

取り外した ATmega328P は、将来、元に戻す時の為に、どこか安全な所に保管しておいてください。
なお、この ATmega328P は、Arduino UNO 用の BootLoader が書き込まれた物ですので、BootLoader が書き込まれていない他の ATmega328P と区別できる様に、何らかの印（上の写真では緑色のシール２つ）を付けておいた方が無難です。（小生の場合、緑色のシール＝BootLoader 書込み済、としています）

８．Arduino UNO に Uno1284P 基板を挿す
ATmega328P が挿さっていた IC ソケットに、完成した Uno1284P 基板を挿します。
この時、力を入れて押し込まない様にして下さい。14ピンヘッダーのピン先が、Arduino UNO 基板を傷めてしまう恐れがあります。

９．導通確認：
USB ケーブルで PC に繋げる前に、以下の写真の様に、+5V を印加して、問題無いか確認します。
Uno1284P 基板には、あらかじめ、13番ピン LED を PWM 発光させるスケッチを入れてありますので、この動画の様に、13番ピン LED が PWM 発光すれば OK です。(動画ファイル(.mov 形式) 7秒, 4.81MB)

※ この写真の電池は、４本で 5.3V ぐらいにヘタっています。新品の電池だと、最大耐圧 6V を超えてしまう恐れがありますので、３本にしておいた方が無難です。

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