M5Stack Atomic Proto Kit 用PCBの作成

M5Stack AtomS3 を利用した超音波録音デバイスを作成するために Atomic Proto Kit のユニバーサル基板を使ってはんだ付けしていたが、配線が面倒で時間がかかった。デバイスをいくつか作成する必要があったので、プリント基板(Printed Circuit Board – PCB)作成の練習として、このデバイスための基板を作成することにした。練習なので、breakoutモジュールを組み合わせた基板とし、基板にはピンヘッダもしくはピンソケットのみはんだ付けをする配線とした。GitHub のM5Stack のリポジトリにあるPCBのデータを基に修正を加えて配線をした。https://github.com/m5stack/M5_Hardware/blob/master/PCB/Atomic/Atomic_V1.0.PcbDoc

部品

作成する超音波録音デバイスでは、AtomS3 と超音波PDMマイク SPH0641LU4H-1を利用し、オプションとして環境の気圧と温度、湿度を計測するためにBME280を利用できるようにする。

今回は、下記のブレークアウトモジュール(breakout module)を利用することにした。

秋月電子 SPH0641LU4H使用超広帯域マイクモジュールキット
Aliexpressで購入した温度、湿度、気圧計の GY-BM280 3.3V (6ピン)

回路図

KiCad の回路図エディタ(schematic editor)で以下のような回路図を作成した。

特にKiCadの基礎知識なく初めて KiCadを使ってPCBを設計したので、ブレークアウトモジュールなどを示すものをどのように作成すればよいかもわかっていなかった。シンボルエディタ(symbol editor)でAtomS3、AE_SPH0641LU4H、GY_BME280 というシンボルを新たに作成した。シンボルエディタなどの使い方もわかっていなかったため、単純な回路にもかかわらず結構時間がかかった。

配線

ブレークアウトモジュールのシンボルを作成した後は、回路図エディタで、モジュール間を配線した。

Garberデータ作成

PCB製造の注文のために KiCad から Garberデータを出力した。

atomic_pdm_mic-plots.zip

1 ファイル 33 KB

ダウンロード

PCB製造

PCBの作成は、その時点では一番安かった JLCPCB を利用した。クレジットカードがあれば注文できるので簡単である。注文した時点では、基板５枚で$2.10(Merchandise total)、送料(Shipping charge)が$1.00 (OCS NEP)で、合計$3.10と安かった。注文してから、10日で手元に到着した。送料をケチっているので時間はかかっているが、ユニバーサル基板に手で配線するのに比べればPCBを作成した方が手間が減ると思う。