pic16F18326のNCO1の機能を使った信号発生器

pic16F18326のNCO1の機能を使った、信号発生器をテストしました。　8Mhzのセラクロックを内部PLLで4倍し、FOSC 32Mhzを基に動いています。 pic16FのNOC1の仕様上は上限16MHz程度まで発信できるようですが、試していません。

ロータリーエンコーダーで、500kHz～1699kHzまで可変できるように作りました。

KT0913 FMラジオの作成(8) 出来上がったPCB基板にミスあり。

 FusionPCBから基板がとどきました。20240121.

1月11日に発注したので10日で出来上がって届きました。　早速組み立てましたがが、イヤホンジャックのフットプリントが裏返っており、痛恨のミス。。。

しかしながら、他にも問題が無いか一通り組み立ててチェックしました。

回路的には特に問題は無さそうです。

fig.1 表

fig.2 裏

以下、課題です。

1. イヤホンジャックが裏返っている。
2. スピーカターミナルの裏面のシルクにC2コンデンサが被っている。
3. スピーカターミナルの間をくっつける。
4. スイッチの間隔が狭い。　または縦にできないか？
5. C13,C14,C15 は、15pFに統一。
6. R3,R4,R7 は、33KΩに統一。
7. L1,L2 は1mHに変更。
8. オーディオアンプは0.5W(NJU72060)→1.2W(NJU7089R)への変更を検討。
9. QRコードの位置をもっと内側に移動。
10. SW1を MODE→MENUへ変更。
11. レギュレータICの電圧を3.0V以下へ変更できないか検討。
12. L1,L2の間をもう少し広くする。

20240121 +4.0h

　

KT0913 FMラジオの作成(7) PCBレイアウト完成

 部品の配置が終わったら配線を引いていきます。　今回は自動配線は行わず、全て手配線です。

まずネットクラスの設定し、各配線をネットクラスに割り当てます。　KiCad7.0になって配線をネットクラスに割り当て方法がよくわからなくなりました。　

とりあえずは以下の方法でネットクラスへ割り当てています。

1.PCBエディターを起動し、基板の設定画面を開きます。

fig.1

2.デザインルール、ネットクラスを開きます。　必要なネット幅のネットクラスを作成します。Defaultを0.2mm幅とし、追加で0.3mm, 0.5mm, 0.7mm を作成します。　

fig.2

3.回路図エディターを開いて、配置メニューの中のレベル追加をクリックします。　*ネットクラス指示を追加のボタンがありますが、使い方がよく分かりませんでした。

fig.3

4.ラベルのプロパティを開いたら、ラベル名を記入します。

fig.4

5.線幅を指定したい配線に、ラベルを貼り付けます。

fig.5

6.貼り付けたラベルを右クリックして、ネットクラス割り当てをクリックします。

fig.6

7.右上にあるネットクラスから、割り付けるネットクラスを選びます。

fig.7

8.線幅を指定する必要のある配線のネットクラスを設定した後、PCBエディタで、基板の設定＞デザインルール＞ネットクラスで、ラベルとネットクラスが紐づいていることを確認します。

fig.8

9.ネットクラスの配線が終わった後は、PCBエディタで配線をしていきます。　

GNDの配線幅は指定せずDefaultとしています。後でベタパターンを指定すると、スポーク上にパターンが作成されますので十分な線幅となります。

最終的に出来上がったアートワークは下記のようになりました。

fig.9 裏の配線とシルクパターン

fig.10　表の配線とシルクパターン

fig.11 裏表あわせて

アートワークが出来上がったら、GERBERファイルを出力して、FusionPCBへ発注しました。

fig.12

20240111 +16.0h

KT0913 FMラジオの作成(6) PCBレイアウト、一部の抵抗とコンデンサをチップ部品に変更して何とか収まりました。

picfun.club.Gにて後閑先生のアドバイスを受けて、一部の抵抗とコンデンサをチップ部品(1608)に変更しました。

チップ部品(1608)は、KiCadの標準のライブラリにHands Solderringのフットプリントはありましたが、それをベースにパッドをさらに長めにして手ハンダしやすい様に変更し、チップ部品の位置が分かりやすい様にシルクの形を修正しました。 　

チップ部品の下にシルクを付けるとシルクの印刷で盛り上がってしまい、チップの位置決めがしづらかったりしますが、プリント基板はハンダレベラーで発注してしまいますので、手ハンダする分にはそれほど影響はないと考えています。出来上がったPCBをハンダ付けした時に具合を確認します。

fig.1 original

fig.2 fixed

こｎ回路で多く使っている、10kΩの抵抗と1uFコンデンサをチップ部品(1608)のフットプリントに変更し(20個以上)て PCB上に収める事ができました。　

またチップ部品(1608)のハンダ付けがしやすい様に、回りに部品を置かないスペースを出来るだけとっています。

チップ部品を付け間違える事が無いように、同じ種類でかたまりとなるように配置しました。

部品を配置した後、クロスしている配線を解消するように、picのIOピンを変更して、さらに部品配置を再検討しました。

fig.3 before change back

fig.4 after change back

fig.5 after change front

20240108 +6.0h

KT0913 FMラジオの作成(5) PCBレイアウト、部品が収まる気がしない。。

 FMラジオの機能が定まったので、PCBレイアウト開始。　しかしながら、予定の基板の大きさに収まる気がしません。

最後に追加した、電解コンデンサーを諦めるか、、、チップ部品に置き換えるか、、、基板を大きくするか、、、悩みます。。。

fig.1

fig.2

試作では、それほど部品が載っていないように見えてますが、試作基板がそもそも大きいからでしょうか。

fig.3

20240104 +1.0h

KT0913 FMラジオの作成(4) フットプリント追加

今回のFMラジオでは、新しいフットプリント（部品）が主に3つあります。

液晶ディスプレイ(AQM1602Y-FLW-FBW)、イヤホンジャック(AJ-1780, MJ-352W-C)、レギュレータ(NJW4183)です。　それぞれのデータシートから、寸法を拾ってフットプリントを作成します。

イヤホンジャック AJ-1780, MJ-352W-C ピン配置が同じですが、寸法が若干異なるので両方が使えるようにピンの穴を大きくして位置を微調整して工夫します。両方のジャックが問題なくハマるかどうかは、PCB基板が出来上がってから確認となります。

fig.1 LCD AQM1602Y-FLW-FBW

fig.2 Ear Phone Jack

fig.3 SOT-89-3

その他にも、今まで今まで作ったフットプリントの確認や修正をしました。

20240103 +8.0h

KT0913 FMラジオの作成(3) Sleepモードはいつも大変、

今回のFMラジオにも、Sleepモードを搭載します。
毎回毎回Sleepモードは、問題が発生する機能です。

今回も Sleep モードで、消費電流が 600μA も流れてしまい四苦八苦です。

DataSheetを読んでみたり、あちこちのICを停止し（引っこ抜い）たり、しながら 消費電流を計って、どうやらI2Cが怪しいと目星をつけました。　

最後にキャラクタLCD（AQM1602Y-FLW-FBW）を引っこ抜いてみた所、消費電流が大きく下がりました。

キャラクタLCD（AQM1602Y-FLW-FBW）は、電源をOFFしても Pull up したI2Cの信号線から、電流が流れ込んでしまうようです。

I2C信号線のPull up の対策して、Sleep時の消費電流を150μA程度まで抑えられましたので、一旦これで解決とします。 

20231231 +8.0h

追記 20231231

FMラジオのオーディオアンプに NJU72060 を使用しモノラルBTL出力でスピーカーを駆動しています。
利得（増幅率）を外付けのRiとRfで変更できます。Ri=10kΩ, Rf=100kΩで10倍(のつもり。実際は26dB)の利得で試していたところ、ICからプスプスと煙が上がり壊してしまいました。　久しぶりにICを燃やしました。　

予備の NJU72060 でRi=10kΩ, Rf=47kΩ（19.46dB) で作り直しました。ﾄﾎﾎ｡｡｡