[アプリ屋さんのIoT]

2024年11月25日

前回、半田付けの準備まで紹介しました。
今回は、実際に半田付けを行っていきます！



今回は、以前ブレッドボードに作成したLEDのルーレットをワンボード化していきます。
部品は、当時利用したLEDや抵抗を再利用します。

新規に準備するのは、以下の通り
・半田付け用ユニバーサル基板
・ジャンパーピン挿入用コネクタ
・回路用、錫メッキ線材



まずは、回路設計を行います。
電圧や電流の耐久性を考慮して、電子部品を選び、どのように繋ぐかを回路図として作成します。
この回路図に関しては、前回作成していますので、省略可能です。



次に、レイアウト設計を行います。
回路設計を実現するために、部品の大きさなどを考慮して、レイアウトを行っていきます。

専用のCADを使うのも手ではありますが、Jw_cad ( https://www.jwcad.net/ )などのフリーウェアでも十分です。
紙への手書きや、直感で組み立てることも可能ではありますが・・・
修正や基板のサイズの不一致（大きすぎてスペースが大きい、部品が多くてスペースが足りない）などトラブルの可能性も高いので、修正が容易なCADをお勧めします！

CADによっては、部品を配置することで、設計ミスや端子にかかる電圧計算を自動で行うものもあります。
DIY程度では、レイアウト程度ではJw-cadが良いでしょう。


実際の回路設計では、電子部品の発熱や熱特性、電磁波の回路内の部品同士・回路外への放出・外部からの影響も加味するのが一歩すすんだスキルでしょう。
この、特に電磁波を防ぐために、シールドとよばれる回路への組込みなどがあります。


あとは、パズルっぽくなりますが、部品を配置するスキルも必要です。
基板へは平面的に部品を配置します。
（主に）基板の裏側に配線を行います。
なので、平面的に配線した場合、迷路になってしまうことも、ままあります。

一般的には、レイアウトを見直すと解決する場合が多いです。
他の解決方法として、以下がありますでしょうか。
・表面にも配線する
・ジャンパ線を利用して、線を跨いで交差を回避する

ありがたいことに、アプリ屋さんレベルでの半田付けでは、スマートなレイアウトは起きたことがありません！


追加ではありますが、今回の回路のインターフェイスを考えます。
大きく分けて、４通り。
1. ブレッドボード等に接続するためのジャンパーケーブルを、基板に半田付け
2. 基板にジャンパーケーブルを差し込むソケットの設置
3. ２つの基板をジャンパーケーブルで接続
4. 1,2の応用で、専用のソケットを作成
今回は2を利用します。


今回のメインの半田付けです。
半田付けの難しいところは、手が三本ほしいところです。
半田ごての固定、糸半田の調整、そして部品の固定です。
部品の固定には、回路部品の余った脚（端子）を曲げて、基板に引っかけて固定します。


半田付けの手順として
1.基盤と半田付けを行う部品の接着面の油脂をふき取ります
2.半田ごてを十分に温めておきます
3.部品等を基板に設置します（基板の穴に電子部品等の端子を差し込み、裏側で曲げるなど）
4.半田ごてで、半田付け部分を温め（肌感覚で15〜30秒）、糸半田を接着部にくっつけ、離します
※接地部分を温めすぎると部品が壊れる可能性があり、逆に低い場合には鉛玉ができます
5.電子部品の接地面が、富士山型になっていればOKです
※失敗したら、吸い取り器や吸い取り線を使ってやり直しましょう。


半田付けには、時間など、どの値（半田の温度、部屋の温度湿度）が適切かは一概に指定することは難しいです。
こればかりは、練習を繰り返し、経験に基づく勘を磨くのが近道な気がします。



最後に、回路が正常に作動するかのテストを行って、確認し、完了となります。




今回は、前回に続いて電子回路の部品の概要を記事にしました。


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