OY 2026年05月21日作成 (2026年05月21日更新) © CC0 1+

製作品

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04.STM32C011F4P6のプリント基板作製 (RFID2, DFPlayerMini)

前回「03.STM32C011F4P6 NTAGに対応した音楽再生 (RFID2, DFPlayerMini)」の続きです。

今回は、ブレットボートで作った回路をプリント基板にします。
KiCADを使って基板設計し、JLCPCBへ基板(PCB), PCBAを発注しています。
　PCB：Printed Circuit Board, プリント基板
　PCBA：Printed Circuit Board Assembly, プリント基板実装
また電子工作初心者ですので、誤ったことを記載している可能性があります。
ご了承ください。

合計金額は、53.07USD/5枚でした。
　52.93USD + 運賃8.64USD - 割引9USD + PAYPAL FEE0.50USD

費用のうちExtended components fee 21.28USDが大きな割合を占めています。
後述しますが標準外部品を7品種使用したためです。(SMT32マイコン1品種含む)
標準部品を選定することで、18USD安くできます。

パソコン(Windows11を使いました)
KiCAD9.0
※今回はKiCADを使いましたが、JLCPCBのEasyEDAを使うと10USD OFFのクーポンを適用できます。

おおむね下記の流れで作りました。
と言いたいところですが、実際は1～4を何回も手戻りしています。

1.電源の決定
2.部品選定
3. KiCAD回路図作成
4.KiCAD PCBエディター
5.JLCPCB発注

初めに各モジュールの電源電圧、消費電流を調べました。
(消費電流はClaude Sonnet4.6へ相談)

M5 Stack RFID2：5V 150mA
DF Player Mini：3.2V〜5.0V(typ.4.2V) 最大500mA(スピーカー駆動ピーク値)
STM32：3.3V 30mA
計680mA

上記から下記の電源構成に決定しました。
　単三電池5本7.5V >> DCDCコンバーター5V >> LDO3.3V
　　LDO：Low Drop Out, 低損失レギュレータのこと
　5V駆動：M5 Stack RFID2, DF Player Mini
　3.3V駆動：STM32

本来は5VもLDOにしたかったのですが、
電圧降下が大きかったこと、発熱のリスクからDCDCコンバーターになりました。

JLCPCBでPCBAをする際、
SMDの場合は「Basic」カテゴリのものを選べば追加料金は発生しません。
　SMD：Surface Mount Device, 表面実装部品

部品ライブラリより、「Basic」の下記部品を選びました。
　DCDCコンバーター：XLSEMI　XL1509-5.0E1
　LDO：Torex Semicon　XC6206P332MR-G

JLCPCB, What does your PCB assembly price include?
https://jlcpcb.com/help/article/pcb-assembly-price

JLCPCBのアセンブリ部品ライブラリ
https://jlcpcb.com/parts

マイコンやICのデータシートを確認して、必要な部品を調べます。

公式資料から、下記部品が必要なことがわかりました。
　・VDD-VSS間には100nF, 4.7uFのMLCC
　・NRST - GND間に0.1uFのMLCC

また資料にない箇所は、ChatGPT(GPT-5.2 Instant)に相談して下記にしました。
・SWDIO / SWCLK はオープンのまま(書き込み用のピンヘッダーは設置)
・デバッグ用のUART1_RX - VDD間は、10kΩ設置

STMicroelectronics, Datasheet STM32C011x4/x6 DS13866 Rev 4
https://www.stmcu.jp/stm32/stm32c0/stm32c0x1/97032/

部品選定からそれますが、未使用端子の処理もする必要があります。
下記設定にしました。
・未使用ピンはアナログ入力モードにする。配線はつながない。
　上記ができない場合は出力（Push-pull）Highかlow こちらも配線はつながない。

STMicroelectronics, AN4899 Rev 1 [English Rev 3] STM32 マイクロコントローラ GPIOハードウェア設定および低消費電力
https://www.stmcu.jp/design/document/application_note/65022/

電源が単三電池5本7.5V, 電流は1A未満と仮定し、データシートから部品を選定しました。
("1.電源の決定" 推定消費電力680mAより)
　・入力リード電解コンデンサ：470uF, >7.5V
　・入力MLCC：　　　　　　　1uF, >7.5V
　・出力リード電解コンデンサ：470uF, 25V
　・巻線インダクタ：　　　　　22uH, 2A, >5V
　・ショットキー：　　　　　1N5817(20V, 1A)
入力電圧や電流で定数が変わり、ちょっとややこしいです。
また入力MLCCは、入力電圧に依存しない固定値のようです。

XLSEMI, AMS1117データシート XL1509-EN.pdf
https://www.xlsemi.com/products_DC_DC_buck_mv.html

こちらはシンプルで、データシートの推奨回路そのままです。
　・入力C：MLCC1uF
　・出力C：MLCC1uF

トレックス・セミコンダクター, XC6206 シリーズデータシート
https://product.torexsemi.com/system/files/series/xc6206-j.pdf

DCDCコンバーターのスイッチングノイズが、DFplayer miniへ影響することが想定されるため、
Claudeへ相談して対策部品を追加しました。
　・DCDC後段電解コンデンサ：　 100uF
　・DCDC後段 MLCC：　　　　　 10uF, X5R/X7R
　・DCDC-DF間フェライトビーズ：100MHz時に600Ω以上, 800mA以上
　・DCDC-DF間電解コンデンサ：　100uF
　・DCDC-DF間 MLCC：　　　　　 10uF, 25V, X5R/X7R
追加はしたものの、オシロスコープを持っておらず効果があるかはわかっていません。

上記のほかにClaudeより、GNDの1点アース(スター接地)も提案されています。
("4.KiCAD PCBエディター"にて実施。)

どの部品を自分で実装するか悩みましたが、
ピンヘッダ(マイコン書き込みやデバッグ用), 電源スイッチ, RFID2コネクタ, DF Player Mini, LED以外の大部分はPCBAにしました。
下記の通り、実装してもらったほうが安くて楽なためです。

リード部品をPCBAにする際、
0.00157USD/joint >> 160円/USDだと0.2512円/joint >> 2端子スルーホール部品だと1部品あたり0.5024円
が部品代以外の別料金となります。
　※Economic PCBA, 1-50,000 joints
上記を足しても100uF電解コンデンサで13円/pcs程度のため、リード部品をPCBAにしました。
(手はんだ作業料金 1注文あたり3.5USDも発生しますが、注文する基板枚数や実装部品数で薄まります。)

また前述しましたが、SMDの場合は「Basic」カテゴリのものを選べば追加料金は発生しません。
「Extended」を選択すると1部品種類ごとに3USDの追加料金が発生します。
　SMD：Surface Mount Device, 表面実装部品

JLCPCB, What does your PCB assembly price include?
https://jlcpcb.com/help/article/pcb-assembly-price

JLCPCBのアセンブリ部品ライブラリ
https://jlcpcb.com/parts

上記を踏まえて部品を決定しました。
PCBAするものは、JLCPCBで「Basic」カテゴリ, 在庫があり安いものを選定しています。
(コンデンサ等は日本メーカーを選択)
また"JLCPCB Part #"も発注時に必要です。

"参考リンク"に従いKiCADを操作し、回路図を作成しました。
・フットプリントのない部品は、ライブラリを追加しています。
・KiCADのシンボルフィールドに"LCSC PN "セクション(列)を追加し、PCBAする部品は記載します。
　"LCSC PN "と"JLCPCB Part #"は同義のようです。
　　JLCPCB, KiCAD 8からBOMファイルとセントロイドファイルを生成する方法は？
　　https://jlcpcb.com/jp/help/article/how-to-generate-bom-and-centroid-files-from-kicad-8

PCBサイズを100mm x 100mm以下に収め、標準PCBにすることで安くなります。
(標準PCB：層数1~2層, グリーン, 板厚1.6mm)

こちらも"参考リンク"に従いKiCADを操作し、PCBデザインを作成しました。

ChatGPT情報
・ライン幅(銅箔厚み1oz≒35umの時)
　　電池7.5V ～ DCDCコンバーター5V：1.0～1.5mm
　　DCDCコンバーター5V以降：1.0mm
　　LDO3.3V以降：0.3～0.5mm

ROHM, 降圧コンバータのPCBレイアウト手法より
https://fscdn.rohm.com/jp/products/databook/applinote/ic/power/switching_regulator/converter_pcb_layout_appli-j.pdf
・電池～DCDCコンバーター～LDOの経路は、VDDも太く短く
　　KiCADではゾーン塗りつぶしの操作です。
　　パッド接続は実線にしたかったのですが、SMDの実装エラー防止のためサーマルリリーフとしました。
・DCDCコンバーターICの近くにMLCC, ダイオードを設置
・出力インダクタもICの直近に、出力MLCCはインダクタの近くに設置
　　電解コンデンサより、MLCCをIC直近に設置するようです。(MLCCの方が高周波で低インピーダンス)
・IC周りにサーマルビアを設置
・Claudeより提案された、GNDの1点アース(スター接地)を実施
　　GND間のライン幅は1.5～2.0mm

こちらも"参考リンク"に従いJLPCBに発注しました。
・Fabrication-ToolkitをKiCADにインストール、ガーバーファイル(zip)を出力
　　GitHub bennymeg Benny Megidish, Fabrication-Toolkit
　　https://github.com/bennymeg/Fabrication-Toolkit

JLCPCB, 発注ページ
https://cart.jlcpcb.com/quote?spm=jlcpcb.Public.2006
"Add gerber file"にガーバーファイルをドラッグアンドドロップします。
PCBの設定を選択します。
主な変更点は下記です。
・PCBの設定を表面処理：鉛フリー選択

PCBAの設定を選択します。
主な変更点は下記です。
・クリーニング：ON
"次へ"をクリックします。

BOMとCPLファイルをアップロード
　bom.csv
　positions.csv

部品表画面で、自分で実装する部品のチェックを外します。
"次へ"をクリックします。

配置しないをクリックします。

部品配置をチェックします。

青枠の部品にマウスカーソルを重ねると、基板図面のどこの部品かわかるようになっています。

KiCadからJLCPCBに出力する場合、部品のローテーション(設置角度)が変わるケースがあるようです。
今回は問題ありませんでした。
"次へ"をクリックします。

商品説明を選択して、カートに保存へをクリックします。
(輸出時の品名になるようです。)

クーポンをクリックして、所望のクーポンを選択します。
　「jlpcpb クーポン」で検索するといろいろとクーポンもらえます。
　　JLCPCB, クーポンセンター
　　https://jlcpcb.com/jp/coupon-center?from=JPcoupon&gad_source=1&gad_campaignid=23125350239&gbraid=0AAAABBwGq1U_U-XyY7xn6ctRQ8NrfcyPt&gclid=CjwKCAjwyYPOBhBxEiwAgpT8P9yvtVmuwJUgWtQHoXxMTnRuRkR-aJEkIdiV7r2QlAaRuijpUiSg0BoClmYQAvD_BwE&_t=1774272743749
　　JLCPCB X(Twitter)アカウント
　　https://x.com/JLCPCB_Japan

配送方法は、安いOCS Expressを選択しました。
(重量0.6kg以下、10x10cm以下の場合は、より安いOCS NEPを選択できます。)

支払い方法等を設定し、発注完了です。

STMicroelectronics, Application note Getting started with STM32C0 MCU hardware development AN5673 - Rev 3
https://www.stmcu.jp/stm32/stm32c0/stm32c0x1/97032/
STMicroelectronics, AN4899 Rev 1 [English Rev 3] STM32 マイクロコントローラ GPIOハードウェア設定および低消費電力
https://www.stmcu.jp/design/document/application_note/65022/
STMicroelectronics, Datasheet STM32C011x4/x6 DS13866 Rev 4
https://www.stmcu.jp/stm32/stm32c0/stm32c0x1/97032/

XLSEMI, AMS1117データシート XL1509-EN.pdf
https://www.xlsemi.com/products_DC_DC_buck_mv.html

トレックス・セミコンダクター, XC6206 シリーズデータシート
https://product.torexsemi.com/system/files/series/xc6206-j.pdf

KiCADで基板設計, kicadの使い方（回路図編）
https://www.kicad.xyz/circuit/
KiCADで基板設計, 【KiCAD】デザインルールチェック（DRC）の対処法｜回路図作成後にやるべきこと
https://www.kicad.xyz/annotation/
KiCADで基板設計, 【KiCAD】PCB設計（初期設定から部品配置まで）
https://www.kicad.xyz/pcb-setup/
KiCADで基板設計, KiCADのパターン配線方法
https://www.kicad.xyz/patern-haisen/
KiCadの達人, 【KiCad ver.9】PCBエディターで塗りつぶしゾーンを配置する
https://kicad.biz/kicad-ver-9pcb_filled_zone/
KiCadの達人, 【KiCad ver.9】デザインルールチェック（DRC）を使って設計ミスを予防する
https://kicad.biz/kicad-ver-9_design_rule_check/
KiCadの達人, 【KiCad ver.9】PCBエディターで製造用ガーバーデータを出力する
https://kicad.biz/kicad-ver-9pcb_output_gerber/

Youtube @ICHIKEN1, 残念ながら「プロ」と「ザコ」の設計で回路の性能はここまで変わります!
https://youtu.be/8pcDDfv0GVs?si=EFQUtYm2auSUp67i
ROHM, 降圧コンバータのPCBレイアウト手法
https://fscdn.rohm.com/jp/products/databook/applinote/ic/power/switching_regulator/converter_pcb_layout_appli-j.pdf

TIL, KiCADで新規シンボルをライブラリに追加する
https://yamaccu.github.io/tils/20231029_kicad_newsymbol
KiCad Lab, 【KiCad】Ultra Librarianでフットプリントをダウンロードする手順
https://kicad-blog.net/2026/01/25/kicad-ultra-librarian-footprint/
KiCad Lab, 【KiCad】SnapMagicからフットプリントをダウンロードする
https://kicad-blog.net/2026/01/27/kicad-snapmagic-footprint/

SnapMagic, DFR0299(DFPlayer mini)
https://www.snapeda.com/parts/DFR0299/DFRobot/view-part/
SnapMagic, VLS6045AF-220M
https://www.snapeda.com/parts/VLS6045AF-220M/TDK Corporation/view-part/?ref=search&t=VLS6045AF-220M&ab_test_case=b

GitHub bennymeg Benny Megidish, Fabrication-Toolkit
https://github.com/bennymeg/Fabrication-Toolkit
JLCPCB, KiCAD 8からBOMファイルとセントロイドファイルを生成する方法は？
https://jlcpcb.com/jp/help/article/how-to-generate-bom-and-centroid-files-from-kicad-8

かずログ, 【EasyEDA】でPCB作成し、JLCPCBで基板発注。コスト抑えたい場合は2枚実装依頼
https://kazulog.fun/dev/easyeda-jlcpcb/
JLCPCB, What does your PCB assembly price include?
https://jlcpcb.com/help/article/pcb-assembly-price
JLCPCB, PCB製造とアセンブリ能力 PCB組み立て
https://jlcpcb.com/jp/capabilities/pcb-assembly-capabilities