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# はじめに [前回「03.STM32C011F4P6 NTAGに対応した音楽再生 (RFID2, DFPlayerMini)」](https://elchika.com/article/e743071e-a789-4c5d-ae84-e8a5c14e05eb/) 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。 ### 価格 合計金額は、53.07USD/5枚でした。

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。 ### 備品, ソフト 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。 # 全体の流れ 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 # 1.電源の決定 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。 # 2.部品選定 ## DCDCコンバーター, LDOの選定 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 ## 使用部品の調査 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。 ### STM32の必要部品 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  #### STM32公式資料(部品根拠) STMicroelectronics, Datasheet STM32C011x4/x6 DS13866 Rev 4 https://www.stmcu.jp/stm32/stm32c0/stm32c0x1/97032/   #### 補足)STM32未使用端子の処理 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。  ##### STM32公式資料(未使用端子の処理根拠) 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/   ### DCDCコンバーターXL1509-5.0E1の必要部品 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  ### LDO XC6206P332MR-Gの必要部品 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  ### その他の部品 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。) ## PCBA, 手実装の判断 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 ## 選定した部品表 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。  # 3. KiCAD回路図作成 "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  # 4.KiCAD PCBエディター 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。 ### 気にした点 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 ### PCBレイアウト   ### 5.JLCPCB発注 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。 # 参考リンク ## データシート関係 ### STM32 端子の処理 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/ ### DCDCコンバーター XLSEMI, AMS1117データシート XL1509-EN.pdf https://www.xlsemi.com/products_DC_DC_buck_mv.html ### LDO 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操作 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/ ## 基板設計 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 ## KiCADライブラリのインポート操作 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/ ## KiCADライブラリ SnapMagic, DFR0299(DFPlayer mini) https://www.snapeda.com/parts/DFR0299/DFRobot/view-part/ SnapMagic, VLS6045AF-220M https://www.snapeda.com/parts/VLS6045AF-220M/TDK%20Corporation/view-part/?ref=search&t=VLS6045AF-220M&ab_test_case=b ## KiCAD - JLCPCBプラグイン 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 ## JLCPCB発注 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