今回、人体から鳴る音（心拍、骨、筋肉など）である体導音をセンシングするためのボードを、ESP32S3 を用いて作ってみました。
まず、スポンサー様の紹介をさせください。今回作った基板ではDCDCコンバータを省スペースに実装したかったので、JLCPCBに基板製造、部品実装を行って頂きました。高密度な配線、0402の小型抵抗、細ピッチのQFNなど実装難易度が高い部品が多かったですが、とても高品質に基板、実装を行って頂きました。
今回特に驚いたのが、その製造速度でした！今回作ったのは 4 層基板 5 枚と PCBA を 2 枚でしたが、なんと発注してから 6 日で届きました。驚異的な速度で、プロトタイピングに最適な素晴らしいサービスだと改めて認識しました。
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https://jlcpcb.com/JPV （クーポン画面）
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PCBA は便利
電源回路として、バッテリーで長時間動かしたかったので、スイッチングDCDCコンバータを利用しました。
リチウムイオン電池を入力として 3.3 V に降圧できる TPS62825 を利用しました。部品選定をする際は JLCPCB の Parts Library から PCBA に使用できるものを参照するとよいです。ものによっては Standard PCBA でしか利用できない部品もあるので、事前に確認するのが大切です。
大抵の IC の品揃えがありますし、部品を委託して実装してもらうこともできます。
チップ部品を手はんだで実装すると普通に数時間かかるので、チップ抵抗やコンデンサだけでもPCBAは絶対に利用するべきです。部品実装だけで疲弊してても仕方ありません。
発注
発注用のファイルは前回の記事で書いたように、プラグインを利用すると楽です。今回はページ上での発注手順を書いてみます。
ファイルをアップロードするとこのような画面になります。ここで基板の枚数や色、厚みなどを選択できます。無料のオプションもいくつかあるので色々試してみると良いと思います。
僕は毎回製造番号の印字の削除と、厚みをできるだけ薄くしています。
PCBA は下の方から選択できます。実装面、製造枚数などを選びます。
Economic と Standard があります。前者は安いですが使える部品が限られるのと、製造枚数が 2 or 5 になります。後者は高価な分、検査項目が増えたり、好きな枚数を作れるようになります。
今までに両方使いましたが、どちらも十分に高品質でしたので使いたい部品に合わせるのが良いと思います。
PCBA の確認画面です。NEXT で次の画面へ
部品表、配置位置のファイルをアップロードします。
部品選択の画面になります。前回の記事で紹介したプラグインを使うと設計段階で部品を選択できて楽なので使用することを強くおすすめします。
Basic の部品（超有名なICや、RLC素子などが含まれる）は、部品料だけで実装できます。Extended な部品は一種類ごとに部品料に加えて 3$ の手数料がかかります。
未実装の部品も選べるので、手はんだが困難な箇所だけ実装してもらうのも全然ありです。
ここから選択できる部品は、全て EasyEDA という基板設計ソフト向けのフットプリントが用意されています。JLCPCB で製造する時には大変便利なので試してみましょう。
部品の実装位置、向きを確認できます。初期状態だとおかしい事が結構あるので修正します。部品を左クリックで選択して、回転ボタンを押しましょう。今回はコネクタとコンデンサの向きが間違っていますね。
向きがおかしくなる原因は、使用したフットプリントの設定が正しくないからです。
最後にお会計です。基板の概要を選択する必要があるので、適当に合っているものを選びましょう。今回はピエゾ素子を利用するので圧力センサとしました。
実際に届いた基板です。配線をミスしたので修正してます・・・。
正しく実装されていて、ちゃんと動作しました。
まとめ
今回のプロジェクトを通じて、JLCPCBのサービスが個人開発者や学生団体にとって非常に心強い存在であることを実感しました。
- KiCadとの連携で設計〜注文が一気通貫
- 実装可能部品を事前に選定できる安心設計
- 安価で高品質な実装
- 教育機関へのスポンサード制度あり
今後も、試作・小ロット生産の際には積極的に利用していきたいと思います。
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