初めての火入れです・・・
みなさんこんにちは、YUUKIです。
あっという間に12月、2022年も残りわずかです。
刺さるような寒さが目立ち始めたので、身体暖かくしてお過ごしください！
さて、今回は基板の火入れとマイコンへの書き込み、LEDやスイッチの動作確認をしていきたいと思います。
どきどきの火入れ
Part16にて、部品を実装した基板に通電テストをしていきます。
基板に電源を入れてショートしている部分がないかを確認します。
ここを超えないと何も始まりません。
（この作業大会1週間前にやっているのですが、予定よりかなり時間をかけてしまいました。）
回路にレビューもらってるし、リポバッテリーつないで…というファンキーなことはできません。回路や実装にミスのない確信もないのでちゃんと安定化電源を使って確認します。
※これは無事通電テスト完了した際の写真です。（前回紹介した安定化電源は、当時まだ完成してなかったので社内の安定化電源を使っています。）
写真のようにコネクタから少し伸ばした配線にワニ口クリップで接続して確認していきます。
電圧は8.0V、電流はショートしていたとしても素子のダメージを最小限に抑えるために、0.1A程度に設定してます。
※電源に挿す際に使うコネクタ付の配線ですが、人によって向きが違うのでちょっとテストするのに貸し借りをすると逆挿ししかねないので要注意です。
実際通電してみると…燃えることはありませんが、電圧が下がる…
どこかでショートしてるっぽいですね・・・
さて、どこがダメなのか切り分けていきます。
上の写真は切り分けながら作業をしているところのものです。すでに一か所リワークされていますね。
…はい。回路図のミスを一か所見つけました。これは以前回路図を紹介した記事で言ってますね。
3.3Vレギュレーターのピン番号を間違え、回路図では3番がGNDになってますが、実際は3.3Vが出力されるようになっていました。
（何かおかしいとは思っていました。3.3Vのパッドが大きくて楽に配線できていましたし…）
ピン番号を修正したものがこちらです。
これなぜ間違えたのか… シンボルをデフォルトライブラリー内から引っ張って使用したら間違えていました。（あるあるなのですかね・・・）
上記原因にたどり着くまでにいろいろ考えました。
・この基板裏面のレギュレータ周りは手実装しているので、抵抗やコンデンサがショートしているのではないか
↑テスターで確認しましたが問題なし。
・裏面についているレギュレータとFET、モジュール化していて外せるものは極力外しテスターで8V、5V、GNDがちゃんと通っているか回路図と睨めっこしながら確認。
↑回路図通り問題なし。
（作業風景。5Vまでは問題ないみたい…）
・FETを取り付け、通電。を5Vレギュレータ、3.3Vレギュレータにおいても同様、順番に取り付けて通電し電圧を確認する。
↑５Vレギュレータまでは問題なし。3.3Vレギュレータを取り付けると電圧が降下するので原因は3.3V周りの回路にありと判断。
・3.3Vレギュレータの不良を考え新品に付け替える。
↑変化なし。
・レギュレータ周りの回路図を見ていて５Vレギュレータと3.3Vレギュレータのシンボル配置の違いに違和感ありということでデータシートを再確認する。
↑2番と3番が逆になっていることが判明したのでジャンパー線を駆使してリワークするも解決しない。（上記の通電確認の写真はココ。）
・通電時に3.3V出力のピンから3.7V近くがでている。
3.3V系とほかの電圧が交わる部分といえば、マイコンからAD変換して電圧の値を取得する部分の回路の分圧抵抗があやしいのでは…（これは初心者YUUKIは気づくわけもなく諸先輩方からのアドバイス…）
↑大当たり。なんと回路図ではちゃんと47KΩと10KΩで分圧をしていたのですが、私が買っていた抵抗は47Ω…そりゃ変な電圧がかかるわけです。
（このときちゃんと別の47KΩ使用している部分も換装しました）
ということで抵抗を47KΩに換装すると…
ちゃんと3.3Vに近い値が出力されるようになりました。
最初にお見せした写真のように、その他もろもろの部材を取り付けて通電確認して問題ないことが確認できました。
3.3V駆動のマイコンに定格以上の電圧がかかっているので生きているか心配ですが、基本５Vトレラント（一部絶対定格４Vらしい）なので大丈夫だと信じて、マイコンにLチカコード書き込んでいきます。
Lチカとスイッチ
さて、基板の通電テストも完了したので早速Lチカとスイッチの動作確認をしていきます。
ピン設定は以前の記事にてご紹介している配置で行きたいと思います。
ここで必要になるのが、UARTでマイコンに書き込みができるかということ、書き込んだらLEDとスイッチが意図した動きをしてくれるかです。
UARTとLチカについては開発ボードで初期のころにやっていたので割愛します。
なんか懐かしいですね（笑）
割愛する理由もあり、この二つは何の問題もなくクリアしてしまいました。マイコンが壊れていることもなくしっかり認識され次のステップに進めました。
スイッチは・・・
YMmouseのスイッチは、モードセレクト用×３個とBootスイッチ、リセットスイッチの５個があります。Bootスイッチとリセットスイッチは問題なく機能しましたが、肝心のモードセレクトができない…
ちなみに以下を参考に動作確認をしています。
プルアップの設定を忘れていたかとも思いましたが、コード等は特筆問題なく原因はフットプリントに間違えがありました。
フットプリントは写真のように横方向に隣り合わせとなっていますが、スイッチのデータシートを見ると縦方向に隣り合わせになっていました。
配線が突貫工事で申し訳ありませんが、正しくはこうなります。
今回はスイッチの足を対角に左右一つずつカットして対応しました。
これで無事スイッチも動きました。
次回
やっとのことで基板の通電からマイコンへの書き込み、Lチカやスイッチの動作確認ができました。
ここからモータやエンコーダー、IMU、フォトトランジスタや赤外LEDとどんどん実装した機能の動作確認をしていきます。
最後に・・・
原因がわからず無暗（というわけではないかもしれませんが）に原因の切り分け、テストし使用不能になった数多くの3.3Vレギュレーターになります…
次からは犠牲は最小限になるように努めます（汗）
それではっ
YUUKI