初見の方は、初めまして
第2回を見てくださった方は、お久しぶりですOOEDO SAMURAIです。
第3回である今回は、いつもとテイストが異なり、スポンサー様の紹介に加えより専門的・技術的な内容をお届けします。
というわけで、総合活動班所属の私から回路班にバトンタッチしようと思います！
こんにちは。
OOEDO SAMURAIのRoboMasterプロジェクトの回路班です。
このプロジェクトでは、さまざまなロボットを開発していますが、組み込み制御に用いている制御用ボードは公式の販売品ではなく、自作をしています。
この度、FusionPCB様にPCBAのスポンサーをしていただきました！この記事では、Kicadで基板の設計をしたあとにどうしてPCBAサービスを使用したのか、発注するまでの流れと、失敗した点、動作確認の話など基板周りの話をしていきたいと思います。
自作制御基板の開発からPCBAのサービス利用を決心した背景
OOEDO SAMURAIでは、自作の制御基板の名前をOOEDO Develop Board Version Xの略のODB Ver Xと呼んで使用しています。今のバージョンは4です。4からわかるようにチームとして4回ほど大きなリニューアルをしています。
現在のODB ver4基板(はんだ付け前)
使用している部品のパッケージのほとんどはDIPではなくSMD部品のためはんだづけの技術が必要になります。特にマイコンのパッケージであるLPQF64の0.5mmピッチとIMUのQFNの0.4mmピッチのはんだづけが鬼門になっておりはんだづけ不良が多発していました。
さらに、大型の練習会の当日に制御基板のIMUのデータが取得できなくなったり、直していたらパターンが剥がれたり、基板が燃えたりと回路班のメンバーに多大な精神的な負荷をかけてくれるいたずらっ子でした。
また、2022年度のシーズンでは大会直前にXT30コネクタの逆刺しで基板が燃えるという珍事件も起きてしまい基板の予備が完全になくなりました。いつも通りの遠征の練習会の1週間前あたりの出来事です。
基板が燃えるのもつらいですが、はんだづけをするのもつらい、予備がないのもつらいとつらいが折り重なってしまい(燃えた)基板を見るのも嫌になるほど追い詰められたのではんだづけの外注をすることにしました！今年度の全日本練習会の前の9月の時点で必要な基板が5枚のところ動く基板が6枚だったので実装サービスに出して動作確認済みの基板であれば量産しても大丈夫だろうというこで、実装サービスに外注することにしました。そこで使用させていただいたのがFusionPCBさんです。
実装サービスの品質に関してと感想
基板の発注方法は、こちらの記事が参考になると思います。
https://kohacraft.com/archives/201905301435.html
手で実装した基板と比べるとはんだづけの品質はとても綺麗で最高だぜ！ってなりました。
左が実装サービスを利用したもので右が手はんだのものです。やはり左の実装サービスを利用した方が綺麗ですね。手はんだの方はうっかりPHコネクタ(写真上側)を溶かしてしまっています…
細かく比較すると実装サービスを利用した基板の綺麗さがさらに良く分かります。
上の手はんだの方は水晶振動子や抵抗が曲がって付けられています（そのうえ付けるLEDのサイズを間違えて付けています）が、下の実装サービスを利用した基板は非常に綺麗に付けられています。
表面実装のピッチが小さいものに関しては、携帯のカメラやルーペ、フラックスなどを駆使してはんだづけが成功しているかどうかを判定する必要がありました。ただ、実装サービスに出すことではんだづけが綺麗になり、初回の電源投入時以外は携帯のカメラやルーペが活躍することもなく、はんだの量も以前よりも適量になったためいいことづくめだと思っています。
動作確認
マイコンにプログラムを書き込み、6Sリポバッテリーから給電して基板の動作確認を行いました。
電解コンやDCDCコンバータ周りの二つのLEDが電源の給電確認・降圧の確認用で、しっかり電源回路が動作していることが分かります。
画像下側の並んでいるLEDを点灯させる事でマイコンに正しくプログラムの書き込みが出来ていることが確認できました！
今回は上手く書き込みとプログラムの動作確認が出来ましたが、はんだづけの信用度が低い場合ははんだ不良なのかプログラムのミスなのか問題を切り離せないためデバッグにとても時間がかかっていました。実装サービスを利用した基板だと、はんだづけの信用度が高いためデバッグの効率が良さそうだと感じました。これからこの基板でロボットを動かすのが楽しみです！
こんな人におすすめ
手はんだで厳しいSMD部品を使用している基板や、部品が密集している基板を作っている、はんだづけが苦手、めんどうな方におすすめです。
基板の発注をする際の手間と予算が手はんだ用に比べて少し多くなりますが、運用用途の基板を作る際には是非実装サービスを使用してみてください！
Seeed Fusion PCBの基板実装サービスは以下のリンクからどうぞ！
初見の方は、初めまして
第1回を見てくださった方は、お久しぶりですOOEDO SAMURAIです。
第2回である今回は、10/22・10/23に行われたPhoenix様との練習試合の模様をお届けしようと思っております。
Phoenix様は私どもと同じRoboMasterのチームで新潟の長岡にて活動をしているチームです。
練習試合はPhoenix様の拠点にて行われたので、長岡にお呼ばれする形になりました。
まずはじめに驚いたのは拠点の広さ！
筆者は他チームの様相を見るのは初めてだったので、うちもこれくらい大きな拠点があったら良いな～と思わざるを得ないほどでした。
1日目は機体の調整やチーム同士の交流が主でした。
先ほども述べた通り、筆者は初交流だったので他のチームの機体はとても新鮮に映りました。
隣の芝生は青く見えるとはよく言ったもので、Phoenix様の機体はカッコよく見えるんですよね～（もちろん、うちの機体もカッコイイですが！）
調整などの作業を行った後は、Phoenix様からお寿司を振舞っていただきました。
お酒などもありお寿司・お酒ともども、とてもおいしくいただきました。流石、本場新潟ですね。
2日目は練習試合が主でした。
手塩にかけたロボットたちが、撃ちつ撃たれつしている様は、いつ見てもテンションの上がるものです。
そのような感情的な面以外にも、実戦形式で機体を動かすことで、今まで見えてこなかった不具合であったりウィークポイントが見えてくるので
その後のデバッグ作業が捗ります。（これは技術者にとっては嬉しい悲鳴ですが・・・）
Phoenix様との練習試合はこのような感じでした。
今回の練習試合を経て、11/18・11/19の本番に向けてラストスパート頑張っていきます‼
では、今回はこの辺で、次回またお会いしましょう
私どもOOEDO SAMURAIは活動4年目に入りました。
おかげさまでいくつかの賞を受賞するなど、一定の評価を頂いております。
また、支援していただいているスポンサー様も増え、大変ありがたく思っております。
スポンサー様を始めとする今までOOEDO SAMURAIに注目してくださっている方々にはより深く私どもを理解していただくために
はじめましての方や今後関係を結ばせていただく方々にはOOEDO SAMURAIを身近に思っていただくために
OOEDO SAMURAIのこれからの軌跡をブログの形式で残すことになりました。
今回はその第1回としてOOEDO SAMURAIの自己紹介を行っていこうと思います。
とはいっても、理念や沿革などの外見の部分はホームページのAbout Usの方を見ていただければと思うので、よりOOEDO SAMURAIの中身に近いご紹介ということで定期的に開催している練習会の模様をお届けします。
OOEDO SAMURAIは定期的にスポンサーであるASOBIBA様の施設を用いて練習会を行っており、その練習会が先日、9月24日にありました。
今回の練習会は1番機体のHero「とうふ」、3番機体の歩兵「三好」、7番機体の哨兵「七瀬」の開発・調整がメインでした。
こんな感じで開発を行っております。
基本的には、機体に指示を入力→動作確認→不具合を修正、の繰り返しであり、パソコンやコントローラーなどを持ち替えつつ、安全メガネかけたり外したりしながらフィールドを右往左往しているのが写真から感じられるのではないでしょうか。
機体の開発・調整以外にも、技術やそれ以外の分野に関わらずここで話して出たアイデアが実現し、チームの発展につながるということもよくあることです。
私どもOOEDO SAMURAIはコロナ禍に生まれたチームであることもあり、基本的な進捗報告やミーティングなどはすべてオンラインで行っております。
その為、このような定期的なチームメンバーがリアルで話す機会は、筆者個人としては大変面白いものでもあります。
また、今回はこの様な開発の風景を見たいと仰っていただいた企業様が見学にいらしたりもしていました。（ありがとうございます‼）
より練習会の臨場感を味わいたい方や企業様はホームページのContactからぜひOOEDO SAMURAIにご連絡を！
OOEDO SAMURAIの日常を感じていただけたでしょうか？
少しでもチームの雰囲気を感じ、興味を持っていただけたら、筆者冥利に尽きます。
では、第1回はこの辺で、次回またお会いしましょう！