筆者について

Mark Harris

Mark Harrisは「技術者のための技術者」とでも言うべき存在です。エレクトロニクス業界で12年以上にわたる豊富な経験を積んでおり、その範囲も、航空宇宙や国防契約の分野から、小規模製品のスタートアップ企業や趣味にまで及んでいます。イギリスに移り住む前、カナダ最大級の研究機関に勤務していたMarkは、電子工学、機械工学、ソフトウェアを巻き込むさまざまなプロジェクトや課題に毎日取り組んでいました。彼は、きわめて広範囲にまたがるAltium Designer用コンポーネントのオープンソースデータベースライブラリ (Celestial Database Library) も公開しています。オープンソースのハードウェアとソフトウェアに親しんでおり、オープンソースプロジェクトで起こりがちな日々の課題への取り組みに求められる、固定観念にとらわれない問題解決能力を持っています。エレクトロニクスは情熱です。製品がアイデアから現実のものになり、世界と交流し始めるのを見るのは、尽きることのない楽しみの源です。

Markと直接やり取りする場合の連絡先: mark@originalcircuit.com

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Altium Designerを最も効率的に使用する方法

Altium Designerを最も効率的に使用する方法 1 min Blog Altium Designer^®の素晴らしい点の一つは、ショートカットが多く、それらがどれだけカスタマイズ可能であるかです。少し前に、私のデータベースライブラリのチャットチャネルで、ショートカットについて、そして私たちがどのようにメニューをカスタマイズして、できるだけ迅速かつ効率的に回路図を描き、ボードをレイアウトするかについての非常に良い議論がありました。私たち多くが同様のショートカットを使用し、愛用していますが、共有する価値があると思った興味深い使用例が十分にありましたので、私のお気に入りのショートカットと基本的なカスタマイズ、さらにコミュニティからのいくつかを共有したいと思います。マウスバインディング私はLogitech M570トラックボールマウスを使用していますが、プロジェクトでいっぱいのデスクでマウスを動かす余裕がないほど素晴らしいにもかかわらず、「追加ボタン」の部分では非常に不足しています。私のコミュニティのメンバーの一人は Logitech G600マウスを使用しており、ゲーマー向けにターゲットされた多数の設定可能なボタンがあります。マウスのスタイルの好みに応じて、カスタムキーバインディング用の多くのボタンを備えた類似のデバイスも多数あります。彼は、赤を回路図編集用、青を部品配置用、緑を配線用とするようにモード設定をしています。彼の最もよく使うショートカットは、親指で素早く簡単に操作できる範囲にあります。どのボタンが何をするのか覚えてしまえば、マウスから手を離すことなく非常に迅速に回路図を描き出すことができます。 3Dマウス通常使用しているマウスはかなり基本的なものですが、キーボードの左側には3D Connexion SpaceMouse Proも持っています。より新しいモデルもありますが、SpaceMouse Proは現時点で必要なことを全てこなしてくれており、AmazonやeBayで中古品をかなり安価に手に入れることができます。Altium Designerの3Dビューアーはマウスでの移動を完全にサポートしており、非常に迅速かつ正確な動きを可能にします。もし、さまざまな3Dソフトウェアパッケージ（例えば、SolidWorks、Fusion 360、3ds Maxなど）を多用するなら、3Dマウスを使用することで、3D空間内でのオブジェクトの移動に一貫したインターフェースを提供します。マウスを掴むと、ソフトウェア内で部品を掴んだかのようになり、持ち上げると回路基板が上に移動し、押し出すとAltium Designer内で回路基板が遠ざかるなど、操作が可能です。3Dマウスを使うと、内蔵されたポジショニングボールと比較して、PCBを3Dビューアー内で正確な角度やフレーミングで数秒で可能にします。画面録画ソフトウェアを使用している場合、制御の精度が非常に滑らかなので、クライアント用に回路基板のフライオーバーや回転ビューを簡単に作成でき、ビューアー内で滑らかな動きを簡単に作成できます。 3Dマウスデバイスは、3Dボードビューで役立つだけでなく、多くのボタンを備えており、それらを設定するためのソフトウェアが付属しています。

低消費電力の頑丈なネットワークアタッチドストレージサーバーの設定

低消費電力の頑丈なネットワークアタッチドストレージサーバーの設定 1 min Blog IoTデバイスや連続動画の録画などを構築する場合、低消費電力で高容量の記憶システムが必要であり、できれば安価なハードウェアを使用することが望ましいです。特定のケースでは、デバイスがリモートであったり、産業機器、ロボット、または車両に取り付けられるなど、高い振動強度に対処する必要があるかもしれません。このような状況では、固体記憶装置が不可欠です。 Raspberry Pi? 私は、Raspberry Piを使用してネットワーク接続ストレージサーバーを構築することから始めました。結局のところ、それらは素晴らしいシングルボードコンピューターです。しかし、この種の用途にはあまり理想的ではないいくつかの点があります。まず、最新の3B+ではネットワークポートが300Mbit/s、古い世代では100Mbit/sしかありません。次に、USBポートはUSB 2.0（480Mbit/s）のみで、USB 3.0（5Gbit/s）よりもかなり遅いです。USBコネクタは、高振動環境では常に最適とは限らず、このために断続的な接続エラーを起こしたり、ケーブルがしっかりと固定されていない場合には疲労で故障することがあります。特にUSB 2.0のケーブルは、VFD駆動モーターなどの高EMI環境では特に性能が良くありません。 ODroid HC1! 市場には魅力的な選択肢が数多くありましたが、私はイギリスのディストリビューター（https://odroid.co.uk）からODroid HC1（Home Cloud 1）を選びました。これは非常にコンパクトで手頃な価格のシングルボードコンピュータです。HC1の広告されているベンチマークは、同じ価格帯の他のシングルボードコンピュータと比較してもかなり驚異的です。 Hard Kernelから直接購入した場合、ユニットのコストはUS$49で、送料、電源、ハードドライブは含まれていません。Hard Kernelは、支払いに応じて処理能力の高いRasPiフォームファクターの印象的なボードも提供しています。HC1は、ネットワーク接続ストレージを制御することに特化しており、余計な機能を一切省いた点で私にとって魅力的でした。また、巨大なヒートシンクに取り付けられているにもかかわらず、かなりコンパクトで、オープンエンクロージャーとしても機能しますが、上部カバーを付けたい人のためのオプションもあります。 WiFi機能が組み込まれていること、そしてディスク障害が発生した場合のRAIDとデータセキュリティのために複数のドライブを動かす能力があることを望んでいました。Odroid

実装業者向け出力の生成

実装業者向け出力の生成 2 min Blog 先日、比較的経験の浅い技術者から、実装業者が問題なく作業できるためにはどのようなファイルを送ればよいか、また、実装業者が設計について不明点を明らかにするための質問の数を減らすにはどうすればよいか、という質問を受けました。その技術者は、大手の企業で専門職として数年間働いており、自分がかかわっている製品の出力を生成する責任もなければ、その出力を目にすることもなく、実装の経験といえば、趣味や大学のプロジェクトを通じて自分で組み立てたことしかありませんでした。実装業者に適切なファイルを送らなかったり、設計者の意図を十分に明示した出力を提供しなかったりすれば、実装業者との理解の相違を解消するために作業が行きつ戻りつして遅れが生じる可能性があります。この記事で紹介する方法は必ずしも業界のベストプラクティスではありません。筆者自身が、外注の実装業者や製造業者にファイルを送った際の不明点を減らすために何年もかけて改善してきたプロセスです。カナダ、ヨーロッパ、中国の実装業者と一緒に働いている筆者の場合、このプロセスがうまく機能していることは既に明らかです。この記事で例として取り上げるプロジェクトを直接操作しながら説明を読み進めたい場合は、私が GitHubで使用している基板を入手できます。古い基板ですが、実例を示すという目的には最適です。このプロジェクトを基にして独自の基板を作成し、デジグネータの扱いを練習する場合は、フットプリント用の Altium Designerのデータベースライブラリの古いV1バージョンをダウンロードしてください。デジグネータ基板にデジグネータを使用したがる設計者もいれば、使用する必要性を感じない設計者もいます。筆者個人は、自分のシルクスクリーンにはデジグネータをまったく追加しません。デジグネータの使用について意見がある方は、この記事にコメントする形で理由をお知らせください。自分の経験では、非常に狭い空間にコンポーネントが配置された状態でデジグネータを追加すると、たいていは混乱するので、部品を探す場合は実装図を参照してもらうようにします。回路基板にコンポーネントを配置する際は、すべてのデジグネータを新しいデジグネータメカニカルレイヤーに移し、デジグネータを部品の中央に配置して、必ずデジグネータがコンポーネント自体よりも小さくなるようにします。これは、アセンブリ用出力を生成する際、実際に役に立ちます。各コンポーネントの位置を正確に示すこのメカニカルレイヤーから、非常に明快な図面を作成できるからです。このために筆者が考えたプロセスは、 [Panels]（Altium Designerの右下）≫ [PCBFilters] からアクセスできる [PCB Filter] タブを使用する方法です。フィルターテキストは、単純に「 isDesignator」に設定し、一致するものを選択し、一致しないものを選択解除します。 PCBフィルターの追加により、デジグネータを簡単に選択できます。次に

実装業者用の寸法線付きPCB図面

実装業者用の寸法線付きPCB図面 1 min Blog 前回の記事「実装業者用出力の作成」では、実装業者や請負製造業者がコンポーネントの配置位置を視覚的に特定できるすばらしい実装図を作成しました。ただし、機械の設定などのプロセスを容易にするため、場合によっては、実装業者が基板をより明確に理解できる図面を提供する必要があります。これには通常、面付けの寸法線や基準位置が含まれます。前の記事では、プロジェクトの面付けが非常に単純だったので、実装業者に寸法線や面付けビューを提示しませんでした。多数の基板を含む複雑な面付けの場合、各基板の原点に対する寸法線を記入すると便利です。実装業者が、すべてのPick and Placeファイルではなく、基板固有のPick and Placeファイルを使用する場合、各基板の原点からのオフセットが非常に有効です。実装機によっては、各デジグネータを重複できなかったり、Pick and Placeファイルを1つだけ実行対象から外せなかったりします。同様に、複数の設計がある場合、実装機は、異なる値を持つ複数の同一デジグネータ (R1やC1など) をうまく処理できないことがあります。この制限は、単に機械のソフトウェアのためだけでなく、操作エラーの可能性を減らすためでもあります。したがって、例えば、複数のR1を含む単一ファイルがあり、4つが同じ値で1つが異なる値の場合、機械が同じ値をすべて一度に配置するために、それらをすべてまとめてグループ化してしまうことは、解決が難しいエラーではありません。この面付けは標準とはかなり異なり、4種類の異なるデザインが含まれています。そのうちの2つには、よくない配列のコピーが複数あります。この面付けは、実装業者にとっては扱いにくく、よい配列、または複数の面付けにすべての部品を含むものと比べると、追加の設定作業が多数、発生する可能性があります。これらの基板はすべて、1つの少量生産品で使用されます。そのため、1配列の基板を含む面付けを複数製造するのではなく、ユニットごとに1パネルを製造する方が理にかなっています。上の面付けについて言えば、実装作業に適していないデザインの部分が複数あります。例えば、基板の多くはmouse nibble tabで固定されています。そのため、実装機による配置時の圧力で基板に曲げや反りが生じ、機械内で個々の基板が割れる可能性があります。この部分こそ、設計について実装業者と密接に協力して作業を進めることで、業界のベストプラクティスから外れても生産成功率を維持できるところです。面付けへの寸法線の配置 Draftsmanドキュメントで先に図示した面付けを設定しました。これは、前回の記事と同様に設定されていますが、SMT、およびPTHパッドの表示が追加されています。実装図では通常、パッドを表示するとコンポーネントのデジグネータが読み取りにくくなることがあります。ですが、今回の実装図では、デジグネータが判読できなくてもかまいません。各基板はそれぞれ個別に実装図が作成され、すべての情報が明確に示されているからです。 Draftsmanでは数種類の寸法線を使用できます。右クリックして表示される配置用メニュー、上部のツールバーの配置用メニュー(キーボードで

を押して表示します)、あるいはエディター上部のActive Barからアクセスできます。

電子工学ラボをゼロから作り上げる

電子工学ラボ用機器: ラボをゼロから立ち上げる 3 min Blog 新しい電子工学ラボをゼロから立ち上げていますか？この記事では、予算、工具、初めてのはんだ付けステーション、試作品製作装置などから重要な情報を学びます。

2019年の製造のための設計に関するトップ5のヒント

2019年の製造のための設計に関するトップ5のヒント 1 min Blog 最近、ある大手の電子業界ブログを閲覧していたところ、「製造のための設計」に関するトップ10の間違いについての記事を見つけました。面白くて斬新な内容かもしれないと思い、その記事を読みましたが、驚いたことに、それは10年前に読んだ記事のコピー＆ペーストであり、その記事自体もほぼ10年前の記事の焼き直しでした。古い記事を再加工して「新しい」コンテンツとしてラベリングするのは好きではありません。なぜなら、それは誤った経験則や、さらに悪いことに、無効な「業界のベストプラクティス」を作り出し、永続させる主な方法だからです。電子業界は非常に急速に変化するため、10年以上前に書かれたほとんどのコンテンツは今や時代遅れです。これらの記事で言及されているトップの間違いのいくつかを見て、それらに光を当て、そして今日の業界基準に関連する実際のトップのヒントをいくつか考えてみましょう。トップの間違いの中のトップの間違い鋭角を避ける 2019年後半になりましたが、私たちは最も安価で些細なプロトタイプのPCBでさえ、エッチングプロセスに問題があったとしても、任意の電気的欠陥がある基板を排除するためにフライングプローブチェックを受ける時代にいます。以前読んだ古い記事が私たちに避けるよう警告した最大の間違いは、鋭角でした。なぜなら、それらは酸の罠を作り出す可能性があるからです。トナー転写と自宅でのエッチングを使用している場合、これは真実かもしれませんが、現代の製造方法では、これは問題になりません。フォトアクティベートされたレジスト層を持つボードに使用される光活性エッチング溶液は、ボードファブで非常に一般的です。これらのエッチャントは、鮮明なシャープな特徴を与え、エッチャントが溜まっても、十分な光を得られないため活性化しません。家庭でも非常に簡単に光活性レジスト層を使用することができます。現代のエッチングプロセスは、過去に比べて酸の罠のリスクを大幅に減少させます。ビア・イン・パッドを避ける一般的には、ビア・イン・パッドを間違いだと考えています。しかし、その記事では、熱的な理由からビア・イン・パッドを使用すべきだった例を挙げていました。多くの高電流デバイスは、メーカーがフットプリントに対して推奨するほど、ビア・イン・パッドを必要とします。それが、パッケージから効率よく熱を取り除く唯一の方法です。その記事では、ビア・イン・パッドを使用すると、すべてのはんだが吸い取られてドライジョイントが残ると主張していました。これは100％真実です。確かに毛細管作用によりはんだが引き抜かれますが、ビアの両側をテント処理することでこれを完全に防ぐことができます。特定のケースでは、パッドにはんだマスクを全くしたくない場合、パッドと反対側のビアだけをテント処理することができます。これは、0.4mmまでのビアに対してかなり信頼性がありますが、まだ不安な場合は、ビアの反対側にシルクスクリーンを追加することもできます。これにより、ビアが完全にキャップされることが保証されます。偶然にも、パッド上のビアだけに注意すべきではありません。テント処理されていないビアをパッドの非常に近くに配置すると、そのビアがパッドからはんだを吸い取る可能性もあります。複数の工具サイズの使用を避ける製造業者が非常に厳しい公差で作業する場合、ボード上に似ているが完全に同一ではない穴のサイズを多用すると、ボードのコストが増加する可能性があるという記事の主張でした。しかし、今日のドリリング技術を見ると、これは真実からはほど遠いです。産業用PCBドリルのツールマガジンには、人類が知る限りのほぼすべてのマイクロドリルサイズが含まれており、ツールの交換は信じられないほど迅速です。たとえ13.5milと14milの穴がそれぞれの正確なサイズのドリルビットで穿たれたとしても、PCBシートごとに追加で数秒しかかからないかもしれません。一般的に、ボード製造業者は、これらの穴を公差要件内、または図面で指定した公差内である限り、すべての穴を一つのサイズに丸めます。 PCBのスロットについても同様です。非常に小さいスロット（30-40mil）を使用しても、または20milエンドミルでスロットの角を大きな工具で四角くするための別のフライス加工ルートを指定しても、ペナルティを課されたPCB製造業者にはまだ出会っていません。パッド上のシルクスクリーンを避ける密に配線されたボードでは、あるコンポーネントのシルクスクリーンが別のコンポーネントのパッドに乗るのを避けることは不可能かもしれません。この正確な理由から、私のAltiumライブラリでは、ピン1の指示器シルクスクリーンドットと、可能な限りコンポーネントの下にシルクスクリーン機能を使用して、向きを簡単に判断できるようにしています。まだ、パッドからシルクスクリーンを自動的にクリーニングしてくれる、または少なくともそれを希望するかどうか尋ねてくれる予算のある、または高価なボードハウスには出会っていません。もしパッドにシルクスクリーンがあるボードを受け取った場合、そのパッドでのはんだの濡れ広がりに大きな問題を引き起こし、それが悪い接合を引き起こす可能性があります。しかし、今日の製造業者では、私が経験したことのない問題です。パッド間にはんだマスクを追加しないこの「間違い」を見ると、ただただ頭を振るしかありません。どうしてボード上のパッド間にマスクを追加するのを忘れることができるのでしょうか？Altiumやほぼすべての設計ツールがこれを自動で処理してくれます。多くの細ピッチコンポーネントは、パッド間にはんだマスクを許容しないクリアランスギャップを持っています。それにもかかわらず、Altiumがパッド間に1/1000ミル幅のマスクを生成するのを見たことがあります。Altiumのデフォルトの設計ルールでも、パッド間のはんだマスクを指定するのに完璧に機能します。パッド間のマスクが小さすぎる場合、良心的な基板製造業者は進行する前に知らせてくれますし、あまり気にしない基板製造業者はその機能を削除してそのまま進めます。サイズが間違ったフットプリント数年間、私は実際に購入可能な部品をスキーマティックキャプチャレベルで設計に配置できる大規模なオープンソースのデータベースライブラリを公開してきました。完全で正確な3Dモデルと、Altiumの3Dボードビューおよび3Dボディの衝突チェックを使用すると、部品が衝突する設計を完成させることは非常に難しくなります。Concord