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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 記事を読む
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 記事を読む
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。

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ミルエアロ市場向けの設計—衛星 ミルエアロ市場向けの設計—衛星 1 min Blog 海軍向けに開発された 製品と同様に、衛星は製品開発サイクル中に対処しなければならない特定の環境条件の対象となります。放射線耐性ICからヒートパイプ、信頼性への極端な重視に至るまで、衛星で使用されるPCBは、非常に特殊な運用問題に直面しています。この記事では、衛星で使用されるPCBを設計する際に関連する課題と、その設計環境のユニークさについて説明します。 数は少ないが、非常に高価 海軍向けのアプリケーションと同様に、衛星用に開発されたPCBは、非常に高価で量が少ないという特徴があります。さらに、これらの製品を構築できる製造業者と組み立て業者は、高度に専門化されており限られています。 注：私が軍事・宇宙衛星について話しているとき、それらは監視用のものや巨大な通信ネットワークをサポートするためのものです。例えば、GPSはもともと軍事用に作られたもので、今日でもそれを維持しています。 衛星PCBの高コストは、それらに組み込まれた技術および前述の低ボリュームのために当然のことです。さらに、これらのPCBはプロジェクト固有の傾向があるため、一つの衛星/プログラム用に構築されたPCBが別のものに容易に転用されることはありません。 以前に述べたように、ミルエアロプログラムでは、PCB製造に関連する文書の量は、基板自体のコストの2倍になることがあります。さらに、基板製造業者と組み立て業者は、ミルエアロプロジェクトのために認証されなければならず、それは時間、労力、コストがかかる提案です。 空を見上げてみよう：それは鳥か、飛行機か、いや、衛星だ 衛星の 信号整合性の問題については、同じレベルの技術（ICコンポーネント）が特定の実装で使用されているため、他のすべてのアプリケーション環境と同じです。さらに、衛星には、他の製品実装で使用されるのと同じパフォーマンスプロセッサ、マイクロ波製品、RFラジオが含まれています。 衛星PCBの開発において遭遇する環境固有の課題には以下が含まれます： PCBは、打ち上げ時の衝撃に耐えることができなければなりません。 ICは放射線耐性が必要です。 最終製品は最小限の重量でなければなりません。 厳しい電力消費の制限があります。 冷却要件が高まっています。 信頼性は非常に重要な懸念事項です。 これらの課題について順番に対処します。 打ち上げ時の衝撃 打ち上げ時の衝撃基準は、発射台からミサイルを持ち上げるために必要な数メガトンの推力を考慮に入れると、ほぼ既定のものと言えます。海軍での高度に腐食性の環境での運用に耐えられるように、衛星では、PCBパッケージが過設計で、過剰に構築されているように見えることがあります。その理由はかなり明確です。打ち上げプロセス中にPCBがいかなる損傷を受けた場合、宇宙に到達してからは修理する方法がありません。 記事を読む
ユニークなフレックス終端方法 独自のフレックス終端方法 1 min Blog 基本的に、 どのようなコネクタも、硬質プリント回路基板に選択するものは、柔軟な回路にも組み込むことができるということを知っておくことが重要です。従来のスルーホールやSMTコネクタ、高密度円形コネクタ、Dサブミニチュアコネクタ、ピンとソケットコネクタ、リード付き、リードフリーなど、 柔軟な材料を考慮する際には、すべてのオプションを検討するべきです。 ただし、コネクタエリアをサポートするためにスティフナーが必要な場合に推奨される設計ルールを見直し、実装することを忘れないように少し話題を逸らします。多くの場合、コネクタ自体が柔軟な材料よりも重く、サポート用の追加スティフナーなしでは、ストレスや導体の亀裂を引き起こす可能性があります。しかし、話題に戻りますが、今日のブログでは、柔軟な回路に特有のいくつかの終端方法について話します。ZIFコネクタ、サポートされていないフレックスフィンガー、圧着接触。 ZIF (Zero Insertion Force) コネクタ: ゼロ挿入力コネクタは、いくつかの利点を持つ、ますます人気のある接続方法の一つです。フレキシブル回路は、銅トレースにほとんど機械的な摩耗を与えることなく、複数回挿入および取り外しが可能です。ZIFコネクタには、露出したトレースにクランプダウンする機械的なラッチングメカニズムがしばしば含まれており、長持ちする頑丈な接続を保証します。フレックスをリジッドボード上のZIF「メーティング」コネクタに直接挿入することで、メーティングコネクタの必要性を排除し、接続プロファイルを最小限に抑えることができ、コストと重量を最小限に抑えることができます。 メーティングZIFコネクタの例。 ZIFコネクタに直接接続されるフレックスを設計する際には、いくつかの点に注意する必要があります。まず、メーティングエリアの全体的な厚さが重要です。一般的に、コネクタに挿入される回路の端からの共通の厚さ要件は0.012インチ +/- 0.002インチです。しばしば、フレックス回路の全体的な厚さはこれよりも薄く、接触エリアにポリイミドのスティフナーを追加してその厚さに達する必要があります。再び、少し話題が逸れますが、 カバーレイとスティフナーの終点は、回路にストレスポイントを追加しないように、少なくとも.030インチ重なるようにすることを忘れないでください。 設計に組み込むべき二つ目の点は、ZIF端子のアウトライン公差がしばしば+/- 0.0002インチであることです。これは標準のアウトライン工具よりも厳しいもので、その仕様を満たすためには特殊な工具が必要になることがあります。アウトラインをレーザーカットするか、クラスAの工具がこれらの厳しい要件を満たすためによく使用されます。 最後に注意すべきことは、複数回の挿入が必要になる場合、表面仕上げの選択がどのような影響を与えるかを考慮することが重要です。薄いメッキを指定している場合、繰り返しの挿入と取り外しによって薄い金属が削り取られ、下の金属が露出する可能性があります。 サポートされていないフレックスフィンガー この終端オプションは非常にカスタマイズ可能であり、本質的にはカバーレイやベース材料によって三方向から囲まれていない導体の延長部です。これにより、フレックスのどちらの側からもアクセス可能な「自由浮遊」導体が作られます。これらのフレックスフィンガーは、ピッチ、長さ、位置の特定の要件を満たすためにカスタムビルドすることができ、インストールと使用中に柔軟性を保ちながらも堅牢な終端を提供します。この方法は、PCBや他のコンポーネントへの直接接続を容易にします。これらのサポートされていないフレックスフィンガーは直線形であることも、 記事を読む
統計解析の学習 統計分析と統計ツールの学習 1 min Blog 誰もが知っているように、今は厳しい時代です！ こんなに厳しい時には、稼いだお金を無駄にしたくないものです—それは大変な努力で得たものですから！ そんな時、設計の選択が頭に浮かびます。悪い選択はすべて結果に直結します。では、意思決定を改善するのに役立つツールは何でしょうか？ 統計的な選択や確率が思い浮かびます。プリント回路の設計トレードオフは常に予測が難しいものでした。制御できない要因が常に私たちの意思決定プロセスに入り込む可能性がありますが、助けがあります。 すべての意思決定はある種のフィードバックループです。しかし、私が焦点を当てたいのは「分析」ブロック、より正確には、分析を構成する「人間の決定」です。 人間の意思決定 分析の最初のリンクは人間のリンクです。高レベルの目標（ゴール）は以下の通りです： 設計を期限内に完了する バリエーションを減らす 製造初回合格率を向上させる 修理と再作業を減らす 品質と信頼性を向上させる 作業品質を向上させる 人が使用する可能性のある意思決定ツールと方法には以下が含まれます： パレート図 原因と結果の図 多変量 実験計画法 プロセス最適化 管理図 記事を読む
基板レイアウト再利用時のコンポーネントライブラリエラーの解決 基板レイアウト再利用時のコンポーネントライブラリエラーの解決 1 min Thought Leadership 適切なPCBデザインパッケージを利用すると こうした古い携帯電話のレイアウトを再利用することもできます 最近、新しいパソコンを購入しました。古いハードドライブのデータが「魔法にかかったように」壊れはじめたせいです。新しいパソコンに入り込んでデータを移し替えると、昔のデータを再利用できなくなるのではないかと不安になりました。テキストファイルや画像のような単純なものなら、問題はありません。ファイルをすぐに開き直して再利用できます。PCB設計データを利用すれば、古いレイアウトを新しいプロジェクトで当たり前のように再利用したくなるかもしれません。場合によっては、地球の反対側のユーザーと設計を共有し、プロジェクト内のすべてのデータにアクセスできるようにしたいと考える可能性もあります。 この場合、 Altium Designerの新しいバージョンで以前の設計データを利用できるようにするために、注意すべきことがあります。Altium Designerのライブラリ管理機能を使用すれば、古い設計データを新しいプロジェクトに簡単にインポートし、新しい設計で使用することができます。Altium Designerで古いデータを再利用する方法について、いくつか見ていきましょう。 古いレイアウトの再利用 古い基板レイアウトを新しいプロジェクトで再利用する方法はいくつかあります。回路図および基板レイアウトはライブラリのコンポーネントデータに依存するため、設計データがこのデータに適した位置を指していることを確認する必要があります。例として、Altium Designer 19で作成した回路図およびレイアウトを見てみましょう。このレイアウトと回路図には、「Miscellaneous Devices」ライブラリ(Altium Designerに付属している)の100pFコンデンサーと、ATMega328Pマイクロコントローラーが含まれています。マイクロコントローラー用の統合ライブラリは、インターネットからダウンロードしたコンポーネント データから作成しました。 回路図と基板レイアウトは独自のプロジェクトで作成されたもので、回路図ファイルとレイアウトファイルはローカルハードドライブに保存されています。これらのファイルを別の設計者に転送するシミュレーションを行うため、私は新しいプロジェクトを作成し、Altium Designerの[Components] パネルからATMega328Pマイクロコントローラーライブラリをアンインストールし、コンピューターから統合ライブラリファイルを削除しました。 回路図ファイルと基板レイアウトファイルを新しいプロジェクトで開くだけの場合は、フットプリント シンボルと回路図シンボルを表示できますが、コンポーネントのデータにアクセスすることはできません。コンポーネントのプロパティ(PCBエディターの 記事を読む