熱電対付きサーモグラフィの試作(ハードウェア)

赤外線アレイセンサ(MLX90640）を使用した熱画像表示器を試作しました。

システム構成図

図1. 構成図

メインボード

図2. CPU端子機能割り付け表

図3. メインボード 回路図-1

図4. メインボード 回路図-2

図5. 基板のパターン

図6. フットプリント

図7. メインボード

図8. メインボード(実装後)

図9. 部品表(メインボード)

LCDインターフェイスボード

図10. LCDインターフェイスボード 回路図

図11. 基板のパターンとフットプリント

図12. LCDインターフェイスボード(部品実装前と実装後)

図13. 部品表(LCDインターフェイスボード)

センサインターフェイスボード

図14. センサインターフェイスボード 回路図

図15. 基板のパターンとフットプリント

図16. センサインターフェイスボード(部品実装前と実装後)

図17. 部品表(センサインターフェイスボード)

ZHコネクタ(1.5mmピッチ) 用ケーブルの作成

メインボードとLCDインターフェイスボードにZHコネクタ(1.5㎜ピッチ)を使用しています。電線を圧着してボード間の接続ケーブルを作成します。

圧着工具は、(株)エンジニアのPAD-11 (PA-09も可)を、電線はAWG28相当を使用しました。(秋月電子通販コード　P-11640)

図18. 圧着工具(PAD-11)と使用電線

手順:

ピンセットでコンタクトをつまみ、圧着工具にセットします。ダイス幅 は1.0を使用します。電線を入れ圧着します。

図19. 電線の圧着

コンタクトの被覆部分をラジオペンチで成型します。圧着工具で被覆部分をかしめます。ダイス幅は1.3を使用しました。

図20. 被覆部分のかしめ

ZHコネクタのハウジングに入れます。

図21. ハウジングへの挿入

チップ部品のはんだ付け

 今回は0402(1005 メートル法)サイズのチップ抵抗、コンデンサを使用しました。糸はんだ、小手先もなるべく細いものを使用しましたが、はんだの付け過ぎになってしまいました。

図22. はんだが多い

先曲がり型のピンセットを使用すると、はんだ付け前に部品を固定しやすいです。

図23. 先曲がり型ピンセット(P-672)と真っすぐなピンセット(PT-02)

図24. 使用機材

部品の外形寸法の間違い

基板が出来上がってから、エミュレータ接続用コネクタとDCジャックの間隔が狭く、取り付けられない事がわかりました。

図25. 取り付け不可(間隔が狭い)

原因はエミュレータ用コネクタの外形を表すシルクの幅が、実際の部品より狭いためでした。(以前も同じフットプリントを使用していましたが、近くに部品が無かったので気づきませんでした。)

図26. 部品外形寸法の間違い

　とりあえず部品を削って対応しました。

図27. 部品を加工して取り付け

KiCad PCBエディタの印刷により、部品のフットプリントとレイアウトが確認できます。この時点で、実際に部品をのせて確認しておけば回避できました。

図28 PCBエディタ　印刷