7セグ回路を作ってみた(Part1 設計)

初めまして、高専生のなかひろです。
今回は、Seeeduinoと7セグメントLED実装用の基板を作成してみました。

そもそも7セグとは

7セグとは、7-segment LEDの略で下の画像の様な数字を表現できるディスプレイです。
今回は2桁の7セグを使ってみました。

• 

参照：秋月電子通商（7セグメントLED表示器 高輝度赤2文字 アノードコモン ボディ黒 A-552SRD）

何で制御するか

今回は「Seeeduino XAIO」という小型の互換ボードを使いました。
普段ならArduino Uno等のマイコンで制御するので十分だと思います。

参照：秋月電子通商（Seeeduino XAIO）

部品データ(Library)を作成

まず回路図上で表示される部品(Symbol)を作りました。
小型のタクトスイッチも使おうと考えていたので、Seeeduino XAIOと7セグに加えて作成しました。

• 

• 

• 

次に、基板上に描画される部品(Footprint)を作りました。

• 

• 

• 

最後に3Dモデル(3D-Package)をモデリングしました。結構大変でした..

あとはDevicesでそれぞれを紐付けすれば、ライブラリの完成です。

回路図(Schematic)を描く

前項で作ったライブラリと標準で用意されているライブラリを使って、回路図を描きます。

• 

Seeeduino XAIOはデジタルI/Oがそこまで多くないので、少ないピン数で制御できるダイナミック点灯制御に挑戦しました。
ダイナミック点灯制御については下記のページが分かりやすかったです。

参照：Arduinoで遊ぶページ（4桁7セグメントLEDで始めるArduino）

スイッチについてはピンが余ったこともあり、7セグのDPの点灯を制御しようとしたので追加しました。
DP-2は個人的に使うことがないと思って、接続していません。
ERCでエラーが出たから配線しましたが、Seeeduinoの5VピンにVCCピンを接続する意味はよく分かっていません…

ボード図(PCB document)を描く

スケマティックの画面から「Switch to PCB document」を選択すると、回路図で設置した部品に対応したフットプリントと仮の配線(Air Wire)が表示されます。
RouteコマンドでAir Wireをなくしていきます。
3Dパッケージで一目瞭然ですが、ピンソケットの上に部品を置く予定なので、Seeeduino XAIOや7セグ上に抵抗等を配置できました。

• 

部品の大きさと同等まで基板を小型化できたので良かったかなと思います。
初めての基板設計で2層基板は難易度が高く感じましたが、部品を規則正しく配置する事ととにかく試行錯誤する事が大事だと思いました。

3Dモデルを見てみよう

部品の配置が終わったら、ボード図の画面から「View 3D PCB」をクリックすると、対応した3Dパッケージが3Dモデルとして見ることができます。

下図の通り、問題なく3Dモデルに出力されていることが分かります。
次回は、実際に基板を発注して動作確認をしたところを書こうと思います。

• 

• 

• 

• 

• 

•