＜初めての電子基板制作に挑戦＞
鉄道模型は電気で動く模型です。電気の仕組みを少し理解するだけで、Nゲージの楽しみ方がぐっと広がります。今回は、以前から気になっていた電子基板の制作に初めて挑戦してみました。
とはいえ、電子工作はまったくの初心者。仲間に教えてもらったり、YouTubeで情報を集めたりしながら、少しずつ理解を深めていきました。この記事では、初めての電子基板制作の流れをご紹介します。
＜DCC鉄道模型向けの電子基板を作る＞
今回制作するのは、DCC鉄道模型で使用できる「アシンメトリーDCC（ABC停止システム）」の基板です。回路図も比較的シンプルで、初心者にも取り組みやすい内容です。
この装置については以前、基盤なしに部品を直接半田付けして装置を自作したことがありました。
＜アシンメトリーDCCとは？＞
アシンメトリーDCCは、線路の左右の電圧差を利用して、DCCデコーダーが列車を自動停止させるシステムです。回路図は公開されており、構造もそれほど複雑ではありません。
回路図と使用部品
今回使用した部品は以下の3種類です：
1.電源コネクター × 2
2.ダイオード × 1 ショットキーバリアダイオード 45V2A SBM245L
3. ファストリカバリーダイオード × 4 ファストリカバリーダイオード 400V2A 20NFA40
詳細は別記事で解説しています。
＜基板設計ソフト「KiCad」＞
基板設計には、フリーソフト「KiCad」を使用しました。初心者向けの解説動画も多く、導入しやすいツールです。
基本操作は、仲間に聞いたりYouTubeの動画を参考にしながら習得しました。
インストール方法
youtubeで検索すると初心者向けの解説動画がたくさん出てきます。
こちらの動画を何回も観て、同じものをつくてみたりして勉強しました。とても参考になりました。
【未経験者OK】KiCadの使い方｜基板設計～発注方法までをわかりやすく解説！
https://youtu.be/OWHsp5ImU4I?si=1VnHjpqBF6Uhsfb5
細かい部分で迷った際は、詳しい仲間に相談したり、AIに質問したりして、少しずつ理解を深めました。
＜基板データの作成＞
KiCadを使った基盤製作の大まかな流れは
1.回路図の作成
2.回路図を元に基盤データ製作
3.発注データの出力
といった感じです。
まずは回路図の製作です。
公開されている回路図を元に制作します。使用する部品などもこの時に指定します。使いたい部品が見当たらなかった（ファストリカバリーダイオード）ので、似たもので代用しました。
次に基盤データの作成です。
回路図を元に基盤データを作成します。
部品を配置して配線図を描きます。各部品が収まるように外形の大きさを決めます。
設計する基板のサイズは5cm × 5cm。
代用していた部品を、実際使用する部品の大きさに調整しました。穴の大きさは実測して少し大きくしてあります。
完成したら3Dビューアーで完成図をみることもできます。
部品選定と配置調整には時間がかかりましたが、無事に設計を終えることができました。
設計が完了したら、基板製造用の「ガーバーデータ」を出力します。「ガーバーデータ」とは、発注するために回路図と設計図を製造用のデータに変換して出力されるデータのことです。
＜基板の発注＞
今回は「JLCPCB」で基板を発注しました。
初回登録キャンペーンを利用し、制作費2ドル＋送料1ドルの合計3ドルで注文。登録手続きもスムーズで、データのアップロードも問題なく完了しました。
送料を抑えた分、到着まで約10日ほどかかりました。
＜基板の到着とテスト＞
届いた基板は5枚入り。
早速1枚を使ってテストを行いました。ファストリカバリーダイオードの足が太めだったため、基板に収まるか心配でしたが、問題なく取り付けることができました。
部品をはんだ付けし、mt40製のデコーダーを使用して実験。
線路にギャップを設けて列車を走行させると、ギャップ通過後に自動停止。基板は正常に動作しているようです。
＜まとめ＞
DCC鉄道模型で使用できる電子基板を初めて制作しました。YouTubeで学び、仲間に助けてもらいながら、初心者でも無事に完成させることができました。
いきなり難しい回路を制作しないようにすれば、初めてでも十分に取り組める内容です。制作費も安価なので、興味のある方はぜひ挑戦してみてください。
