第 2 特集 ラズベリー・パイ用アナログ・シールド 製作チャレンジ 第2章 12 ビット× 8 チャネルの A−D コンバータと ラズベリー・パイを SPI 接続 完全フリーの人気 CAD KiCad で回路図を作る 1 其の二 志田 晟 2 Akira Shida 3 KiCad操作の範囲 回路図エディタ（EESchema） あり ライブラリ・ エディタの管 理がポイント フット プリント 作成 コンポーネント：回路部品 フットプリント：部品の基板上のデータ（パッド/穴） ライブラリ・ エディタの管 理がポイント 基板発注 ガーバ・チェック ガーバ・データ作成 基板作図作業 ネットリスト作成 部品選定もここ で行っておく なし フットプリント割り付け あり コンポー ネント 作成 未登録フットプリント アノテーション・ERC 回路図作業 未登録コンポーネント 元回路図︵手描き︶作成 回路・基板仕様を決める なし App 基板エディタ（Pcbnew） ガーバ・ ビューア で確認す る アノテーション：部品への番号付け ERC：電気的なルール・チェック 図 4 回路図作成からガーバ・データ作成，発注までの流れ （基板設計ツール KiCad バージョン 4 を使用） やみくもに基板 CAD を動かし始めても，なかなか 基板データはできあがりません． どのような機能の回路を作るのかという構想・内容 を明確にし，作業全体の流れを把握して必要なデータ を準備してから取り掛かると，基板設計の作業が効率 が上がります． KiCad（ 主にバージョン 4）を想定した，基板の設計 から発注までのおおよその流れを図 4 に示します． STEP1：基板の仕様をまとめる センサ・モジュールから出力されるアナログ信号を ディジタル・データに変換する，センサ・モジュール は 4 個以上つなげられるようにする，など回路の機能 をまとめ，仕様を決めます．回路の条件などをリスト アップします． ● A−D コンバータは入手しやすい MCP3208 PiAD ボードの主要な機能は，ラズベリー・パイと アナログ信号をインターフェースすることです． 複数のアナログ入力源に対応したいので，8 チャネル 入力で分解能 12 ビットの A−D コンバータ MCP3208 2016 年 7 月号 を選びました．秋月電子通商などで販売されていて入 手しやすく，ラズベリー・パイと組み合わせた実例が 多いという理由で選択しました． ● ラズベリー・パイとの接続方法 PiAD ボードの機能を図 2 に示します． ラズベリー・パイの GPIO ピン・ヘッダに直接とり つけることができます．ピン・ヘッダから 40 ピンの フラット・ケーブルで配線を引き出し，その先に取り 付けることもできます． PiAD ボードをラズベリー・パイに直接取り付ける と，GPIO が す べ て ふ さ が り ま す． さ ら に 外 部 へ GPIO 信号が取り出せるよう，GPIO ピン・ヘッダと 同じ配置のヘッダを基板上に配置しました． ● センサ・モジュールを直結できる入力端子 A−D コンバータへアナログ信号を入力するために， ピン・ヘッダを基板の端に並べることにしました．ピ ン・ヘッダに，外部のセンサからの線を繋いで使いま す． 外部センサは，電源を必要とするので，信号だけで なく電源と GND もピン・ヘッダに出してあります． 113
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