e-tipsmemo

ごった煮

KiCAD BGA基板設計④ 到着編

PCBGOGOの注文画面によると
注文してから2-3日で基板の製造が終わったようだった。
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素晴らしい速さ。

Digikey基準で考えて、
Digikeyの在庫表示では「即時」の物しか部品は入れなかったが
基板が完成してから部品を注文しているのか何かがリードタイムに引っかかったのか
2週間と数日経ってから部品が届いたので、実装を開始するといったメッセージが届いた。
もしかして、Digikeyで頼んでこちらから送ったほうが早かったのだろうか?
(これはこれでアメリカ(Digikey)から買った部品を中国には送るのはいろいろと手間がありそうだが)

また部品実装は進捗表示がないので今どのようなステータスなのかがわからない。

その後、数枚製造された基板の表裏写真をメールで送信される。
そこでOKを返信すれば、すべての基板が実装される。

その後、外観検査がされた後、発送された。

DHLで発送されて受け取り日時を指定できる。

基板には捨て基板がついていて、そこに注文番号がシルクで入っていた。
BGAの実装は以下のような感じ
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KiCAD STEPファイル Fusion360

e-tipsmemo.hatenablog.com

KiCAD 5の目玉機能でSTEPファイルのExportに対応したことがあるが
前回は失敗したので試してみる。

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Footprintにモデルがないと、エラーが出る。
最終的には各部品の3DモデルがSTEPのものだけが出力される
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Exportしたものだが、CやRはKiCADデフォルトのモデルwrlなのでExportに失敗している。
細かい部品はあるだけ重いのでなくてもいい気がする。
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しかしパターンがないので見た目が寂しい。

3Dの部品を非表示にして
KICADの3Dビューアから正面画像をPNGでExportして張り付けてみることにする
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基板表面を選択して、下絵を挿入。
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キャンパスの不透明度を100
透過表示をオフ
イメージを選択をクリックして先ほどキャプチャーしたパターン画像を入れる
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まあよさそう
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Fusion 360 マスターズガイド ベーシック編

Fusion 360 マスターズガイド ベーシック編

KiCAD BGA基板設計③ 発注編

作ったBGAの基板を発注するが、
BGAはどう考えてもリフローしないと実装できないので、初めて実装サービスを利用してみる。

PCBGOGOの実装サービス

Digikeyの部品かもしれない」?
「Mouserの部品かもしれない」?
「違うところ」かもしれないらしい。
問い合わせてみたが、どこから買うとは言っていなかった。

ちなみに
Elecrowでは
DIgikey」か「Mouser」か「お任せ?」だった気がする。

ガーバーデータ

PCBGOGO向けのガーバーデータをKiCADから出す方法は
ググれば適当にでる。
出力したらKiCADのガーバービューアーで確認する。

PCBGOGOのサイト上でも確認できるようになっていて驚いた。
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ポジションデータ

www.kicad.xyz

実装指示書

P板だと実装指示書という名前に対応するものだと思う。
BOM出力機能を使う。
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ここで回路図を作るときに
フィールドURLを指定していると楽
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(実際はDigikeyの部品を使うわけではないが参考として書いてある)

おそらく
Reference、数量、Value代替可否、(URL)
があればよいはず。
ダメでもPCBGOGOのデータチェックでメールがくる。

アップロード

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基板製造と部品実装を埋めてアップロードすれば
以下のような状態になるので、
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データチェックが済むのを待つ。
料金を払えば、製造が開始される。

KiCAD BGA基板設計②レイアウト編

e-tipsmemo.hatenablog.com

デザインルールを設定する

Capabilities | PCB Online | Low volume pcb assembly | PCBGOGO
PCBGOGOの製造能力より
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こういうことだろうか。

BGA100ぐらいをレイアウトするときも本当は4層あった方がいいけど値段が高そう。
(256ピン以上になると今のPCBGOGOのデザインルールでは配線できないし、6層、8層と必要になってくる)
(レイアウトサービスを頼めばできるが、それはDIYなのだろうか?)
参考:https://www.xilinx.com/support/documentation/user_guides/ug1099-bga-device-design-rules.pdf

趣味だしケチって2層でごり押しする。
マイコンは割と2層でうごいてくれそうな気がするけど、FPGAとかはよくなさそう。
どちらにしろ、信頼性の重要なアプリケーションでは使わないけど。

レイアウトは本当にやるだけの作業なのでやるだけ
2層なので最後の形をイメージしながらやらないといけないかもしれない。

中央の4pin連続した場所への接続をどうするか考えたり、電源の"島”を作ったりと。
4層発注できればこんなこと考えなくていいけども。趣味なので。

※これは適当。
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最後はデータ出力と発注編

STM32マイコン徹底入門 (TECH I Processor)

STM32マイコン徹底入門 (TECH I Processor)

KiCAD BGA基板設計①回路編

試してみる。
ダメかもしれないけど。

www.digikey.jp
これを使う

PCBGOGOに注文するつもりだが、
2019年1月時点のデザインルールでは、
0.8mm pitchのBGA基板ならギリギリ製造できる気がする。

Capabilities | PCB Online | Low volume pcb assembly | PCBGOGO
を参考にすると

BGAパッド径 	≥0.3mm
導体幅/導体間隔 	外層パターン:≥4mil ≂ 0.1016mm

パッドと配線の間は0.2mm必要らしいので
パッド間に一本通せる?

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ライブラリ

まずKiCADのライブラリというところだが、昔と違ってdigikeyが最強になりつつあるので、
そこからCADに適した部品ライブラリとフットプリント、ついでに3Dモデルもダウンロードしておく。
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0.8mmピッチであることを確かめて3D modelとKiCADを選択
右下の単位をMetricにしたほうがいい気がする。
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適当な回路を作る

BluePillのピンをまねて、余ったピンにBluetoothとSDカードをつけとく
wiki.stm32duino.com
回路図
https://wiki.stm32duino.com/images/c/c1/Vcc-gnd.com-STM32F103C8-schematic.pdf

本当に簡単にシステムを作りたいならBluePillやuncleo買えばいいんだけども


回路図ができた。
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次はレイアウト

STM32マイコン徹底入門 (TECH I Processor)

STM32マイコン徹底入門 (TECH I Processor)

Ryzen 電力測定⑥

e-tipsmemo.hatenablog.com

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グラフ表示できるようになったので、
Rustで書いたWebsocketのサーバーから送られてくるjsonでグラフを更新する。
jsonは以下のような形

{
	"time":2019/01/14 02:50:07,
	"voltage":102.396,
	"current":108.74219,
	"wattage":5.335
}

よって、

var t = [];
var v = [];
var c = [];
var p = [];
var maxsize = 100;

.....

sock.addEventListener('message', function(e){
	var jsonstr = JSON.parse(e.data);
	if(t.length >= maxsize)
	{
		t.push(jsonstr['time']);
		t.splice(0,1);
		v.push(jsonstr['voltage']);
		v.splice(0,1);
		c.push(jsonstr['current']);
		c.splice(0,1);
		p.push(jsonstr['wattage']);
		p.splice(0,1);
	}
	else
	{
		t.push(jsonstr['time']);
		v.push(jsonstr['voltage']);
		c.push(jsonstr['current']);
		p.push(jsonstr['wattage']);
	}
	vchart.data.label = t;
	cchart.data.label = t;
	pchart.data.label = t;
	vchart.data.datasets[0].data = v;
	cchart.data.datasets[0].data = c;
	pchart.data.datasets[0].data = p;
	vchart.update();
	cchart.update();
	pchart.update();
});

電力のグラフだけに注目すれば

var pctx;
var pchart;

pctx = $('#powerChart').get(0).getContext('2d');
.....

const pchartDataSet = {
	type: 'line',
	data: {
	  labels: t,
	  datasets: [{
		label: 'power',
		data: p,
		tension: graph_tension,
		backgroundColor: 'rgba(0, 0, 125, 0.3)',
		borderColor: 'blue'
	  }]
	},
	options: {
	  responsive: true,
	  maintainAspectRatio: false,
	   animation:false,
	   scales: {
		  yAxes: [
			{
			  ticks: {
				beginAtZero: true,
				min: 0,
				max: 200
			  }
			}
		  ]
		}
	}
};

pchart= new Chart(pctx, pchartDataSet);

こんな感じでcurrentもvoltageも書いた。

パソコン構成は以下で、

型番
CPU Ryzen5 2600X
マザボ Asrock X470 MASTER SLI
GPU GF-GTX660-E2GHD/DF/OC(流用)
メモリ CMK16GX4M2A2666C16
電源 Corsair CX550M 80PLUS
ケース JONSBO U4
SSD MZVPV256HDGL-00000
HDD DT01ACA300

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グラフから
スリープの時は5Wぐらい。
何もしてない起動時は約80W
シネベンチ(CPU)回して190Wぐらい

でも、CPU自体は
スリープ時(たぶんほぼ0W)
何もしてないとき、2W~3W
シネベンチ(CPU)で90Wか(?)

今後はサーバー側のほうで一ヶ月ごとのcsvファイルでもログしようかと考えている。

Data Visualization with JavaScript

Data Visualization with JavaScript

Ryzen サーバー 電力測定⑤/Chart.js

前回はjsonで電力測定値をクライアントに送れるようになった。
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これをきれいにグラフ化したい。
そこでChart.jsを使う。
Chart.jsによる折線グラフ作成<Chart.js<Javascript<木暮仁

とりあえず必要

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/Chart.js/2.7.1/Chart.min.js"></script>

表示部分は

  <body>
    <input type="text" name="message" value="">
    <input type="button" name="buttonMsg" value="send message">
    <input type="button" name="buttonDiscon" value="disconnect">
	<div class="contents">
    <canvas id="voltageChart"></canvas>
	</div>
	<div class="contents">
    <canvas id="currentChart"></canvas>
	</div>
	<div class="contents">
    <canvas id="powerChart"></canvas>
	</div>
  </body>

divで囲んでおかないとサイズをいい感じに変更できない。

とりあえずテストデータとして、

var testdata = ["{\"time\":\"2019/01/14 02:50:00\",\"voltage\":102.209,\"current\":108.00781,\"wattage\":5.3}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:02\",\"voltage\":102.271,\"current\":111.39844,\"wattage\":5.53}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:04\",\"voltage\":102.258,\"current\":106.765625,\"wattage\":5.315}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:07\",\"voltage\":102.396,\"current\":108.74219,\"wattage\":5.335}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:09\",\"voltage\":102.541,\"current\":107.453125,\"wattage\":5.49}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:11\",\"voltage\":102.285,\"current\":106.94531,\"wattage\":5.3}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:13\",\"voltage\":102.409,\"current\":107.10156,\"wattage\":5.245}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:15\",\"voltage\":102.432,\"current\":107.921875,\"wattage\":5.26}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:17\",\"voltage\":102.257,\"current\":106.21875,\"wattage\":5.275}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:19\",\"voltage\":102.519,\"current\":109.40625,\"wattage\":5.45}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:21\",\"voltage\":102.267,\"current\":107.38281,\"wattage\":5.255}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:23\",\"voltage\":102.383,\"current\":106.03125,\"wattage\":5.245}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:25\",\"voltage\":102.499,\"current\":108.07031,\"wattage\":5.265}",
		"{\"time\":\"2019/01/14 02:50:27\",\"voltage\":102.413,\"current\":106.65625,\"wattage\":5.27}"];

var hoge = [];
var v = [];
var c = [];
var p = [];
for(var i=0;i<testdata.length;i++)
{
	var t = JSON.parse(testdata[i]);
	hoge.push(t['time']);
	v.push(t['voltage']);
	c.push(t['current']);
	p.push(t['wattage']);
}

その後、chartを作成する。
電圧、電流、電力のグラフを作ったがとりあえず一つだけ。

var vctx;

vctx = $('#voltageChart').get(0).getContext('2d');

const vchartDataSet = {
type: 'line',
data: {
  labels: hoge,
  datasets: [{
	label: 'voltage',
	data: v,
	tension: 0.3,
	backgroundColor: 'rgba(125, 0, 0, 0.3)',
	borderColor: 'red'
  }]
},
options: {
  responsive: true,
  maintainAspectRatio: false
}
};

new Chart(vctx, vchartDataSet);

f:id:katakanan:20190115003352p:plain
次はこれをwebsocketのon_messageで更新するようにする。