はじめに・経緯
前回 【電子工作】コンパクトな水晶発振子チェッカを作りました（その１）
の続きです。
David Johnson-Davies 氏の ATtiny414 を用いた 100MHz 周波数カウンタの記事をもとに、CR2032電池を使ってコンパクトなケースに入れました。
“Frequency meter based on an ATtiny414 measuring an input of 100MHz.”
（http://www.technoblogy.com/show?20B4）
1. 仕様
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ケースはタカチのSW53（外形：53ｘ36ｘ11ｍｍ）を使用
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バッテリはCR2032ボタン電池で3V 約 220ｍAHを供給
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タクトSWで電源ON。もう一度SW押すか、60秒無信号で電源OFF
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電源OFF時はスリープで0.2uA以下、動作中は14-15ｍA
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ATTINY1614マイコンと発振用に74HC1GU04を使用
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表示は128ｘ32 OELD液晶モジュールで8桁を表示
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ジャンパーピンで周波数カウンタと水晶発振子チェッカを切り替え
水晶チェッカ：1～30MHz （ATカット）ジャンパーピンあり
32.768kHz （Xカット） ジャンパーピンなし
周波数カウンタ：1Hz～100MHz
2. 回路図
今回の回路図を下に示します。
Davidさんのもと回路図と比較すると、違いは下記になります。
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電源ON/OFFのタクトSW追加 →PA5に入力
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CR2032用 電池ボックスを追加
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外部に水晶発振回路を追加 → PA３（EXTCLK）に入力
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Sleep時低電流化のため、発振器電源（PA6）LCD電源（PA1)を追加
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PA1-PA2をインバータにしたイベントシステムで構成した発振器は廃止
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周波数カウンタと発振器による水晶チェッカの切り替えは３Pヘッダピンをつけました。
発振器出力をジャンパーピンでPA3に繋ぐか、ジャンパーピンを外して、ミノムシケーブルで測定対象に接続するかを切り替えます。 -
発振器の定数は前のポストで検討した内容です。切り替え用の2Pヘッダ
ピンで、MHz用のHC49-U等の水晶を使うときはジャンパーあり、32.768kHz等のXカット水晶を使うときはジャンパーを外します。
水晶のソケットは、IC用の丸ピンソケットをXin Xoutそれぞれに2個ずつ付けて、水晶を本機に刺しやすくしました。
3. 部品リスト
部品リストは下記です。GoogleドライブにもUPしました。
2千円～3千円くらいでできるのではないでしょうか？
タカチSW53ケースも、マルツに部品を注文する時に一緒に注文してくださいね。
フリスクと同じくらいのサイズで、120円くらいです。
ケース加工失敗したときのために複数注文が吉です。
４. 基板の組み立て
部品がそろったら基板を組み立てます。
タカチのSW53の内径は46.2ｘ29.2ｘ5.9しかありません。
まずは、秋月のフリスク基板 (56.5ｘ32ｍｍ) をこの大きさに切り取ります。
基板サイズがケースに入る大きさになったら、CR2032電池ケースと大物部品をハンダ付けします。
ATTINY1614と74HC1GU4は、一旦DIP変換基板に載せてから基板に実装します。(数ピンだけ止めればOKです）
続けてCR類の実装と配線です。
実装面積がないので、チップ部品を使ってハンダ付けします。
（Ｒ2 10ＭΩだけは、Aliで注文した足つきの1/8Ｗ抵抗を使いました）
配線は細いAWG32のジュンフロン線を使って、裏の厚みを増さない
ように注意しながら主に表側に配線していきます。
表で収まらない部分は一部裏に配線しました。（Ｃ7.Ｃ8 15pFのみ）
裏の配線はこんな感じです。コネクタの足は短くニッパーで切ります。
５. ケース外形図と部品配置・穴加工の検討
次はケース加工です。
タカチのSW53は外形は53ｘ36ｘ11ですが、内径は46.2ｘ29.2ｘ5.9とあり、
高さが約6ｍｍと絶望的に少ないです。
まずはIlIustratorで部品配置図を作って、配置を検討しました。
LCDパネルがCR2032電池に干渉します。
LCDの裏を見ると、裏面に部品が実装されてないエリアがあります。
ここを電池の上に置けば、ギリギリいけるかも？という感触です。
ダメな場合は、LCDパネルをケースの上に置きましょう！
LCDガラスの部分は12ｘ26ｍｍなので、ここをケースの上部にはめ込めれば
少しはマシかもしれません。（実際はFFCの部分も逃げないとダメでした）
次はこの配置に沿ってケース加工図を作ります。
こんな小さいケースで角穴加工とかできるんでしょうかね？
LCDの灰色の部分、およびタクトスイッチとLEDの丸穴、水晶ソケットとジャンパーのヘッダの部分の穴を開けていきます。
5. 穴加工
さぁ、楽しい（苦しい）ケース加工の始まりです。
まず、印刷した加工図を両面テープでケースに貼ります。
丸穴は、ポンチ代わりにΦ1.5ｍｍのドリル歯で穴を開けて、その後にΦ3とか、
Φ4の穴を開けます。（タクトスイッチはΦ4.5でよかったです）
角穴については、四角の内側に丸穴を開けていき、横をつないで割る作戦
です。 きれいな直線になるようにヤスリで削っていきます。
穴の間をデザインナイフを使って繋ぎます。
開きました！ これから平ヤスリで削って平面に
します。慎重な作業が要求されます。
ヤスリで削りましたよ。LCDのガラス部が入るか確認します。
ガラスの横幅26ｍｍでしたが、左側をFPCの分+4ｍｍ余分に削る必要が
あることが現物合わせで分かりました。
これでOKになりました。
お疲れ様です！
次は下のL型の水晶ソケットとジャンパーのヘッダの部分の穴
の加工です。
カーバイト歯とハンドルータで加工します。（歯医者さんでつかっているアレです）
ハンドルータでは力が弱く、らちがあきません。
やっぱ、強力な助っ人を呼んできましょう。
ドレメルのルータ、やっぱり強力です。
平ヤスリで仕上げます。
加工が終わったら加工用の紙をはいで、化粧用の紙に貼り変えます。
これで、すこしはマシに見えるでしょう。
これを貼る前に、穴の部分はカッターとデザインナイフで切っておきます。
今回使ったイラストレータのPDFは下に置いておきます。
https://drive.google.com/file/d/1fQSnnQOSc9EtImxGs1JIocgwQcUjjTe5/view?usp=sharing
６. 組み立て
基板の配線が終わってケースができたら、基板をケースに組み込みます。
LCDを上フタの穴の裏に両面テープを貼って、事前に取り付けます。
LCD基板の裏には、CR2032電池とショートしないよう絶縁のカプトンテープを貼ります。
これでフタをすると…….パチリ、と裏ブタがしっかり閉まりました。
裏に取り付けた水晶のC6、C7 15PFチップコンの高さが心配でしたが、
そのままでもなんとかなりました。
ギリギリですが、高さがなんとか6ｍｍくらいに収まったようです。
よかったです！
今回のまとめ
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秋月のフリスク基板を使って回路を組み立て
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SW53 ケース加工
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基板のケース組み込みとラベル作成
今回は思惑通り、非常にコンパクトなケースに100MHz周波数カウンタと
水晶チェッカが組み込めたので、ちょっと嬉しいです。
次回は今回の残り、動作確認と最終調整です。
水晶チェッカ動作中とSleep中の電流確認と発振回路の微調整を行いたいと思います。
周波数カウンタとして、本当に100ＭＨzまでカウントできるかも確認します。
それでは、次回をこうご期待！