【Arduinoで電子工作】Arduino UNO用LEDシールドの作成

開発の経緯

Arduinoから少し離れて、ESP32やSTM32とかのマイコンにしばらく浮気をしておりました。
しかし、巷ではArduino UNO R4 MINIMA や WiFiタイプなどのルネサスの32bitマイコンが搭載されたArduinoが発売されて、私もいろいろと試したくなりました。

組み込みプログラムを作成する際にLEDを使ったデバッグは頻繁に行われると思います。
私は、めちゃくちゃLEDを使用したデバッグを行います。

しかし、いざデバッグをしようとするたびに、ブレッドボードや抵抗、LED、ジャンパケーブルを用意して回路を組まなければいけない。

その点のわずらわしさを少しでも解消できるように、Arduino UNO専用のLEDシールドを作成しました。

回路と基板の設計

以下が作成した回路図です。

Arduino UNOのすべての入出力ピンにLEDが接続されています。

LEDの手前にはジャンパ用のブリッジを設置しており、不要なピンはカッターで切断して無効にできます（切断したジャンパはハンダで再接続可能です）。

基板設計はKiCadを使用し、Arduinoシールド用モデルを使用して設計しました。

とても単純な回路となっております。
この基板で、毎度お世話になっているJLCPCBで基板発注を行いました。

基板製作と動作確認

今回の基板の製作枚数は30枚！！

LED・抵抗もJLCPCBのほうでアセンブリしてもらいました。
同じ部品をたくさん使う場合、自分で部品を集めてはんだするよりも、 手間・価格面共にコスパがいい と思います。

• 基板代：12.2ドル
• アセンブリ代（部品費用含む）：23.67ドル
• 合計：約36ドル弱（一枚約1ドル）

実際に届いた基板：

• 抵抗とLEDはしっかりと実装済み
• Arduino UNO R4 MINIMAにスタッキングコネクタで接続可能

Arduino用スタッキングコネクタを使えば、ジャンパケーブルで拡張したり他のシールドも併用可能です。

動作確認動画

実際の動作している動画がこちらになっております。

• すべての出力ピンに対してLEDが制御可能
• 緑色のきれいなLED点灯を確認

この基板があれば、Arduinoでのデバッグがとても楽になります！

宣伝とかご紹介

GitHub公開

LEDシールドの基板・プログラムは以下にて公開中です：

• GitHub Repository
• 点灯プログラム:
  https://github.com/ramtuc/ram_prog/tree/main/Arduino_LED_Shield/Arduino_Schetch/LED_test
• 基板データ:
  https://github.com/ramtuc/ram_prog/tree/main/Arduino_LED_Shield/schematic

JLCPCBで基板を作成する場合は Arduino_LED_Shield.zip を読み込ませればOKです。

BOMファイル・CPLファイルも同梱されており、実装サービスにも対応しています（自己責任でご利用ください）。

Boothショップでの購入

紹介したLEDシールドはBoothでも販売中です。

セット内容：

• LED・抵抗が実装済みのシールド基板
• Arduino用スタッキングコネクタ

購入サイト：ElectroRam Studio

ご検討のほど、よろしくお願い申し上げます。

まとめ

電子工作を続けていくうちに、「こういうのが欲しかったんだよな」と思う瞬間があります。
今回作ったLEDシールドは、まさにそんな思いから生まれた小さな工夫の結晶です。

ただの出力確認用のLEDと言ってしまえばそれまでですが、
その「ただの部分」を一手間かけて形にしてみることで、日々の作業が楽しく、快適になっていく感覚は、ものづくりの醍醐味だと感じています。

手に馴染む道具を自分で作れるというのは、電子工作ならではの自由で創造的な喜びです。

今後は、他にも「もっと便利に」「もっと効率よく」なるようなツールやガジェットをいろいろ試作していく予定です。
その過程で気づいたことや工夫した点を、またこうしてシェアできたら嬉しいです。

それでは、良き電子工作ライフを！

See You …