新設計の基板、動作せず😢

残念ながら、新しい基板は動作しなかった。試作費を無駄に使ってしまった。
原因は思い込みによる検証不足。FXMA108(8ビット)とFXMA2102(2ビット)を同じ特性で、チャンネル数が異なる素子であると思い込み、FXMA2102で動作検証を行い問題ないと判断し、基板設計時にFXMA2102をFXMA108に検証なしに置き換えてしまった事による。

FXMA108及びFXMA2102はともにレベル変換専用ICでC12880MAが5Vで動作、Raspberry Pi Picoが3.3Vで動作するため、通信にはレベル変換が必要。今回問題が生じたのはC12880MAとRaspberry Pi Picoとの通信ではなく、オペアンプのゲインとオフセットをマイコン側からコントロールするために使用しているデジタルポテンショメータMAX5477とRaspberry Pi Picoとの通信における問題である。具体的にはI²C通信に用いるプルアップ抵抗で問題が生じた。

FXMA2102は主にI²C通信用のレベル変換用途で用いられるようで、自由にプルアップ、プルダウン抵抗を用いることが可能である。しかし、FXMA108はデータシート5ページにプルアップ、プルダウン抵抗を使用するなと記載されていた…

さて、対策としてFXMA2102を載せることとした。
とても小さい、1.6mm✕0.8mmの抵抗器と大きさがそれほど変わらない…
実装難しそう。

引き続き、C12880MAとRaspberry Pi Picoとのレベル変換にはFXMA108を使用するのだが、
背面ハンダ量が多くハンダ不良になりやすいので、ついでにその面積を少し小さくした。

動作確認で問題箇所を調べていた際にサーモグラフィーで撮影したところ、オペアンプが比較的温度が高い。22度で異常という程ではないのかもしれないが、3.3Vで動作している時より高い。ちょっと気になる。

基板の修正は済んでいるが、発注は12月に入ってから、今月中にブレッドボードかユニバーサル基板に実際に使用する部品で完動品を組んでみて、動作確認、発熱具合などを検証することにする。