ATmega328P 開発ボード（USB-C搭載）の設計とKiCadプロジェクト

Other
ATmega328P 開発ボード（USB-C搭載）の設計とKiCadプロジェクト

ATmega328P 開発ボード（USB-C搭載）の設計とKiCadプロジェクト

ATmega328Pを核に、USB-C端子での電源供給とプログラミングを可能にした小型開発ボードのKiCadプロジェクト。電源回路、USB→シリアル変換、ISPピンヘッダ、クロックやデカップリングなどプロトタイピングに必要な基本回路を備え、Arduino互換のATmega328Pを用いた実験やブレッドボード移行前の検証に適したPCBデザインを提供します。付属の3DビューとPCB画像で組み立てイメージも確認できます。（約300字）

https://github.com/AwabEEE/ATmega328P-Development-Board-with-USB-C

概要

このリポジトリは、ATmega328Pマイコンを中心に据えた開発ボードのKiCadプロジェクトとPCBデザインを収めています。特徴はUSB-Cコネクタを用いることで、ホストPCからの電源供給とシリアルプログラミングを容易に行える点です。設計には電源レギュレータやUSB→シリアル変換回路、ISPプログラミング用のピンヘッダ、必要なクロックやデカップリングコンデンサなど、プロトタイピングで使う基本機能が含まれています。付属の3Dレンダリング画像やPCB画像で基板の外観を確認でき、製造データ（ZIP）も含まれているため、すぐに製造・組み立て・評価に移せる構成です。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 1
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 1
  • コミット数: 3
  • ファイル数: 7
  • メインの言語: 未指定

主な特徴

  • ATmega328Pを基板設計の中心に据え、Arduino系プロジェクトと親和性あり
  • USB-Cコネクタで電源供給とプログラミングを一本化
  • USB→シリアル変換、ISPピンヘッダなど実験に必要な入出力を実装
  • KiCadプロジェクトと3Dレンダリング、PCB画像を同梱し製造準備が容易

技術的なポイント

本プロジェクトは「汎用性と組み立て易さ」を重視したATmega328P開発ボードの設計例です。技術的に注目すべき点を整理します。

  1. 電源周りの設計思想
    USB-Cを採用することで、従来のUSB-A/BやMicro-Bよりも堅牢でリバーシブルな接続を実現しています。設計上はUSB電源から基板全体へ5V（または適宜の電圧）を供給し、必要に応じてオンボードのレギュレータで3.3V等に降圧する構成が想定されます。実運用では電源ラインに保護（ポリスイッチやヒューズ）、逆接続保護、ESD保護、及び入力デカップリングが重要で、これらは基板設計の基本ルールに従って配置されているはずです。

  2. USB→シリアルインターフェース
    ATmega328Pはブートローダを用いることでシリアル経由での書き込みが可能です。本リポジトリの説明によればUSB→シリアル変換回路が組み込まれており、一般的にはCH340やCP2102、FTDIなどのICが選ばれます。これにより、外部のUSB-シリアルアダプタを用いずにPCから直接フラッシュやデバッグが可能になります。USB-CのCCピン処理（レジスタ設定やリファレンス抵抗）については設計次第ですが、シンプルなデバイス電源用途であれば固定のCC抵抗で問題を回避できます。

  3. ISPヘッダと互換性
    ISP（In-System Programming）ヘッダを実装することで、ブートローダを書き換える、低レベルのフラッシュ操作を行う、あるいはブートローダが動作しない状態からの復旧が可能です。AVR ISP規格に沿ったピン配置（MOSI/MISO/SCK/RESET/VCC/GND）を設けることで、既存のISPツールやAVRライターがそのまま使えます。

  4. クロック・リセット・部品配置
    ATmega328Pは外部クロック（クリスタル）を使うことで安定した周波数精度を確保できます。基板上に16MHzクワーツと負のフットプリントがあるか、または内蔵RCを前提とした簡易設計かで用途が分かれます。デカップリングコンデンサはIC近傍に配置し、リセット回路（プルアップ抵抗、リセットボタン）も含めることで開発時の利便性を高めています。

  5. KiCadと製造データの提供
    プロジェクトにはKiCadのプロジェクトファイルとともにPCBの画像や3Dビューが含まれているため、設計意図を視覚的に把握しやすく、ガーバー生成や製造前のチェックが行いやすい点が有益です。3Dビューは組立検討や部品干渉確認に役立ちます。

総じて、このリポジトリはATmega328Pを用いた小型開発ボードの「ひな形」を示しており、初めて自前のPCBを作る開発者や、既存のArduino互換ハードをカスタムしたい場合の参照例として有用です。回路図や部品表を読み解き、必要に応じてUSB PDやより高度な保護回路、異なるUSB→シリアルICへの差し替えなどの改良が行えます。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

  • ATmega328P_DevBoard-3D-view1.png: file
  • ATmega328P_DevBoard-3D-view2.png: file
  • ATmega328P_DevBoard-3D-view3.png: file
  • ATmega328P_DevBoard.zip: file
  • PCB.png: file

…他 2 ファイル

付属ZIPにはおそらくKiCadプロジェクトファイル、ガーバーデータ、部品配置情報が含まれており、外注での基板製造や自社ラインでの組み立てに使える構成です。3Dビュー画像は実装後の見た目確認に便利で、基板の寸法感やコネクタ位置の確認、ケース設計時の参照としても役立ちます。

まとめ

ATmega328PをベースにUSB-Cで扱いやすさを高めた、実用的な開発ボード設計の参照リポジトリです。（約50字）

リポジトリ情報：

READMEの抜粋：

ATmega328P Development Board with USB-C

This repository contains the KiCad project files and PCB design for an ATmega328P-based development board, featuring a USB-C connector for programming and power. The design integrates power regulation, USB-to-serial interface, ISP headers, and additional circuitry to make prototyping with the ATmega328P simple and reliable.

Circuit Overview

The board is built around the ATmega328P microcontroller, the same MCU used in Arduino Uno…