いよいよ「CH32V003 ProMicro互換ボード」を、自分の手で作りはじめます。この章ではまず、そもそも何を作るのか（ボードの全体像）と、なぜこの構成にするのか（実在ボードとの比較）をはっきりさせます。そのうえで、この教材の大原則である「手はんだで作る」を宣言し、その原則にもとづいて必要な部品を一つずつ選んでいきます。部品ごとに「値・サイズ」「なぜその値なのか」「どこで買えるか」まで踏み込みます。最後に、選んだ部品をKiCadでどう探して並べるかを説明します。
2.1 これから作るもの：CH32V003 ProMicro互換ボード
本講義でこれから設計・製造するのは、「CH32V003 ProMicro互換ボード」という小さな基板です。ひとことで言えば、10セント（十数円）で買える格安32bit RISC-VマイコンCH32V003を、ブレッドボードに挿して使える小さな基板の形にまとめたものです。
まず「ProMicro」から説明します。ProMicroは、電子工作の世界で広く使われている小型のArduino互換ボードの定番です。指の先ほどの大きさで、左右2列のピンが2.54mmの間隔（ピッチ）で並び、そのままブレッドボードに挿して使えます。この「小さくて、ブレッドボードに素直に挿さる」形が便利なので、多くの互換ボードがこの形を踏襲しています。
本講義の基板を「ProMicro互換」と呼ぶのは、この便利な形（ブレッドボードに挿さる横幅とピン配置）を受け継いでいるからです。中身のマイコンはArduinoの定番であるATmega系ではなくCH32V003に置き換わっていますが、「ブレッドボードに挿して、手軽に実験できる小さな基板」という使い勝手はそのまま、というわけです。
ブレッドボードは、はんだ付けせずに部品を挿し込むだけで回路を試せる、穴がたくさん空いた実験用の板です。この穴は2.54mm間隔（0.1インチ＝100mil）で並んでいます。ピッチとは、この「穴と穴の間隔」のこと。部品のピンがこの2.54mmピッチに合っていれば、ブレッドボードに素直に挿さります。本ボードの左右のピンヘッダも、この2.54mmピッチで作ります。
2.2 なぜこの構成にするのか：実在するCH32V003ボードとの比較
CH32V003は世界中の電子工作家に愛されていて、すでに多くの人が独自の基板を設計し、その回路図やデータをオープンソースで公開しています。私たちがゼロから設計する前に、まずこうした実在する先人の作例を見ておきましょう。「どんな作り方があるのか」を知ったうえで、「その中で自分たちは何を選ぶのか」を考えるのが、遠回りに見えて確実な学び方です。
- cnlohr / ch32fun（github.com/cnlohr/ch32fun）
本講義でも後半で使う、CH32V003開発の事実上の標準ツールキット。多数の作例とともに、最小限の回路でCH32V003を動かすための情報が集約されています。「まず何が最低限必要か」の基準として最も信頼できる出発点です。 - AlexanderMandera / CH32V003-USB-DevBoard（github.com/AlexanderMandera/CH32V003-USB-DevBoard）
ブレッドボード互換で、USB機能まで載せた高機能な作例。オープンハードウェアライセンス（CERN-OHL-W-2.0）で公開されています。「フル装備にするとこうなる」という上限の例として参考になります。 - mitxela / ch32v003dev（github.com/mitxela/ch32v003dev）
TSSOPとQFNの両方のパッケージに対応し、DIP幅に収めてブレッドボードで使う小型USB基板。「一枚の基板で複数パッケージに対応する」といった発展的な工夫が学べます。
これらの作例を見ると、多くがUSBコネクタや水晶発振子（クロック源）まで載せた「全部入り」の方向を目指していることが分かります。それはそれで魅力的なのですが、部品点数が増え、USB端子のような細かい部品のはんだ付けも必要になり、最初の一枚としては難しくなります。
そこで本講義は、あえて逆の方向??「最初の一枚として、確実に手はんだで完成できる、いちばんシンプルな構成」を選びます。USBは載せません。水晶も載せません（CH32V003は内蔵クロックだけで動きます）。載せるのは、マイコンを動かすための最小限の部品と、書き込み・動作確認に必要なものだけ。飾りを削ぎ落とした、教材にふさわしい素直な構成です。応用（USBを足す、水晶を足す等）は、この基本形を完成させたあとで、上記の作例を道しるべに各自が発展させられます。
2.3 大原則の宣言：この教材は「手はんだ」で作る
ここで、本講義を貫く大原則をはっきり宣言します。
本講義で選ぶ部品は、すべて「はんだごて一本と、普通の道具で、自分の手ではんだ付けできる」ことを最優先します。工場の実装ロボットや、高価な設備を前提にしません。したがって部品選びの基準は、次の3つです。
- 手はんだが可能なこと??ピン間隔が狭すぎない、極端に小さすぎない。
- 入手しやすいこと??秋月電子など国内、あるいはLCSC等の通販で普通に買える。
- 安いこと??一つ数円?数十円の定番品を選び、失敗しても惜しくない。
これから選ぶ一つ一つの部品が、この3基準にどう当てはまるかを見ていきます。「なぜこの値・このサイズなのか」の答えは、多くがこの3基準に行き着きます。
2.4 部品リスト：一つずつ、値・サイズ・理由・入手先
本ボードに必要な部品は、たったの8点（種類としては6種類）です。少ないでしょう？ これがCH32V003の「最小構成で動く」という魅力の表れです。一つずつ、なぜそれが必要で、なぜその値・サイズなのかを見ていきます。
① マイコン本体：CH32V003F4P6（1個）
基板の主役、頭脳にあたる部品です。型番の末尾に注目してください。CH32V003にはいくつかのパッケージ（外形）があり、末尾「F4P6」がTSSOP-20という20本足のパッケージを指します。
- CH32V003には、QFN20（末尾U6）という、より小さく足が本体の下に隠れるパッケージもあります。しかしQFNは中央の放熱パッドと相まって手はんだが非常に難しく、初めての一枚には向きません。
- 一方TSSOP-20（F4P6）は、足が本体の横に「かもめの翼」のように出ていて、こて先が届き、目でも確認できます。0.65mmというピン間隔は狭いものの、後述する「引きはんだ」という技（第7章）で確実に付けられます。手はんだできる現実的な下限、という位置づけです。
入手先の例：秋月電子通商（通販コード 118061）で国内在庫があり、即日?翌日に入手できます。海外通販のLCSCでは1個0.14ドル前後（型番 C5187096）とさらに安価です。電源の逆挿しなどで壊すこともあるので、予備を含めて数個持っておくと安心です。
② パスコン（バイパスコンデンサ）：100nF セラミックコンデンサ（1個）
マイコンの電源ピンのすぐ近くに置く、小さなコンデンサです。マイコンが動作すると電源に一瞬の揺らぎ（ノイズ）が生じますが、この揺らぎを吸収し、電源を安定させる「電気の小さな貯水池」の役割をします。これが無いとマイコンが不安定に誤動作することがあり、地味ですが必須の部品です。
- 100nFは、デジタルICの電源デカップリング（パスコン）の世界共通の定番値です。CH32V003のデータシートが示す標準応用回路も、この値を使っています。迷ったら100nF、と覚えてよいくらいの鉄板です。
- 種類はセラミックコンデンサ（積層セラミック）を選びます。安価で、この用途に最適です。
入手先の例：秋月電子、LCSC、AliExpress等で、チップタイプが数円?。まとめ買いが基本です。
③ プルアップ抵抗：10kΩ（1個）
書き込み信号線（SWIO）につなぐ抵抗です。SWIOは1本の線で書き込みとデバッグを行う繊細な信号で、何も接続せず宙ぶらりん（フロート）にしておくとノイズを拾って不安定になります。これを防ぐため、抵抗を介して電源側に軽く引っ張り上げておきます。これを「プルアップ」と呼びます。
- プルアップ抵抗は、強すぎる（抵抗値が小さい）と無駄な電流が流れ、弱すぎる（抵抗値が大きい）とノイズに負けます。その中間で、デジタル信号のプルアップに広く使われる定番が10kΩです。
- ch32funの公式ドキュメントも「SWIO（PD1）をフロートさせるな」と明記しており、この抵抗はその対策にあたります。
入手先の例：抵抗は最も基本的な部品で、どこでも安価に入手できます。
④ LED電流制限抵抗：1kΩ（1個）
動作確認用のLED（次の⑤）に直列につなぐ抵抗です。LEDは、そのまま電源につなぐと電流が流れすぎて焼き切れます。適切な抵抗を直列に入れて、電流を安全な量に制限する必要があります。
- 本ボードの電源は3.3V、LEDの順方向電圧はおよそ2Vです。抵抗にかかる電圧は 3.3 ? 2 = 1.3V。ここに1kΩを使うと、流れる電流は 1.3V ÷ 1000Ω ? 1.3mA になります。
- 1.3mAは、LEDが十分見える明るさで光り、かつマイコンのポートにも優しい、ちょうどよい電流です。「もっと明るくしたい」なら抵抗値を下げ（例：470Ω）、「もっと省電力にしたい」なら上げます（例：2.2kΩ）。この関係を理解しておくと、応用が効きます。
⑤ 動作確認用LED（1個）
基板が生きているかを「光」で教えてくれる部品です。本ボードでは、マイコンのPC0という足につながっており、プログラムでPC0をオン／オフすると点滅します。
LEDを点滅させること自体（いわゆる「Lチカ」）は、プログラムとしては誰でもできる初歩です。しかしこのLEDの本当の価値は、自分がはんだ付けした基板の上で光ることにあります。光れば、「書き込みが正しく通った」「はんだ付けの導通が取れている」「電源が生きている」??これらが一度に確認できます。ソフトの練習ではなく、自作ハードの検品ツール。だからこそ、基板に載せる意味があります。
⑥ ピンヘッダ：2.54mmピッチ 1×12（2本）と 1×3（1本）
基板をブレッドボードに挿すための「足」、そして書き込み器をつなぐための端子です。
- 1×12ピンヘッダ ×2本（J1・J2）： マイコンの各入出力ピンを外に引き出し、ブレッドボードに挿すための左右2列の足です。2.54mmピッチを必ず守ります（これがブレッドボード互換の要）。
- 1×3ピンヘッダ ×1本（J3）： 書き込み器（WCH-LinkE）をつなぐ3ピンの端子です。電源（VCC）・書き込み信号（SWIO）・グラウンド（GND）の3本を出します。
- 2.54mmピッチは、ブレッドボードとユニバーサル基板の世界標準の穴間隔です。この規格に合わせておけば、手持ちの実験環境にそのまま挿せます。
- ピンヘッダは長い連結品（1×40など）を買って、必要な長さにニッパーで折って使うのが一般的で経済的です。まず折って、ブレッドボードに挿し、その上に基板を載せてはんだ付けすると、まっすぐ付けられます（詳しくは第7章）。
価格は変動します。最新の価格・在庫は各販売店（秋月電子、LCSC、AliExpress等）の公式ページで必ずご確認ください。受動部品（抵抗・コンデンサ・LED）は最小販売単位が10?100個入りのことが多く、自然と予備が確保できます。
| 記号 | 部品 | 値・仕様 | 数量 | 選定理由（手はんだ基準） |
|---|---|---|---|---|
| U1 | CH32V003F4P6 | TSSOP-20 | 1 | 手はんだできる現実的下限のパッケージ |
| C1 | セラミックコンデンサ | 100nF | 1 | 電源安定化の世界標準値 |
| R2 | 抵抗 | 10kΩ | 1 | SWIOプルアップの定番値 |
| R1 | 抵抗 | 1kΩ | 1 | LED電流を約1.3mAに制限 |
| D1 | LED | お好みの色 | 1 | 基板の検品（動作確認）用 |
| J1・J2 | ピンヘッダ | 2.54mm 1×12 | 2 | ブレッドボード互換の足 |
| J3 | ピンヘッダ | 2.54mm 1×3 | 1 | 書き込み器の接続端子 |
チップ部品（抵抗・コンデンサ・LED）のサイズは、次で説明する2012（0805）サイズで統一します。
- チップ抵抗・コンデンサ・LEDには様々な大きさがあり、「2012」「1608」などの数字で表されます。2012は約2.0mm×1.2mmの大きさで、手はんだできるサイズの中では扱いやすい部類です。
- これより小さい1608（0603）は、初めての手はんだにはピンセットで扱いづらく、なくしやすい。これより大きいと基板が膨らみます。「手はんだできる最小に近く、それでいて扱える」ちょうどよい妥協点が2012です。全部品を2012でそろえると、道具や手順も統一できて楽になります。
2.5 KiCadでシンボルを探して並べる
買う部品が決まりました。次は、これらを回路図エディタ（Schematic Editor）の画面に、部品の記号（シンボル）として並べていきます。「どのシンボルを、どうやって探すか」を、部品ごとに具体的に示します。
- 回路図エディタの右側ツールバーにある「シンボルを追加」アイコン（オペアンプの三角のような記号）をクリックします。または、回路図の何もない場所で
Aキーを押します（キー割り当ては「設定」→「ホットキー」で確認できます）。 - シンボル選択ウィンドウが開き、上部に検索窓があります。ここに部品名を打ち込むと、候補が絞り込まれます。
- 目的のシンボルを見つけたらダブルクリック（または選んでOK）。シンボルがマウスカーソルに付いてくるので、置きたい場所でクリックして確定します。
- 続けて同じ部品を置けます。終わりたいときは
Escキーを押します。
この操作を、次の表のとおり部品ごとに繰り返します。検索窓に打つ言葉と、選ぶべきシンボルを正確に記します。
| 置くもの | 検索窓に打つ | 選ぶシンボル | 個数 |
|---|---|---|---|
| マイコン U1 | CH32V003 | CH32V003F4P6（MCU_WCH_CH32V0 内） | 1 |
| 抵抗 R1, R2 | R | R（Device 内・長方形の抵抗） | 2 |
| コンデンサ C1 | C | C（Device 内・無極性コンデンサ） | 1 |
| LED D1 | LED | LED（Device 内・三角と矢印の記号） | 1 |
| ピンヘッダ J1, J2 | Conn_01x12 | Conn_01x12（Connector_Generic 内） | 2 |
| 書込端子 J3 | Conn_01x03 | Conn_01x03（Connector_Generic 内） | 1 |
検索窓に CH32V003 と打つと、MCU_WCH_CH32V0 というライブラリの中に CH32V003F4P6 が見つかります（2023年末にKiCad公式ライブラリへ追加されたものです）。もし何も出てこない場合は、KiCadのバージョンが古いか、ライブラリが読み込まれていない可能性があります。その際は「設定」→「シンボルライブラリを管理」でライブラリ一覧を確認してください。なお、CH32V003のシンボルを自分でゼロから作る方法は、応用として発展編で扱います（既製のものが標準にある以上、まずはそれを使って設計の流れ全体を体験するのが近道です）。
並べ方のコツ：配置は「主役を中心に、脇役を周りに」
シンボルは、やみくもに置くのではなく、あとで線をつなぐとき（次章）に分かりやすくなる位置関係を意識して並べます。回路図の配置には正解が一つあるわけではありませんが、初めてなら次の考え方が失敗しにくいです。
- 主役のマイコン（U1）を、画面の中央に置く。 すべての配線がここから伸びるので、中心にあると全体が見渡せます。
- ピンヘッダ（J1・J2）を、マイコンの左右に置く。 マイコンの左側の足はJ1へ、右側の足はJ2へ??というように、実際の基板の配置（左右のヘッダ）と対応させると、頭の中で基板をイメージしやすくなります。
- 書き込み端子（J3）は、上のほうにまとめて置く。 電源と書き込み信号という「外とのつなぎ目」なので、端に寄せておくとすっきりします。
- パスコン（C1）は、マイコンの電源ピンの近くに置く。 パスコンは「電源ピンの直近に置くことに意味がある」部品なので、回路図でもマイコンのそばに描いておくと、その意図が自分にも伝わります。
- LED（D1）と制限抵抗（R1）、プルアップ抵抗（R2）は、関係する相手の近くに。 R1とD1はセットなので隣同士に、R2は書き込み信号（SWIO）に関わるのでその近くに置きます。
この段階では、まだ線は一本もつなぎません。部品を「置く」だけです。配置が済んだら、いよいよ次章で、これらの部品を「グローバルラベル」という方法でつないでいきます。線を一本も引かずに回路を完成させる、KiCadならではのやり方です。
はやる気持ちを抑えて、この章ではまだ配線しません。部品を選び（買い）、KiCadの画面に並べる??ここまでを確実にやっておくことが、次章のスムーズな配線につながります。並べたシンボルは、まだ部品番号が「R?」「C?」のように疑問符が付いた仮の状態です。この疑問符を確定させる作業（アノテーション）も次章で行いますので、今は気にせず並べてください。
KiCadの入門書は、実は数が多くありません。理由のひとつは、KiCadがほぼ毎年のようにバージョンアップし、画面や操作が変わっていくため、書籍の出版サイクルが追いつきにくいことにあります。せっかく本を買っても、手元のバージョンと画面が違う、ということが起こりがちです。
一方で、KiCadの使い方については、インターネット上に分かりやすい解説動画が数多く公開されています。実際にマウスがどう動き、どのメニューをクリックするのかを目で追えるので、文章だけでは掴みにくい操作の流れも、動画ならすんなり理解できることが多いはずです。本テキストは「何を・なぜ作るか」の考え方と、確実に組める指示書の提供に重点を置いています。細かなボタン操作やKiCadの画面の見方でつまずいたら、動画教材を積極的に探して活用してください。
探すときのコツは、お使いのバージョンに近い動画を選ぶことです。「KiCad 10」のようにバージョン番号を添えて検索すると、画面が近いものが見つかりやすくなります。古いバージョンの動画でも考え方は通じますが、メニューの位置などが違う場合があるので、その点だけ意識しておくとよいでしょう。バージョンが変わっても古びない「原理」は本テキストで、日々更新される「最新の操作」は動画で??という二本立てが、遠回りのようでいて確実な学び方です。