2 layers84 × 69 mm Pippitank engine, the printed circuit board in 3D

Pippitank engine

Q: How big is the Pippitank engine PCB?

It measures 84 × 69 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

Q: What parts does the Pippitank engine use?

82 parts, built around the ATTINY1604-SSF, AP7375-50Y, RB160M-30TR and TJ60S04M3L-VB. The full list of its parts is on this page, with links to each part's symbol and footprint where PCBKit's library has them.

Q: Where can I download the Pippitank engine KiCad files?

From the garypippi/pippitank repository on GitHub, at the commit this page was made from: the board is pcb/pippitank-engine/rev_a/pippitank-engine.kicad_pcb and its schematic pcb/pippitank-engine/rev_a/pippitank-engine.kicad_sch. PCBKit opens the board in the browser, with nothing to install.

Q: Can I use the Pippitank engine design in my own project?

Its repository publishes it under the MIT licence: you may reuse it on that licence's terms (keep the author's notice, and for a copyleft licence share your changes alike).

garypippi/pippitank

R1 = 67kΩ (47kΩ + 20kΩ) R2 = 10kΩ (8.4V時 1.091V、6.0V時 0.779V)

Full screen GitHub .kicad_pcb

Size: 84 × 69 mm
Copper layers: 2
Thickness: 1.6 mm
Parts: 82
Nets: 44
Pads: 212
Tracks, vias: 314, 38
Pours: 20
Routed: Yes
KiCad: KiCad 9.0 (file 20241229)
Created: 29 Oct 2020
Updated: 10 Jul 2026

Overview

Pippitank engine is an open-source printed circuit board by garypippi, from the garypippi/pippitank repository on GitHub, published under the MIT licence. It is a 2-layer board of 84 × 69 mm with 82 parts on 44 nets, routed with 314 tracks and 38 vias.

It is built around the ATTINY1604-SSF, AP7375-50Y and RB160M-30TR, with the TJ60S04M3L-VB among its other parts. Its parts include 38 resistors, 18 capacitors, 8 connectors, 5 ICs and 3 fuses. It belongs with the AVR (ATmega, ATtiny) boards of this library.

Main components

README

pcb/pippitank-engine/rev_a/README.md

Known Issues

バランスコネクタのGND,8.4Vが逆
- JST_XH_3PIN Verticalを逆で実装すること
Nch-MOSFETのソースが浮いている
- SWはON状態で固定すること

主要パーツ

MCU: ATtiny1604
Pch-MOSFET: TJ60S04M3L
電流測定用アンプ: LT6106CS5

設計根拠

電力想定

各ESCはMAX30A
システムはMAX5A

コネクタ

XT60PW-M: 2S Li-Po
XT60PW-M: ESC#1
XT60PW-M: ESC#2
XT30PW-M: システム#1
XT30PW-M: システム#2
JST_XH_3PIN: 2S Li-Po バランスコネクタ
JST_XH_3PIN: UPDI
JST_XH_4PIN: UART

電流測定 (ESC)

シャント抵抗は1W7mΩ ±5%を調達並列数は4、上限30Aとして

各抵抗の電流: 7.5A
各抵抗の電力: 0.394W
電圧降下@30A: 52.5mV
必要利得 : 20.95
測定誤差@30A: ±0.2A
測定誤差@10A: ±2.0%
測定誤差@05A: ±4.0%

ADC基準電圧は、精度を優先し1.1Vを使用する。必要利得は

20.95 = 1100 / 52.5

利得はROUT/RINで設定する。 RINの範囲にはLT6106内部電流の制約がある。

内部電流の上限は1mA、30A時のセンス電圧52.5mVを流すには RIN ≥ 52.5mV / 1mA = 52.5Ω が必要。データシート条件から RIN ≤ 500Ω

よって

52.5Ω < RIN < 500Ω

RIN=240Ω
ROUT=4.7kΩ (Av≈19.58)
出力@30A=1.028V
実効FS≈32.1A

出力フィルタは2段LPF構成にする。

1段目(LT6106付近): ROUT(4.7kΩ) × COUT1(0.1μF) ≈ 338Hz
- PWMノイズ(16〜32kHz)を発生源で大幅減衰（-33dB以上）
- フィルタ後の出力インピーダンスが高周波で低くなり、配線のアンテナ化を抑制
2段目(ADC付近): Rs(100Ω) × COUT2(10nF) ≈ 160kHz
- 長配線で新規に拾ったHFスパイク（FETスイッチング過渡、RF誘導）を叩き落とす
- ATtiny1604のSAR ADC S/Hキャパへのローカル電荷供給も兼用

text

┌───────┬───────┬──────────────────────────────────────┐
│ 素子  │  値   │                 用途                 │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ RIN   │ 240Ω  │ 入力抵抗                             │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ ROUT  │ 4.7kΩ │ 出力抵抗（利得設定 兼 1段目LPFのR）  │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ COUT1 │ 0.1μF │ ROUT並列、1段目LPFのC（LT6106直近）  │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ Rs    │ 100Ω  │ 2段目LPFの直列R（配線途中〜ADC直前） │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ COUT2 │ 10nF  │ 2段目LPFのC（ADC直近）               │
└───────┴───────┴──────────────────────────────────────┘

実装時はケルビン接続

電流測定 (システム)

車体、砲塔への電流測定。負荷はRPi Zero W、RPi Camera、サーボx2、プッシュ型ソレノイド、各MCU

シャント抵抗は1W40mΩ ±1%を調達並列数は2、上限5Aとして

各抵抗の電流: 2.5A
各抵抗の電力: 0.25W (定格50%デレーティング)
電圧降下@5A: 100mV
必要利得 : 11.0
測定誤差@5A: ±1.0%
測定誤差@1A: ±5.0%

ADC基準電圧は、精度を優先し1.1Vを使用する。必要利得は

11.0 = 1100 / 100

RIN=240Ω
ROUT=2.4kΩ (Av≈10.0) ※ 2.4kΩは調達しやすい

出力フィルタは2段LPF構成にする。

1段目(LT6106付近): ROUT(2.4kΩ) × COUT1(0.1μF) ≈ 663Hz
2段目(ADC付近): Rs(100Ω) × COUT2(10nF) ≈ 160kHz

text

┌───────┬───────┬──────────────────────────────────────┐
│ 素子  │  値   │                 用途                 │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ RIN   │ 240Ω  │ 入力抵抗                             │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ ROUT  │ 2.4kΩ │ 出力抵抗（利得設定 兼 1段目LPFのR）  │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ COUT1 │ 0.1μF │ ROUT並列、1段目LPFのC（LT6106直近）  │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ Rs    │ 100Ω  │ 2段目LPFの直列R（配線途中〜ADC直前） │
├───────┼───────┼──────────────────────────────────────┤
│ COUT2 │ 10nF  │ 2段目LPFのC（ADC直近）               │
└───────┴───────┴──────────────────────────────────────┘

実装時はケルビン接続

電圧測定

測定地点

BATバランス端子: セル#1
BAT(+) - BAT(-): 2 - 1 = セル#2電圧
post-MOSFETノード - BAT(-): ESC両系統への給電電圧 (Pch-MOSFET ON確認 + 電圧降下モニタ兼用)

抵抗分圧について、精度優先で内蔵基準電圧1.1Vを使用する MAX8.4として

(R1+R2)/R2 = 8.4 / 1.1 = 7.64
R1/R2 = 6.64

R1 = 67kΩ (47kΩ + 20kΩ) R2 = 10kΩ (8.4V時 1.091V、6.0V時 0.779V)

MAX4.2の場合は R1=47kΩ にすれば良い(4.2V時 0.737V)

LT6106の電流測定と同じく、2段LPF構成で配置する

text

Vin ── R1 ──┬──[配線]── Rs ──┬── ATtiny ADC
            │                │
            R2               C2(10nF)
            │                │
            ├── C1(0.1μF)    GND
            │
           GND

R1, R2, C1 は信号源側に密集させる
- R2 をMCU側に離すと配線区間が R1=67kΩ の高インピーダンスになり、ノイズを盛大に拾う
- R1||R2 = 8.7kΩ を信号源側で確立し、低インピーダンス信号を配線に乗せる
Rs（100Ω）は配線途中〜ADC直前（LT6106と同規格）
- 2段目LPFの直列R、ADC入力保護
C2=10nF はADC直近（LT6106のCOUT2と共用規格）
- 配線で拾ったHFノイズをADC直前でシャント
- ATtiny1604 SAR ADC のS/Hキャパ充電にも寄与

text

┌───────┬──────────┬──────────────────────────────────────┐
│ 素子  │   値     │               用途                   │
├───────┼──────────┼──────────────────────────────────────┤
│ R1    │ 67kΩ等   │ 分圧上段（信号源側）                 │
├───────┼──────────┼──────────────────────────────────────┤
│ R2    │ 10kΩ     │ 分圧下段（信号源側、R1とセット）     │
├───────┼──────────┼──────────────────────────────────────┤
│ C1    │ 0.1μF    │ R2並列、1段目LPF（信号源側）         │
├───────┼──────────┼──────────────────────────────────────┤
│ Rs    │ 100Ω     │ 2段目LPFの直列R（電流系と共用規格）  │
├───────┼──────────┼──────────────────────────────────────┤
│ C2    │ 10nF     │ 2段目LPF（ADC直近、電流系と共用規格）│
└───────┴──────────┴──────────────────────────────────────┘

基板温度測定

Pch-MOSFET およびシャント抵抗の発熱監視用に NTCサーミスタを1点実装する。

サーミスタ: NTC 47kΩ ±5% B=4050K ±3% (TDK NTH5G20P40B473J、2012)
プルアップ: 47kΩ ±5% (NTC R25と対称にして25°C付近の感度最大化、±5%は調達制約・表示用途なら実用上問題なし)
フィルタ: 2段LPF構成
ADC参照: VDD(5V) ※この1chのみ、他chは1.1V内部参照のまま

text

VCC(5V) ── R_pu 47kΩ ──┬──[配線]── Rs ──┬── ATtiny ADC (PA7)
                       │                │
                       NTC 47kΩ         C2 (10nF)
                       │                │
                       ├── C1 (0.1μF)   GND
                       │
                       GND

温度 vs ADCコード (VDD=5V, 10bit, B=4050K):

text

┌──────┬─────────┬────────┬─────────┐
│ 温度 │ NTC抵抗 │  電圧  │ ADCコード │
├──────┼─────────┼────────┼─────────┤
│ 0°C  │ 163kΩ   │ 3.88V  │  795    │
│ 25°C │ 47kΩ    │ 2.50V  │  512    │
│ 60°C │ 11.3kΩ  │ 0.97V  │  198    │
│ 85°C │ 4.84kΩ  │ 0.47V  │   96    │
│100°C │ 3.06kΩ  │ 0.31V  │   63    │
└──────┴─────────┴────────┴─────────┘

Pch-MOSFET裏面の銅箔ベタに密着させ、シャント抵抗発熱も熱結合で捕捉する。シャットダウン閾値はマージンを取り ADCコード 110 (公称 82°C) 付近で発動、最悪ケース (B+3%, R25+5%) でも実温度 85°C を超える前に遮断される想定とする。

text

┌───────┬──────────┬─────────────────────────────────────┐
│ 素子  │   値     │               用途                  │
├───────┼──────────┼─────────────────────────────────────┤
│ R_pu  │ 47kΩ ±5% │ プルアップ（信号源側）              │
├───────┼──────────┼─────────────────────────────────────┤
│ NTC   │ 47kΩ     │ NTH5G20P40B473J（信号源側）         │
├───────┼──────────┼─────────────────────────────────────┤
│ C1    │ 0.1μF    │ 1段目LPF（信号源側、NTC並列）       │
├───────┼──────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Rs    │ 100Ω     │ 2段目LPFの直列R（全系統共用規格）   │
├───────┼──────────┼─────────────────────────────────────┤
│ C2    │ 10nF     │ 2段目LPF（ADC直近、全系統共用規格） │
└───────┴──────────┴─────────────────────────────────────┘

ATtiny1604

ATtiny1604の消費電力は小さいので、BAT接続時は常に稼働させる

text

BAT(+) ---+---------- (VIN) AP7375 (VOUT) -+--- (A)▷|(K) --- VCC rail --- ATtiny1604
          |                  |             |         D2                   UPDI 5V pin
          | CIN=1μF          |             |
          |                  |             | COUT=10μF
BAT(-) ---+------------------+-------------+

LDO: AP7375(5V300mA)
内蔵オシレータ使用
UPDI引き出し
逆流防止ショットキー D2

BAT未接続状態でもArduino Uno経由でUPDI書き込みできるよう、AP7375出力とVCC rail間にショットキーダイオードを挿入する。

型番: RB160M-30TR (ROHM, 30V 1A)
パッケージ: SOD-123F (PMDS、フラットリード)
VF: 0.43V @ 1A、実動作の~10mA負荷では ~0.2V
VCC rail電圧: 5.0V - 0.2V ≈ 4.8V（ATtiny動作範囲1.8-5.5V内）

text

AP7375 --+-- (A)▷|(K) ----+----- ATtiny VCC (pin 1)
         |      D2         |
         |                 +--- UPDI header 5V pin
         C2=10μF           |
         |                 C_bypass=0.1μF
        GND               GND

Category and platform

AVR (ATmega, ATtiny)

Project files

Show this board on your page

https://pcbkit.io/boards/garypippi/pippitank

The board's own page, for a message or a post.

Source

Repository: garypippi/pippitank
Board file: pcb/pippitank-engine/rev_a/pippitank-engine.kicad_pcb
Commit: 665d1d1
Homepage: garypippi.net/tags/pippitank
Licence: MIT

Parts

Qty	Value	Footprint	References
9	0.1μF	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C18
8	100Ω	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R30, R31, R32, R33, R34, R35, R36, R37
8	7mΩ	Resistor_SMD:R_2512_6332Metric	R12, R13, R15, R18, R19, R21, R22, R23
7	0.01μF	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17
6	10kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R3, R5, R6, R9, R20, R38
4	47kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R2, R4, R7, R26
3	240Ω	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R14, R16, R27
3	4.7kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R10, R11, R25
3	Conn_01x02_Pin	Connector_AMASS:AMASS_XT60PW-M_1x02_P7.20mm_Horizontal	J1, J3, J4
3	LT6106	Package_TO_SOT_SMD:SOT-23-5_HandSoldering	U2, U3, U5
2	20kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R1, R8
2	30A	Pippitank:Keystone_3557_15	F1, F2
2	40mΩ	Resistor_SMD:R_2512_6332Metric	R28, R29
2	Conn_01x02_Pin	Connector_AMASS:AMASS_XT30PW-M_1x02_P2.50mm_Horizontal	J7, J8
1	10μF	Resistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolder	C2
1	1kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R17
1	1μF	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	C1
1	2.4kΩ	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric_Pad0.98x0.95mm_HandSolder	R24
1	2N7002	Package_TO_SOT_SMD:SOT-23	Q2
1	5A	Pippitank:Keystone_3557_15	F3
1	AP7375-50	Package_TO_SOT_SMD:SOT-23_Handsoldering	U1
1	ATtiny1604-SS	Package_SO:SOIC-14_3.9x8.7mm_P1.27mm	U4
1	Conn_01x03_Pin	Connector_JST:JST_XH_B3B-XH-A_1x03_P2.50mm_Vertical	J5
1	Conn_01x03_Pin	Connector_JST:JST_XH_S3B-XH-A_1x03_P2.50mm_Horizontal	J2
1	Conn_01x04_Pin	Connector_JST:JST_XH_S4B-XH-A_1x04_P2.50mm_Horizontal	J6
1	LED	LED_SMD:LED_0603_1608Metric_Pad1.05x0.95mm_HandSolder	D1
1	RB160M-30TR	Diode_SMD:D_SOD-123F	D2
1	TJ60S04M3L	Package_TO_SOT_SMD:TO-252-3_TabPin2	Q1
1	Thermistor_NTC	Resistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolder	TH1
1	~	Pippitank:SSAJ120100	SW1

The 78 most common of 82 parts.

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Questions

How big is the Pippitank engine PCB?

It measures 84 × 69 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

What parts does the Pippitank engine use?

82 parts, built around the ATTINY1604-SSF, AP7375-50Y, RB160M-30TR and TJ60S04M3L-VB. The full list of its parts is on this page, with links to each part's symbol and footprint where PCBKit's library has them.

Where can I download the Pippitank engine KiCad files?

From the garypippi/pippitank repository on GitHub, at the commit this page was made from: the board is pcb/pippitank-engine/rev_a/pippitank-engine.kicad_pcb and its schematic pcb/pippitank-engine/rev_a/pippitank-engine.kicad_sch. PCBKit opens the board in the browser, with nothing to install.

Can I use the Pippitank engine design in my own project?

Its repository publishes it under the MIT licence: you may reuse it on that licence's terms (keep the author's notice, and for a copyleft licence share your changes alike).

Pippitank engine

Overview

Main components

ATTINY1604-SSF

AP7375-50Y

RB160M-30TR

TJ60S04M3L-VB

README

主要パーツ

設計根拠

コネクタ

電流測定 (ESC)

電流測定 (システム)

電圧測定

基板温度測定

ATtiny1604

Parts

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Questions

How big is the Pippitank engine PCB?

What parts does the Pippitank engine use?

Where can I download the Pippitank engine KiCad files?

Can I use the Pippitank engine design in my own project?