2 layers25 × 30 mm Attiny rs485, the printed circuit board in 3D

Attiny rs485

DIYゲームコントローラー制作ツールキット

Size: 25 × 30 mm
Copper layers: 2
Thickness: 1.6 mm
Parts: 16
Nets: 14
Pads: 68
Tracks, vias: 78, 5
Pours: 2
Routed: Yes
KiCad: KiCad 10.0 (file 20260206)
Created: 4 Apr 2026
Updated: 4 Apr 2026

Overview

Attiny rs485 is an open-source printed circuit board by ytr0, from the ytr0/mkctrl-v2 repository on GitHub. It is a 2-layer board of 25 × 30 mm with 16 parts on 14 nets, routed with 78 tracks and 5 vias.

It is built around the ATTINY1616-MN, MAX3485ED and RS485, with the TPS61291DRV among its other parts. Its parts include 5 capacitors, 3 ICs, 3 connectors, 1 resistor and 1 inductor. It belongs with the interfaces and adapters boards and the AVR (ATmega, ATtiny) boards of this library.

Main components

README

hardware/attiny_rs485/README.md

ATtiny1616 RS485 Input Module - Hardware Design

Version: v2.5.1.2026.0401 KiCad: 8.0+ Status: 設計完了、製造待ち

外部ジョイスティック/センサをRS485経由でM5AtomS3に接続するための小型入力モジュール。

システム構成

text

┌─────────────────────────────┐      RS485       ┌───────────────┐
│   ATtiny1616 RS485 Module   │ ═══════════════> │  M5AtomS3 #1  │
│                             │   115200bps      │   (Sensor)    │
│  ┌─────────┐  ┌─────────┐   │   ~100m max      └───────┬───────┘
│  │Joystick │  │ Button  │   │                          │
│  │  X / Y  │  │         │   │                     ESP-NOW
│  └────┬────┘  └────┬────┘   │                      ~2ms
│       │            │        │                          │
│       ▼            ▼        │                          ▼
│  ┌──────────────────────┐   │                  ┌───────────────┐
│  │    ATtiny1616        │   │                  │  M5AtomS3 #2  │
│  │    ADC + UART TX     │   │                  │  (Receiver)   │
│  └──────────┬───────────┘   │                  └───────┬───────┘
│             │               │                          │
│             ▼               │                      USB Serial
│  ┌──────────────────────┐   │                      2Mbps
│  │      MAX3485         │   │                          │
│  │   RS485 Transceiver  │───┼──────────────────────────┘
│  └──────────────────────┘   │                          ▼
│                             │                  ┌───────────────┐
│   [3.3V]    [GND]           │                  │  Processing   │
└─────────────────────────────┘                  │    + OSC      │
       ↑                                         └───────┬───────┘
       │                                                 │
    外部電源                                          UE5/Game

設計仕様

電気仕様

項目	値	備考
動作電圧	3.3V	2.7V〜5.5V対応（ATtiny1616）
消費電流（アクティブ）	~10mA	ADC + RS485送信時
消費電流（アイドル）	~2mA	送信停止時
消費電流（スリープ）	~0.3mA	パワーダウンモード
クロック	20MHz	内蔵RC

通信仕様

項目	値	備考
プロトコル	RS485 半二重	送信専用
ボーレート	115200 bps
ポーリングレート	100Hz	10ms間隔
フレーム	8N1
CRC	CRC-16-CCITT
最大ケーブル長	~100m	終端抵抗使用時

ポーリングレートの設計根拠

100Hzは以下の比較から十分と判断:

コントローラ	ポーリングレート
PS5 DualSense	250Hz (USB)
Xbox Series	125Hz
Switch Pro	60Hz
本設計	100Hz

ジョイスティック入力の特性上、人間の指の動きは100Hz以上のサンプリングで十分にキャプチャ可能
RS485の遅延（~1ms）を考慮しても10ms間隔は余裕がある
将来の拡張で200Hzへ引き上げ可能（ファームウェア変更のみ）

電池駆動について

単三電池（AA）1本（1.5V）での駆動を検討:

条件	推定駆動時間	備考
連続アクティブ	~50時間	2500mAh × 0.85効率 ÷ ~45mA
50%アクティブ	~85時間	アイドル時省電力
スリープ多用	~2ヶ月	ウェイクオン入力で復帰

要件:

1.5V → 3.3V 昇圧コンバータが必要
推奨IC: TPS61200 / PAM2401 など
効率85%程度を想定

注意: 現行基板は外部3.3V電源を想定。電池駆動版は別途設計が必要。

回路図

部品リスト (BOM)

Ref	部品	パッケージ	値	備考
U1	ATtiny1616-MNR	QFN-20 (3x3mm)	-	MCU
U2	MAX3485ED	SOIC-8	-	RS485トランシーバ
C1	セラミックコンデンサ	0603	100nF	U1デカップリング
C2	セラミックコンデンサ	0603	100nF	U2デカップリング
C3	セラミックコンデンサ	0603	10µF	電源バルク
R1	抵抗	0603	1kΩ	LED電流制限
R2	抵抗	0603	10kΩ	PB0プルダウン
R3	抵抗	0603	10kΩ	PB1プルダウン
R4	抵抗	0603	10kΩ	PA3プルアップ（内蔵使用なら省略可）
D1	LED	0603	緑	ステータス
J1	ピンヘッダ	2.54mm 2x3	-	センサ接続
J2	ピンヘッダ	2.54mm 1x2	-	RS485 (A/B)
J3	ピンヘッダ	2.54mm 1x2	-	電源 (VCC/GND)
J4	ピンヘッダ	2.54mm 1x3	-	UPDI (VCC/UPDI/GND)
J5	3.5mmジャック	PJ-320D SMD	-	RS485 (T=A, R1=B, S=GND)

回路図 (ASCII)

text

                                    VCC (3.3V)
                                       │
                                      ┌┴┐
                                      │ │ R4 10k (optional)
                                      └┬┘
          ┌─────────────────────────┐  │
          │      ATtiny1616-MNR     │  │
          │                         │  │
    VCC ──┤1  VCC           PA3  16├──┴── BTN (J1)
          │                         │
   UPDI ──┤2  PA0/UPDI      PA2  15├────── (NC)
          │                         │
          │3  PA1/TX        PA1  14├────── (see PA1/TX)
          │                         │
          │4  PA2           GND  13├────── GND
          │                         │
    GND ──┤5  GND           PA7  12├──┬── LED ──[R1 1k]── GND
          │                         │  │
          │6  PB5           PA6  11├──┼── DE/RE (U2)
          │                         │  │
          │7  PB4           PA5  10├──┼── (NC - RX unused)
          │                         │  │
  B0/S1 ──┤8  PB3           PA4   9├──┼── (NC)
          │                         │  │

詳細配線

ATtiny1616-MNR (QFN-20) ピンアウト

text

        ┌──────────────────┐
        │ 20 19 18 17 16   │
        │ ○              │
     1  │                  │ 15
     2  │                  │ 14
     3  │   ATtiny1616     │ 13
     4  │      -MNR        │ 12
     5  │                  │ 11
        │  6  7  8  9  10  │
        └──────────────────┘
        (PAD = GND)

Pin 1:  VCC
Pin 2:  PA4
Pin 3:  PA5
Pin 4:  PA6  → DE/RE (MAX3485)
Pin 5:  PA7  → LED (via R1)
Pin 6:  PB3  → (NC)
Pin 7:  PB2  → (NC)
Pin 8:  PB1  → ADC B1 (via R3 pulldown)
Pin 9:  PB0  → ADC B0 (via R2 pulldown)
Pin 10: PC3  → (NC)
Pin 11: PC2  → (NC)
Pin 12: PC1  → (NC)

MAX3485ED (SOIC-8) ピンアウト

text

        ┌───────┐
    RO ─┤1     8├─ VCC (3.3V)
   /RE ─┤2     7├─ B (RS485-)
    DE ─┤3     6├─ A (RS485+)
    DI ─┤4     5├─ GND
        └───────┘

接続:
- Pin 1 (RO): NC (受信未使用)
- Pin 2 (/RE): PA6 (DE と共通)
- Pin 3 (DE): PA6
- Pin 4 (DI): PA1 (TX)
- Pin 5 (GND): GND
- Pin 6 (A): RS485 A (+)
- Pin 7 (B): RS485 B (-)
- Pin 8 (VCC): 3.3V

デカップリング

text

VCC ──┬──[C3 10µF]──┬── GND
      │             │
      ├──[C1 100nF]─┤  (U1近傍)
      │             │
      └──[C2 100nF]─┘  (U2近傍)

ADCプルダウン

text

PB0 ──┬── センサ入力
      │
     [R2 10kΩ]
      │
     GND

PB1 ──┬── センサ入力
      │
     [R3 10kΩ]
      │
     GND

PCB設計

基板仕様

項目	値
サイズ	25mm x 30mm
層数	2層
板厚	1.6mm
銅箔厚	35µm (1oz)
表面処理	HASL or ENIG
レジスト	緑
シルク	白

配置ガイド（DRC検証済み v2.5.1）

以下は0 DRCエラーを達成した最終レイアウト。座標は基板左下原点(0,0)からのmm値。

text

Y=0    ──────────────────────────
       │                        │
Y=3.5  │  J1(3.5)      J3(17)   │  ← 上部ヘッダ
       │  Sensor       Power    │
       │  2x3          1x3      │
       │                        │
Y=8    │          C1(10)        │  ← 100nF (U1用)
       │                        │
Y=10   │          C2(10)        │  ← 100nF (U2用)
       │                        │
Y=12   │    R3(5)               │  ← 10k (ADC B1)
       │                        │
Y=13   │         ┌──────┐       │
Y=14   │  D1(5)  │ U1   │ R1(15)│  ← ATtiny1616 @ (10,13)
       │  LED    │(10,13)│ 1k   │
Y=16   │         └──────┘       │
       │       C3(10)  R2(13)   │  ← 10µF, 10k (ADC B0)
       │                        │
Y=17   │  J4(3)                 │  ← UPDI 1x3
       │  UPDI                  │
       │                        │
Y=20   │        ┌──────┐  J2(17)│  ← MAX3485 @ (10,20)
       │        │ U2   │  RS485 │
       │        │(10,20)│  1x2  │

最終座標一覧

Ref	位置 (X, Y) mm	部品
J1	(3.5, 3.5)	センサ 2x3
J3	(17.0, 3.5)	電源 1x3
C1	(10.0, 8.0)	100nF
C2	(10.0, 10.0)	100nF
R3	(5.0, 12.0)	10kΩ
U1	(10.0, 13.0)	ATtiny1616 QFN-20
D1	(5.0, 14.0)	LED 緑
R1	(15.0, 14.0)	1kΩ
C3	(10.0, 16.0)	10µF
R2	(13.0, 16.0)	10kΩ
J4	(3.0, 17.0)	UPDI 1x3
U2	(10.0, 20.0)	MAX3485 SOIC-8
J2	(17.0, 20.0)	RS485 1x2

コートヤードサイズ参考

配置時は以下のコートヤード（部品周囲の禁止領域）を考慮:

フットプリント	コートヤード幅
2x3 ピンヘッダ	X: 5.5mm, Y: 8.1mm
1x3 ピンヘッダ	X: 3.0mm, Y: 8.1mm
1x2 ピンヘッダ	X: 3.0mm, Y: 5.5mm
QFN-20 (3x3mm)	5.0mm × 5.0mm
SOIC-8	6.0mm × 7.0mm
0603 (R/C/LED)	2.6mm × 1.6mm

設計ルール

項目	最小値
トラック幅	0.2mm
クリアランス	0.2mm
ビア径	0.6mm
ビアドリル	0.3mm
シルク幅	0.15mm

GNDプレーン（両面）

F.Cu（表面）: GNDベタ（信号配線を避けて充填）
B.Cu（裏面）: GNDベタ（全面）
U1, U2の直下にGNDビアを配置
サーマルリリーフ使用
ノイズ低減・熱拡散に効果的

配線（Freerouting使用）

自動配線ツール Freerouting を使用:

bash

# DSNエクスポート（KiCad Python API経由）
/Applications/KiCad/KiCad.app/Contents/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin/python3 << 'EOF'
import pcbnew
board = pcbnew.LoadBoard("attiny_rs485.kicad_pcb")
pcbnew.ExportSpecctraDSN(board, "attiny_rs485.dsn")
EOF

# Freerouting実行
java -jar freerouting-2.0.0.jar -de attiny_rs485.dsn -do attiny_rs485.ses -mp 100

# SESインポート
/Applications/KiCad/KiCad.app/Contents/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin/python3 << 'EOF'
import pcbnew
board = pcbnew.LoadBoard("attiny_rs485.kicad_pcb")
pcbnew.ImportSpecctraSES(board, "attiny_rs485.ses")
pcbnew.SaveBoard("attiny_rs485.kicad_pcb", board)
EOF

配線結果

項目	値
トレース数	48本
ビア数	8個
配線層	F.Cu（信号）、B.Cu（GND）
配線時間	~2.4秒

KiCadでの後処理

Freerouting後、KiCad GUIで以下を実行:

GNDゾーン塗りつぶし: Bキー
DRC実行: Inspect → Design Rules Checker
重複ゾーン削除（必要に応じて）

KiCadシンボル/フットプリント

必要なライブラリ

部品	シンボル	フットプリント
ATtiny1616-MNR	MCU_Microchip_ATtiny:ATtiny1616-MNR	Package_DFN_QFN:QFN-20-1EP_3x3mm_P0.4mm_EP1.65x1.65mm
MAX3485ED	Interface_UART:MAX3485E	Package_SO:SOIC-8_3.9x4.9mm_P1.27mm
100nF	Device:C	Capacitor_SMD:C_0603_1608Metric
10µF	Device:C	Capacitor_SMD:C_0603_1608Metric
抵抗	Device:R	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric
LED	Device:LED	LED_SMD:LED_0603_1608Metric
ピンヘッダ 2x3	Connector_Generic:Conn_02x03_Odd_Even	Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_2x03_P2.54mm_Vertical
ピンヘッダ 1x2	Connector_Generic:Conn_01x02	Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical
ピンヘッダ 1x3	Connector_Generic:Conn_01x03	Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical
3.5mmジャック	local:PJ-320D	local:PJ-320D (16.4x11.1mm SMD, 3D付)

製造発注

JLCPCB/PCBWay用ガーバー出力設定

File → Plot
Output directory: gerber/
Layers:
- F.Cu, B.Cu
- F.SilkS, B.SilkS
- F.Mask, B.Mask
- Edge.Cuts
Generate Drill Files (Excellon)

発注時の指定

Quantity: 5 or 10
PCB Thickness: 1.6mm
PCB Color: Green
Surface Finish: HASL (Lead free)
Copper Weight: 1oz

組み立て

実装順序

U1 (ATtiny1616-MNR) - QFN部品、リフロー or ホットエアー推奨
U2 (MAX3485ED) - SOIC、はんだごてで実装可能
C1, C2, C3 - コンデンサ
R1, R2, R3 - 抵抗
D1 - LED（極性注意）
J1, J2, J3, J4 - ピンヘッダ

テスト手順

電源投入前に VCC-GND 間ショート確認
3.3V供給、消費電流確認（~10mA以下）
UPDI接続、ATtinyにファームウェア書き込み
LED点滅確認
RS485信号確認（オシロスコープ）

Parts

Qty	Value	Footprint	References
3	100nF	Capacitor_SMD:C_0603_1608Metric	C1, C2, C3
1	100uF	Capacitor_SMD:C_1206_3216Metric	C5
1	10uF	Capacitor_SMD:C_0805_2012Metric	C4
1	120R	Resistor_SMD:R_0603_1608Metric	R1
1	3.3uH	Inductor_SMD:L_0805_2012Metric	L1
1	ATtiny1616	Package_DFN_QFN:QFN-20-1EP_3x3mm_P0.4mm_EP1.65x1.65mm	U1
1	MAX3485	Package_SO:SOIC-8_3.9x4.9mm_P1.27mm	U2
1	Power	Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x03_P2.54mm_Vertical	J2
1	RS485	local:PJ-320D	J5
1	Sensor	Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x06_P2.54mm_Vertical	J4
1	TPS61291	Package_SON:WSON-6-1EP_2x2mm_P0.65mm_EP1x1.6mm	U3

The 13 most common of 16 parts.

Questions

How big is the Attiny rs485 PCB?

It measures 25 × 30 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

What parts does the Attiny rs485 use?

16 parts, built around the ATTINY1616-MN, MAX3485ED, RS485 and TPS61291DRV. 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 Attiny rs485 KiCad files?

From the ytr0/mkctrl-v2 repository on GitHub, at the commit this page was made from: the board is hardware/attiny_rs485/attiny_rs485.kicad_pcb. PCBKit opens the board in the browser, with nothing to install.

Can I use the Attiny rs485 design in my own project?

Its repository states no licence, so its author keeps all rights: ask ytr0 before reusing the design.

Category and platform

Interfaces and adapters AVR (ATmega, ATtiny)

Project files

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A live frame, for any web page

<iframe src="https://pcbkit.io/embed/boards/ytr0-mkctrl-v2" title="Attiny rs485 in PCBKit" width="100%" height="480" style="border:0;border-radius:12px" allow="fullscreen" loading="lazy"></iframe>

A picture

<img src="https://pcbkit.io/embed/boards/ytr0-mkctrl-v2.jpg" alt="Attiny rs485" width="1200" height="900">

A picture that opens the board, for a README

[![Attiny rs485](https://pcbkit.io/embed/boards/ytr0-mkctrl-v2.jpg?size=s)](https://pcbkit.io/boards/ytr0-mkctrl-v2)

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Repository: ytr0/mkctrl-v2
Board file: hardware/attiny_rs485/attiny_rs485.kicad_pcb
Commit: 1964ae4
Licence: Not stated

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