ブレッドボードで動いて基板で動かない理由5つ｜配線・GND・パスコン

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ブレッドボードで動いた回路が基板で動かない理由は、線の長さ・GND の帰り道・パスコンの距離・部品の向きなど、回路図に出ない「形」が変わるからです。確かめる順は目 → テスター → オシロ、発注前の点検はチェック5つへ。

ブレッドボードで動いた回路は、基板にしても動くと思いがちです。回路図が同じなら、部品のつながりは同じだからです。

ところが基板では、線の長さや道すじ、つなぎ目の作り方、部品の足の位置が変わります。この記事では、その違いを5つの理由に分け、数字の目安と確かめ方を、はじめての人向けに順に説明します。

結論：基板で動かない理由は5つ。回路図は同じでも「形」が変わる

ブレッドボードで動いて基板で動かない理由は、配線の寄生成分・抵抗・GND の帰り道・パスコンの距離・部品の向きとフットプリントの5つに分けられます。

理由	何が起きる	まず見る所
① 配線の寄生成分	長い線がコイルになり、急な電流でスパイク（とがった電圧）が出る	速い信号・電源の線の長さ
② 抵抗	はんだ不良でつながったり切れたり、細いパターンで電圧が下がる	はんだの形・パターンの太さ
③ GND の帰り道	大きな電流と GND を共有して、0V が浮く	モーターや LED の GND の道
④ パスコンの距離	IC から遠くて、電源のゆれを吸えない	電源ピンとパスコンの距離
⑤ 部品の向き・フットプリント	足の番号が違い、つながりが変わる	データシートのピンの表

このうち、はじめての基板で一番多いのは⑤（足の取り違え）と②（はんだ）です。目で見てわかるので、最初に確かめます。①③④は、速い信号や大きな電流を使う回路で効いてきます。

つまり、「回路図が同じだから大丈夫」ではなく、「形が変わったところ」を順に疑います。

ブレッドボードと基板では、何が変わるのか

ブレッドボードは、ジャンパー線とばねの接点で部品をつなぎます。基板は、銅のパターンとはんだでつなぎます。つながる相手は同じでも、線の長さ・太さ・道すじ・つなぎ目・足の位置が変わります。

	ブレッドボード	基板
線	ジャンパー線（直径0.4〜0.7mm）	銅のパターン（幅も長さも設計しだい）
つなぎ目	ばねの接点ではさむ	はんだで固定する
GND	レール（長い金具）に各自つなぐ	パターンやベタGND の引き方しだい
部品の足	挿すときに目で見て向きを決める	フットプリントの位置に決まる

ブレッドボードで動いたのは、その「形」でたまたま条件がそろっていたから、ということもあります。基板で形が変わると、そろっていた条件がくずれます。

理由① 配線の寄生成分：線は小さなコイルとコンデンサ

線は、ただの導線ではなく「小さなコイル」でもあります。直径0.5mm の線なら、10cm で約119nH（1mm あたり約1nH が目安）。となりの線との間には、小さなコンデンサもできます。

回路図にはない、この小さなコイルやコンデンサを「寄生成分」と呼びます。ゆっくり変わる信号ではほとんど効きませんが、電流が急に変わると、コイルの性質が電圧を生みます。

0.1A の電流が10ns（1億分の1秒）で切り替わると、10cm の線だけで約1.2V のスパイクが立つ計算です（イメージ）。5V や 3.3V の回路では、マイコンのリセットや、クロックの数え間違いの原因になります。

線の長さ（直径0.5mm）	インダクタンスの目安
3mm	約1.5nH
3cm	約28nH
10cm	約119nH

ブレッドボードでは、となりの列の金具どうしの間にも約2〜5pF のコンデンサがあります（DigiKey の測定）。5pF は1MHz で約32kΩ の通り道になるので、抵抗の大きい所や速い信号では無視できません。

基板では、この大きさと場所が変わります。基板で線が長くなった所や、行きと帰りの線が離れて輪が大きくなった所で、ブレッドボードでは出なかったスパイクやリンギング（波のゆれ）が出ることがあります。

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つまり、速い信号・電源・大きな電流を切り替える線は「短く・行きと帰りを近く」が基本です。

線の長さとインダクタンス：長いほど、スパイクが大きくなる

線のインダクタンスは、長さにほぼ比例して大きくなります。電流の変わり方が同じなら、スパイクの大きさもインダクタンスに比例します。

オシロスコープで波を見ると、角のところで上下にゆれる「リンギング」として見えます。プローブの GND の線が長いと、測る側でもリンギングが出るので注意します。

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理由② 抵抗：細いパターンは、ジャンパー線より抵抗が大きい

基板の細いパターンは、ブレッドボードのジャンパー線より抵抗が大きくなりがちです。幅0.3mm・長さ10cm のパターンは約164mΩ で、1A 流すと約0.16V 下がります。

線（長さ10cm）	抵抗	1A のときの電圧の下がり
ジャンパー線（直径0.64mm）	約5.3mΩ	約5.3mV
パターン 幅1mm	約49mΩ	約49mV
パターン 幅0.3mm	約164mΩ	約164mV

パターンの銅の厚さは、よくある基板で35μm（0.035mm）です。ジャンパー線より断面がずっと小さいので、同じ長さでも抵抗が大きくなります（銅の抵抗率から計算した目安）。

モーターや LED をたくさん光らせる回路では、電流の大きい線が細いと、IC に届く電圧が下がって止まることがあります。電流の大きい線は、太く・短くします。

はんだ付けの不良も「つなぎ目の抵抗」

つなぎ目にも抵抗があります。ブレッドボードではばねの接点、基板でははんだです。はんだがうまくのっていないと、つながったり切れたりして、動いたり止まったりします。

はんだの形	見分け方	起きること
よいはんだ	山のすそが広がり、ランド（銅の丸）と足をぬらしている	しっかりつながる
イモはんだ	丸く盛り上がるだけで、すそが広がらない	つながったり切れたりする
ブリッジ	となりのランドとはんだでつながっている	つながってはいけない所がつながる

ブレッドボードの接点も、抜き差しをくり返すとゆるみます。BB830 というブレッドボードのデータシートでは、定格は 36V・2A です。大きな電流を流す回路は、ブレッドボードの段階から無理をさせないようにします。

はんだを見たら、テスターの導通（音が鳴るモード）で、足とパターンの先がつながっているかを確かめます。

理由③ GNDの帰り道：大きな電流と同じ線を使っていないか

電流は、必ず GND を通って電源の − に帰ります。モーターのような大きな電流と、センサーやマイコンが GND の線を共有すると、その線の抵抗で GND が浮き、0V が 0V でなくなります。

ブレッドボードでは、部品ごとに GND の線を太いレールにつなぐことが多く、帰り道が自然に分かれています。基板で GND を1本の細いパターンで「数珠つなぎ」にすると、モーターの電流がセンサーの GND の道を通るようになります。

0.1V は小さく見えますが、10ビット・5V の A/D 変換では1目盛りが 5V÷1024≒4.9mV なので、約20目盛りのずれです（例の数字）。モーターが回るたびに、センサーの値がゆれます。

	モーター停止	モーター回転
共通の線で下がる電圧	0V	0.1V
センサーの GND（電源から見て）	0V	0.1V 浮く
A/D の値のずれ（10ビット・5V）	0	約20目盛り

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つまり、GND は「線」ではなく「電流の帰り道」。大きな電流の帰り道と、小さな信号の基準を同じ道にしないことが大事です。

GNDが浮くと何が起きる？ センサーの値・通信・リセット

GND が浮くと、センサーの値がゆれるだけでなく、マイコンどうしの通信の「0」と「1」の判定がずれたり、リセットの端子が一瞬「押された」と取り違えられたりします。

テスターで確かめるなら、モーターを回した状態で、電源の GND とセンサーの GND の間の電圧を測ります。0V から離れていたら、GND の道を共有しているサインです。

理由④ パスコンの距離：ICから遠いと、間の線がじゃまをする

パスコンは、IC の電源ピンのすぐ横に置きます。10MHz では、3cm の線は約1.8Ω になり、0.1μF のコンデンサ（約0.16Ω）より大きくなります。線がじゃまをして、パスコンが効かなくなります。

パスコンまでの線（10MHz）	線の通りにくさ	0.1μF の通りにくさ	効き目
3mm	約0.09Ω	約0.16Ω	効く
3cm	約1.8Ω	約0.16Ω	線がじゃまをする

パスコンは、IC が急に電流を使ったときに、近くから電流を出してあげる「小さな電池」の役目です。間の線が長いと、線のインダクタンスが電流の急な変化をじゃまするので、電池が遠くにあるのと同じになります。

MCP6002 というオペアンプのデータシートでは、0.01〜0.1μF のパスコンを電源ピンから2mm 以内に置くように書かれています。電源ピンだけでなく、GND ピンまでの帰りの線も短くします。

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つまり、パスコンは「容量」より先に「距離」。電源ピンと GND ピンの両方のすぐ横に置きます。

パスコンの効き目は、線のインダクタンスで決まる

コンデンサと線のインダクタンスを合わせた「通りにくさ（インピーダンス）」を周波数で描くと、遠いパスコンは数MHz から上で通りにくさが大きくなり、ただのコイルのようになります（グラフはイメージ）。

近いパスコンは、もっと高い周波数まで通りにくさが小さいままです。IC が出す速いノイズを吸えるかどうかは、この差で決まります。

見落としやすい：モジュール基板に載っていた部品の写し忘れ

ブレッドボードでは、センサーなどを小さな基板に載せた「モジュール」を使うことがよくあります。モジュールには、パスコン・プルアップ抵抗・レギュレータ・レベル変換などの小さな部品が、最初から載っていることがあります（どれが載っているかは商品ごとに違います）。

自分の基板にセンサーの IC だけを載せると、これらの部品がなくなります。プルアップ抵抗がないと通信が止まり、パスコンがないと動きが不安定になります。モジュールの回路図を見て、載っていた部品を全部写します。

理由⑤ 部品の向き・フットプリント：同じ形でも、足の並びが違う

基板では、部品の足の位置がフットプリント（はんだ付けする場所の並び）で決まります。同じ形の部品でも、品番によって足の並びが違います。ブレッドボードでは挿すときに目で見て直せますが、基板では直せません。

よくある例が、3本足のレギュレータです。TI のデータシートでは、LM7805 は 1番が入力・2番が GND・3番が出力ですが、LM1117 は 1番が GND（可変の品種は ADJ）・2番が出力・3番が入力です。

品番	1番	2番	3番
LM7805	入力	GND	出力
LM1117	GND（ADJ）	出力	入力

7805 用に作ったフットプリントに LM1117 を付けると、入力と出力が逆になります。どちらも同じ TO-220 という形なので、見た目では気づきません。

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つまり、フットプリントは「形」でなく「品番」で選び、データシートのピンの表と1本ずつ照らし合わせます。

フットプリントの取り違え3つ：足の順番・極性・裏から見た図

取り違え	例	防ぎ方
足の順番	同じ TO-92 のトランジスタでも E-B-C・E-C-B・C-B-E がある	品番のデータシートのピンの表で確かめる
極性	LED・ダイオード・電解コンデンサの向き	シルク（基板の白い印）の印と、部品の印をそろえる
裏から見た図	コネクタのピン配置が「裏から見た図」で描かれている	表から見た図か、裏から見た図かを確かめる（左右が反対）

データシートのピン配置の図には、「Top View（上から見た図）」「Bottom View（下から見た図）」のような書き添えがあります。フットプリントを作るときは、この書き添えを必ず読みます。

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基板で動かないときに確かめる順：目 → テスター → オシロ

基板で動かないときは、電源を入れる前に目で見て、次にテスター、最後にオシロスコープの順で確かめます。電源を入れたら、IC の電源ピンの根元の電圧から見ます。

電源・GND・リセット・信号の順に、原因をしぼりこむ一般の手順は、切り分けの記事にまとめています。

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基板を発注する前のチェック5つ

基板を作り直すと、お金も日数もかかります。発注する前に、ブレッドボードとの違い（線の長さ・太さ・GND・パスコン・足）を先につぶしておきます。

	確かめること	目安・見る所
①	速い信号・大きな電流の線は短いか	クロック・電源・モーターの線
②	電流の大きい線は太いか	1A なら幅を広く（計算で確かめる）
③	大きな電流の GND は別の道か	センサー・A/D と共有しない
④	パスコンは電源ピンのすぐ横か	電源ピンと GND ピンの両方が近いか
⑤	フットプリントの足の番号は正しいか	データシートの表と1本ずつ照合

回路図そのものの見落とし（電源・GND・未接続のピン・定格）は、回路図レビューのチェックリストで確かめます。このページの5つは、その「基板の形」版です。

よくある質問（FAQ）