周辺拡張オプションキットの製作 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
■周辺拡張オプションキットの製作
2008年6月24日 9:47 更新
|
●概要5.1.1 特徴このキットは、IT大学(院)「IT技術演習」の課題実施と、動作確認のために必要です。 PICNICキットの外部接続コネクタに接続して使用します。フォトアイソレータICを介して接続された接点入出力2系統、ならびにアナログ入力2系統が、端子台に配置されています。特に、ディジタル出力は機械式リレーによって接点出力されているため、接続する機器を選びません。誘導負荷時、接点容量5A(120VAC)の制御が可能です。オリジナルのガラスエポキシ両面スルーホール基板が用意され、この右側の空きエリアには回路拡張、試作用のユニバーサル領域が準備してあります。リレー駆動用電源は、PICNIC-CN3コネクタから、製作する電源ケーブルを用いて供給します。 <写真1> 周辺拡張オプションキット 5.1.2 仕様・接点出力:2系統(RB6, RB7)、機械式リレーによる絶縁型接点 ・接点入力:2系統(RB0, RB1)、フォトアイソレータによる絶縁型接点 ・アナログ入力:2系統(RA0, RA1)、0〜+5V、10bit分解能(0〜1023)、PICNIC側グラウンドと共用 ・外部端子台:8pin × 2個(CN3, CN4)、リレー接点出力+接点入力 ・回路拡張のためのユニバーサル領域を用意(DIP-21×6) ・電源電圧:DC12V(PICNIC-CN3から供給) 5.1.3 回路図<図1> 回路図(クリックしてPDFファイルを表示) 5.1.4 コネクタピン配置CN1:電源端子
CN2:PICNIC接続端子
CN3:リレー接点出力端子
CN4:接点入力・アナログ入力端子(基板上では8番pinが左側であることに注意)
5.1.5 部品表
●入手方法正規生の方は、入手方法について、担当(和崎)までメールにてお問い合わせください。折り返し手順についての説明メールを返信します。(wasaki@cs.shinshu-u.ac.jp)(2008/06/19) 送付物(梱包)概要 ●組み立てに必要な工具類このキットは部品点数も少なく、両面スルーホール基板でハンダ流れも良好なので、組み立ては慣れている方であれば15分〜1時間程度で終了します。組み立てには、以下の工具が必要です。 ・ラジオペンチ あれば便利な工具は以下のようなものです。 ・ハンダ吸い取り器(ハンダ付け間違えした部品を取り外す時に必要) <写真2> 組み立てに必要な工具+あれば便利なもの ここに写っている工具は、私が愛用しているお気に入りのものです。参考のために、メーカー・型番を挙げておきます。(左上から) ・ミニチュアラジオペンチ:HOZAN P-36 ●組み立て5.4.1 部品梱包袋キットに同梱される部品、ケーブルその他の部品は以下の通りです。 これらが、いくつかの部品梱包袋に分かれて入れられています。 <写真3> キットに同梱される部品、ケーブルその他 部品を袋から取り出すと、特に小さい部品(例:MOLEXピンコンタクトなど)は、風が吹けば何処へ飛んで行ってしまいます。その前に、下に示すようなトレイに整理して一時保存しておくと良いでしょう。 <写真4> 部品をトレイに整理(HOZAN
B-40 パーツトレイを使用した例) 5.4.2 組み立て実体図<写真5> 組み立て実体図(部品面:クリックして拡大画像を表示) <写真6> 組み立て実体図(ハンダ面) 5.4.3 部品外観【基板上部品】
【 周辺部品 】
5.4.4 組み立て手順(1)部品の確認 まず、送られて来た部品と、部品表とを照合して、必要な部品が揃っているか確認します。 (2)基板への部品取り付け ※組み立て手順は、基本的に背の低い部品から先にハンダ付けしていけばOKです。 (a) 抵抗:R1→R2→…→R6 (b) ダイオード:D1→D2 (c) ICソケット:U1→U2 (d) 端子台:CN3→CN4 (e) 26pinピン、電源コネクタヘッダ:CN2→CN1 (f) 電解コンデンサ:C1→C2 (g) リレー:K1→K2 (h) スペーサ、ネジ(4個)
・電源ケーブル:コネクタコンタクト(モレックス5103)へ、ケーブル:0.3mmヨリ線(赤、黒)を20cm程度に各々切断したものをハンダ付けした後、電源コネクタ(モレックス5102−02)へ挿入し固定する。コネクタ1番ピンが赤(+)。
・端子台バイパスケーブル:ケーブル:0.3mmヨリ線(赤、黒)を5〜10cm程度に各々切断したものの先の被覆を剥き、ハンダめっきする。
(4)防犯スイッチへのケーブル取り付け ・防犯スイッチ(デルカテックMS-102)のスイッチ側端子台に、ケーブル:0.3mmヨリ線(赤、黒)の残りを固定する。バラ線先の部分はハンダめっきしておくと良い。
●実装後の基板の様子
<写真7> 組み立てが完了したキット外観 <写真8> 基板サイドから見たところ(その1) <写真9> 基板サイドから見たところ(その2) <写真10> 基板サイドから見たところ(その3) <写真11> 基板サイドから見たところ(その4) ●動作試験試験環境の準備/リモートI/O制御の試験(その1)/リモートI/O制御の試験(その2)/アナログ入力回路の試験 5.7.1 試験環境の準備【PICNIC基板上のジャンパJP1は外す処理】(2005/05/30追記) (0)PICNIC基板、左上のジャンパJP1が、現在、1-3:2-4でジャンパが入っている状態との接続であるが、これを外す(下側ピン1,2側へ引っ掛けておくと良い):※理由:PICマイコンのRB0,RB1が、シリアルポートのフロー制御線と共用になっており、演習時にはこれは無用なため。 【PICNIC⇔周辺拡張オプション間の接続】 (1)PICNICとの接続:電源コネクタと、フラットケーブルを相互に接続する。特に、PICNIC側電源コネクタの極性を間違えないように!(左側1番ピンが赤+)。 <写真12> PICNIC⇔周辺拡張オプション間の接続(周辺拡張ボード側) <写真13> PICNIC⇔周辺拡張オプション間の接続(PICNIC側) 【端子台へのバイパス線と電子ブザーの配線、防犯スイッチの接続】 (2) 端子台へのバイパス線:端子台CN3の1⇔2番ピン(DC+12V⇔RB7-COM)を、バイパス線で接続する。 <写真14> 端子台CN3へのバイパス線接続 (3) 電子ブザーの配線:端子台CN3の3番ピン(RB7-T)と8番ピン(GND)を、電子ブザーのプラスマイナス極へ各々接続する。 <写真15> 電子ブザーとCN3の配線 (4) 防犯スイッチの接続:防犯スイッチ側の端子台のカバーを開け、ケーブルの片方をネジで固定する(無極性)。次に、もう片方を、端子台CN4の1番ピン(RB0-TA)と2番ピン(RB0-TB)へ接続する(こちらも無極性)。 <写真16> 防犯スイッチ側の端子台への接続 <写真17> 端子台CN4側への接続 【PICNICも含めた全ての接続状況】
<写真14> 周辺部品の端子台への接続が完了した状態 5.7.2 リモートI/O制御の試験(その1)PICNICのリモートI/Oのうち、ディジタル出力(RB7)の制御を行って、そのポートに接続されている電子ブザーを鳴動させてみよう。 (1)前述の 5.7.1(a) 端子台へのバイパス線と電子ブザーの配線 を実施しておく。(電子ブザーがRB7のリレー接点へ接続されている状態) (2)動作試験用のPCならびにネットワーク環境を設置して、PICNICのリモートI/O制御がwebブラウザで行える状態にする。 (3)リモートI/O制御画面から、ディジタル出力(RB7)の出力値を、L→Hへ変更する。 (4)変更した直後、機械式リレーの動作音(カチッ!というソレノイドが動く音)が聞こえ、電子ブザーが鳴ることを確かめよう。なお、今回、同梱されているブザーは、ドア開放警報音に良く用いられる「ホロホロ」である(松下電工のヒット商品)。 (5)リモートI/O制御画面から、ディジタル出力(RB7)の出力値を、H→Lへ変更して、ブザーを停止する。 <練習問題1> <練習問題2> ※電子ブザー「ホロホロ」の音が大きすぎて困る、という場合の対策: 5.7.3 リモートI/O制御の試験(その2)次に、PICNICのリモートI/Oのうち、ディジタル入力(RB0)値の監視を行って、そのポートに接続されている防犯スイッチの状態を調べてみよう。 (1)前述の 5.7.1(b) 防犯スイッチの接続 を実施しておく。(防犯スイッチがRB0の接点入力へ接続されている状態) (2)動作試験用のPCならびにネットワーク環境を設置して、PICNICのリモートI/O制御がwebブラウザで行える状態にする。 (3)まず、防犯スイッチのマグネット部を、スイッチ部から離した状態(=ドアが開いている状態)にしておく。 (4)リモートI/O制御画面を表示し、ディジタル入力(RB0)の入力値が、"L"であることを確認する。 (5)次に、防犯スイッチのマグネット部を、スイッチ部に近づけた状態(=ドアが閉じている状態)にする。 (6)リモートI/O制御画面を再表示(Reload)し、ディジタル入力(RB0)の入力値が、"H"になったことを確認する。 <練習問題3> <練習問題4> 5.7.4 アナログ入力回路の試験最後に、PICNICのリモートI/Oのうち、アナログ入力(RA0)値の取得を行って、そのポートに接続されている(直流)電源の電圧値を調べてみよう。以下の例は、PICNIC側電源 DC+5VをそのままRA0へ接続し、アナログ値(1023付近)の取得を行うものである。 (1)端子台バイパス用ケーブルを用いて、CN4端子台8番ピン(DC+5V)と6番ピン(RA0)の接続 を実施しておく。 (2)動作試験用のPCならびにネットワーク環境を設置して、PICNICのリモートI/O制御がwebブラウザで行える状態にする。 (3)リモートI/O制御画面を表示し、アナログ入力(RA0)の入力値が、"1023"付近(5V)であることを確認する。 (4)次に、CN4端子台5番ピン(GND)と6番ピン(RA0)の接続 を実施しておく。 (6)リモートI/O制御画面を再表示(Reload)し、アナログ入力(RA0)の入力値が、"0"付近(0V)であることを確認する。 <練習問題5>
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IT技術演習(院)−PICNIC− by Katsumi WASAKI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.1 Japan License.
|