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PIC用の超小形のライター製作

 液晶表示がトリガーとなって、いろいろと情報を集めていましたら、PICのマイコン用に、超安価で小形のRCDライターを製作できる情報を見つけました。

 写真のように余りものの部品と不足の部品をちょっと買い足して、超小形のライターを製作しました。このライタはRS232Cに直結して、PICマイコンに書き込みできるもので、ICピンは18ピンにしました。組立てた回路図は、RCDkiteの回路図のバージョン2.5です。回路は同じですが、ユニバーサル基板で部品配置は全く違います。

http://feng3.cool.ne.jp/rcd/#v25sch

なお、このライタは小型化と安価を優先していますから、使用条件が厳しいので必ず使用説明書を読む必要があります(ノートPCでは利用できません)。また、680円でキットも販売されているようです。

【追伸】
 PICProg4U(FENG3 作のフリーソフト)を利用したら、問題なくRCDライタとして認識してくれて、無事にPIC16F628Aのマイコンに書込みができました。なお、照合も問題なく正常動作でした。


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    LCDモジュールは必要かも

     最近はROBOZAKからセンサーの提供が多いので、RS232C経由でAD値を見ることが多くなりました。センサーの出力電圧をテスターで調べてAD値に換算してもいいのですが、プログラムを組む際に、多分、IF文で分岐させるために、実際はAD値がいくつであったかをデバッグしたくなります。

     そんなことからどうも50号以降のプログラム開発では、RS232CのインタフェイスでPCでAD値をみるか、液晶表示でAD値を表示させることがどうも必要になってきたようです。これらがないとプログラム作成において当て勘で数値を決めることになり不自由です。そこで、デバッグを頻繁に行うのであれば、LCDモジュールや無線でのデータのやり取りをしたくなってきます。

     現在は、RS232CのI/Fで調べていますが、ケーブルを切替えてPCを設定しているので面倒な操作が多いのが難点です。一方、HITEC社のLCDモジュールはかなり高く、ROBOZAKでも提供されないようなので、折角LCD端子もありLCDの接続をコストも含め検討中です。

     注意すべきは、一般的に入手できるLCDのインターフェイスがデータバスなので、アスキーコードのシリアルI/Fといいのがなく、直結ができるLCDモジュールは純正品以外にありません。純正品の詳細なスペックがわからないことと、I/Fの回路(マイコン+ソフト)が必要であり、なかなかハードルが高そうです。勉強を兼ねてチャレンジしてみるのもいいかも。

     マイコンはPICを使うにしてもフラッシュに書き込まなければならず、秋月のキットは品切れでした。再開は未定とのことで、別な方法を検討しておりうまくいったら報告します。
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      距離センサー(GP2D12と純正品)の比較

       千石電商でシャープ製のGP2D12という距離センサーを試しに購入してみました。GP2D12をマイコンに接続するコネクタとピンも購入したました。

       専用工具がないのでいつもピンは半田付けで、接続コードを作成しました。コードはGP2D12側で、Signal、GND、Vccとなりますので、間違えてショートさせないようにしてください(実は間違えて動作しなかった)。また、AD値を呼び出せるようにAD(2)に接続してプログラムをセットして、RS232Cの接続をして準備をします。

       早速、距離センサーGP2D12の特性を調べてみました。参考のためにROBOZAKの距離センサーの純正品と比較してみした。


       一目で特性が大きく違うことがわかります。まず、論理が逆なことと、もっとも驚くのは純製品が単純増加なのに対して、GP2D12は8cm位にAD値138のピークがあることです。このことは10cm以内に障害物が来ることがある場合には都合が悪いことになり、例えば、AD値が50の時に距離が15cmなのか4cmなのか区別がつかない事になります。その点では、純正品の方がピークがなく単純増加なので、ロボットには最適なの特性です。

      ●接近戦のあるような場合には、AD値で一義的に距離が決まる純正品の方がいいでしょう。
      ●広い場所を歩き回る場合には、10cm以上では距離精度のよいGP2D12の方がいいでしょう。


       以上の事からアナログポートを2つ使ってしますが、夫々の特徴を生かしたプログラムを組めば、動き回るモーションにはGP2D12のデータを生かし、接近戦の格闘技の技や態勢のモーションは純正品の距離センサーのデータで動作するようにすれば、バランスのよい動きになりそうです。但し、消費電力は増えますから不利になりますので、総合的な判断が必要となります。
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        ROBOZAKニューアイテムは魅力的ですか?

         49号でやっと明らかになった50号以降のROBOZAKのニューアイテムですが、不恰好なグリッパー、強化ブラケット、光センサー、タッチセンサーなどあまり魅力的なものがありませんでした。

         特に、真っ先に提供されると思っていた頭が動く機能が中止になっていることに気づきました。献據璽犬法本誌1号の「シリーズガイド」で紹介した頭が動く機能は、搭載しませんでした。』という記述がありました。私のRZ-1はすでに頭が動くように組み込んであり問題はないのですが、期待していた人もいたのに残念です。

         音声認識とラジコンぐらいですかね。ということはここで定期購入を打ち切り個別購入の方がいいのかもしれません。正月休みにじっくり考えて、結論をだすことにしましょう。

         右手のグリッパーが可笑しいし!慌てて作ったのか、サッカーボールを持っているグリッパーが正しいのか? でも肩が回らないので、腕を下ろしたときに逆になってしまいますね。ちょっと格好悪いですね。
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          拡張ユニットがありました

           ハイテックマルチプレックスジャパンのショピングで、ROBONOVA-1の拡張ユニットを売っているのを見つけました。カタログには、下記のパーツがありました。
          HG-R001ジャイロモジュール(7,000円)
          LCDモジュール      (6,800円)
          距離センサー        (2,000円)
          音センサー         (2,000円)
          タッチセンサー       (2,000円)
          光センサー         (2,000円)

          でも、ジャイロが7000円は高いですね。インターネyトで3000円以下で購入しておいて正解かもしれません。でも、ROBONOVAでこれらの拡張ユニットをどのように使うのか説明がありません。ユーザが考えることとしているのでしょうか?
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            ACアダプター購入

             バッテリーでは稼働時間が1時間しかないので、モーション作成のと時には不便である。そこで、秋月電気でACアダプターを購入して、RZ-1の電源に接続する為に、コネクター変換を作成してみました。一応、マイコンボードを壊していけないので、テスターでコネクターの極性と電圧をチェックしてから接続しました。

             購入したACアダプターは、「超小型スイッチングACアダプター」で、入力AC電圧100-120V、出力電圧6V、出力電流1.8Aというスペックで少し余裕を持たせました。中国製ですが、RoHS対応製品とありますので、一応、信頼することにしました。購入価格は600円でした。

             RZ-1のバッテリーがなくなったので、急遽、ACアダプターにコネクターを変更した状態です。紐付きの状態ですが、モーション作成のときなどを想定しているので、この状態で歩き回るような使い方はしないつもりです。

             ACアダプタのコネクターを直接変更してもいいのですが、何か異常があった時や指を挟まれた時に、コネクタがすぐ抜けるようにしておいた方が安全だと思い、このようにしました。

             テストしてみましたが、特に問題はなく、出力電圧は、6.15Vとバッテリーと比べても高くはありませんでした。


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              CEATECHにRZ-1が登場?

               今週開催されているCEATECの展示の中に、太陽誘電がLiイオン・キャパシタを出展しており,その性能のアピールに1分充電で5分間もロボットが動くというデモンストレーションをしているようです。ここで取り上げたロボットがなんと銀色のRZ-1のようです。

              いろいろなところで活躍していますね。
              http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20071001/139951/?ST=d-ce&ref=rss

               サーボモータのシールが全く貼ってありませんね。スポンサーの意向なのでしょうか。他のロボットもあるようです。今週は仕事が忙しいので、残念ながら幕張は遠いのでCEATECには行けません。残念!(古い?)

               このRZ-1の胸にある丸いものは何でしょうか? オプションで何かのセンサーでもあるのでしょうか?ちょっと気になりますね。
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                超音波センサー回路を試作

                 ロボットに搭載されそうなセンサーを試作しています。以前は、赤外線センサーを試作しましたが、今回は超音波(40KHz)を利用したセンサーの送信側と受信側の1セット(外形は同じですが、中のセンサーは違います)を購入して、回路図を参考に部品を集めて試作しました。

                 マイコンがあれば、出力波形はプログラムで作れますが、今回はCMOSの555を利用したため、基板はV850より一回り大きくなってしまいました。これでも無駄なく、部品を詰め込んだのですが、結構大きくなりました。回路出力はオシロがないので、目で認識できるように設定時間だけLED点灯するようにしてあります。回路図はDC9Vでしたが、DC5Vに小変更して問題なく動作しました。

                 送信波形の出力をトリガーにして反射波形が戻るまでの時間を計測すれば障害物までの距離が分かるというものですが、その出力波形は40KHzの発振波形を70msec周期で1msecほど出力させます。

                 試作したお陰で、動作のしくみなどは理解できましたが、ロボットへの搭載は、表面実装部品で小型化されている浅草技研の超音波距離センサーがいいでしょう。そのうち、Robozakのオプションで提供されるかもしれません。その時には、このボードとV850で距離計にでもするつもりです。
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                  人センサーを作製

                   ロボットに搭載しそうなセンサーを実験的に作製しています。1つ目は、集電型赤外線センサーを使って、人間を含め生き物から発せられる赤外線を検知するものです。
                   秋月電子通商にもキットがありますが、リレーなどの部品のムダが多く、キットを買わずに部品購入で揃えて組立てました。基板のサイズ的には小さく出来たのですが、センサーの前面につけるレンズをどう設置するかが課題です。
                   一応、レンズ無しでも30〜40cm位の距離であれば、検知はするのですが、レンズには光のフィルター機能もあるので、誤動作防止になるので、レンズがあった方が動作的には確実性が増すものと思われます。写真は、動作確認用のLEDが点灯している状態の写真です。

                   製作するにあたり、「趣味の電子工作にようこそ」というHPの赤外線センサーを参考にさせてもらいました。
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                    USBからRS232Cへの変換

                    秋月電子通商などで、USB/シリアル変換ケーブルを購入してもRS232Cのコネクターが違うので、直接、接続することができません。ROBOZAKで送られてきたケーブルを接続すれば、通信はできるようになります。
                     RS232CのコネクタはD-SUB9ピンですが、MR-C3024のボードとの接続は、ステレオ用の2.5Φのピンジャックなので、コネクタを変更すれば、直接、接続できるようになりますが、どうもUSB/シリアル変換のICはRS232Cのコネクタ側に入っているので、話は簡単でなく確認が必要です。
                    【ケーブルの接続】
                    D-SUB9ピンメス3番(送信データ) と プラグ先端
                    D-SUB9ピンメス2番(受信データ) と プラグ中央
                    D-SUB9ピンメス5番(グランド)  と プラグ根元

                    USBコネクタ側にICが内蔵されていそうな変換ケーブルを探して見ましたが、ないようなので、どうしてもD-SUB9ピンが必要となりそうです。

                    【追記】
                    RS232C 秋月電子で購入したUSB/RS232C変換ケーブルを接続します。このケーブルは、ICが入っているので、接続して最初だけはPCにそのドライバーソフトをインストールします。購入価格は1200円で、量販店ではこの2〜3倍しますからお買い得です。
                     見てくれは悪いですが、ネジをしっかり締めておけば、外れることはないでしょう。

                     変換用のICが格納されている部分を拡大しました。

                    参考に【RS232Cのコネクタ】ピン番号 記号 意味
                    1 DCD キャリア検出   5 GND G 信号グラウンド
                    2 RxD 受信データ    6 DSR データ・セット・レディ
                    3 TxD 送信データ    7 RTS 送信要求
                    4 DTR データ端末レディ 8 CTS I送信可能  
                    5 GND 信号グラウンド  9 RI 被呼表示

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                      カレンダ

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