第13回 ブレッドボード組み立て前の準備

今回はブレッドボード組み立て前の注意点を説明します。

今回の説明

回路を完成させるために以下の順序で説明しています。このエントリの説明は(2)「PICマイコンのベース回路を組む」の部分のブレッドボードを組み立てるステップになります。

  1. LEDを電池と抵抗のみで光らせる回路を組み立てる
    PICマイコンの回路を組み立てる前に、まずはブレッドボードに慣れておくことにします。電池、抵抗、LEDのみを使って、ブレッドポード上に回路を組んでLEDを光らせてみます。ここでは電池、抵抗、LEDの回路記号と回路図の説明をして、回路図からブレッドボードに組む方法を説明します。まずはブレッドボードに慣れましょう!
  2. PICマイコンのベース回路を組む
    はじめの一歩の回路は、LEDを1秒に1回光らせるだけの回路です。この回路をブレッドボードに組み立てます。
  3. プログラムを作る
    LEDを1秒に1回光らせるプログラムを作成します。
  4. PICマイコンに書き込んで動作させる
    作成したプログラムをPICマイコンに書き込んで動作させてみます。
  5. ベース回路にスイッチを追加
    LEDの点滅をスイッチで開始させるために、ベース回路にスイッチを追加します。これまではLEDを光らせる、という出力制御をしましたが、今度はPICマイコンで外部から信号を入力する方法を確認します。
  6. ベース回路にブザーを追加
    スタートスイッチ付きの、1秒に1回光らせる回路を作りましたので、ブザーを追加してタイマーとして完成させます。

 

今回の内容

ブレッドボードに回路を組み立てる前に、準備として以下の内容を確認します。

これらの前準備が終わったら、ブレッドボードを使用した回路の組み立てを行います。なおこの組み立ては、電子工作が初めて、という方もいらっしゃるかもしれませんので、ちょっと冗長ですが「実体配線図からの組み立て」と「回路図からの組み立て」の両方を行います。

いずれの方法にしても、元の図(実体配線図や回路図)と、実際のブレッドボード上の配線は、物理的な配置についてはあまり対応関係がないので、その対応のなさ加減を体験していただこう、という目的があります。また、雑誌記事などではほとんどのケースで電子回路図のみが提供されますので、是非回路図から実際の電子回路を組み立てる方法について慣れるようにしてください。

 

PICKitの接続

前回の記事でPICKitのコネクタがどうなっているか確認しました。このコネクタをブレッドボートに接続するには「ピンヘッダ」という部品を使います。最初の方でご紹介した部品リスト中のピンヘッダは以下のようなものです。

ピンヘッダ

このピンヘッダは、ピン毎に切り込みが入っていて切り離すことができるようになっています(切り離すことができないタイプもあります)。PICKitで使用するピン数は5ピンですので、ここから5ピン切り取ります。

手で曲げて切り取ることもできますし、ニッパーなどで切断することもできます。手で折り曲げて切り取る場合、切り取る部分に力が加わるように持たないと、違うピン数のところで折れてしまいますので注意が必要です(自分の場合は手で折り曲げると、80%ぐらいの確率で違うピン数になります)。またニッパーで切断する場合は、切断したピンヘッダがすごい勢いで飛んでいくこともあるのでその点も注意してください(毎回経験)。こんな感じで切断します。

ピンヘッダカット

切断後のピンヘッダです。

カットしたピンヘッダ

このピンヘッダをPICkitのコネクタに接続して使用します。PICkitのコネクタはPICkit3、PICkit4ともに1〜5番ピンを使用しますので、以下のように接続することになります。

PICkitコネクタピンヘッダ接続

ピンヘッダはブレッドボードに接続しておき、PICマイコンにプログラムを書き込むときにPICKitをこのピンヘッダに接続します。ブレッドボードには、例えば

ブレッドボード上のピンヘッダ

このようにセットしておきます。斜め上から見るとこんな感じになります。

ブレッドボード上のピンヘッダ

PICマイコンにプログラムを書き込みときに、このように

ピンヘッダへのPICkit接続

PICKitを接続してプログラムを書き込みます。なお、特にルールはないのですが、私の場合、いつもブレッドボード上に書かれている数字にピンヘッダをセットしています。こうすると、PICKitを接続するとき、どっち側が1番ピンだったかすぐにわかります。また、ブレッドボードにこれから配線をしますが、この数字で信号線がわかります。

このようにピンヘッダをセットしてPICKitの接続を行います。このようにセットすれば、以下のように各緑色の線の穴からPICKitの各信号が取り出せることになります。

ピンヘッダ信号線

なお、ピンヘッダをセットする位置ですが、ブレッドボードのi列にしています。これは後ほど配線をすることきになぜこうしているか説明します。以上がピンヘッダの使い方、PICKit3の接続方法です。

 

ブレッドボードの配線の色

ブレッドボード上で配線を行う場合、最初に説明しました部品リストの電線を使用します。この電線は7色ありますが、後で配線の確認をしやすいように、目的別に色分けしたいと思います。この色の使い方にはルールはありませんので、ご自分できめていただいてもまったく問題ありません。ただ電源系については、一般的に、プラス側が赤、マイナス側が黒か青が使用されますので、電源系だけは色を合わせた方がよいでしょう。

用途
 赤 プラス側配線
 青 マイナス側配線
 緑 PICKit3書き込み系配線
 黄 発光ダイオード制御系配線

今回の製作ではこのルールで色を使い分けます。

ところで、ブレッドボードの配線は意外に面倒なので、すぐに配線に使える部品も売られています。

Assorted jumper wire

近い距離を配線する場合、このようなものを使用してもOKです。

電線を使用して配線する場合、配線する距離を確認しながら電線を加工しますので、配線距離に関しては特に問題ありません。でも上のような購入してきたものを使用する場合、ブレッドボード上で距離にぴったり合うものを探すのにひとつひとつ当てはめていては時間がかかります。この売られている部品はその点、ちょっと工夫されてます。

この部品にはいろいろな色が使われていますので、各色取り出すとこんな感じになっています。

Sold jumper wire

ちょっと見るとカラフルで適当に色がつけられているようですが、実はあるルールに従って色が使われています。

これらを長さ順にブレッドボードにセットしてみます。

Arranged jumper wire

短い方から確認すると、赤が2つ先の穴に接続、だいだいが3つ先の穴に接続、黄色が4つ、緑が5つ、、、と続きます。この色と数字の関係、見覚えありませんか?この色と数字の関係は、実は抵抗のカラーコードのものを使用しているんです。例えば、ブレッドボード上で、7つ先の穴に接続したい場合、7は「紫式部」ですから、紫の線がそれになります。このような形で見つけやすくしています。

なお、隣同士の穴の接続は、距離が短すぎるため被覆はなく、単に電線を曲げたものが用意されています。そうすると、1の茶色(小林一茶)は使用しなくなりますので、この商品では10つ先の穴の接続用に使われています。

この色と数字の対応は、電子部品の世界では他の場面でも出てきますので、是非覚えてみてください。

 

PICマイコン取り扱い注意点

PICマイコンの取り扱いには2点注意がありますので説明しておきます。

一点目は静電気です。

PICマイコンに限らず、電子部品は静電気に弱いものが多くあります。今までご紹介した部品の場合、抵抗やコンデンサ、LEDは気にする必要はありませんが、PICマイコンは静電気に注意が必要です。

乾燥している時期、扉の取っ手に手を近づけたときに「パチッ、あっ痛っ」となることがありますよね。あの静電気が電子部品を壊してしまうこともあります。

夏は湿度が高く、静電気が身体に溜まりにくくなっているのでそれほど神経質にならなくてもよいですが、それでもなるべくPICマイコンを手で触れる時間を短くするとよいと思います。

また乾燥している時期は、身体に溜まった電気を一度放電するとより安全です。例えば、水道の蛇口など、家の設備で金属のものに一度触れると放電できます(マンションなど最近の住宅では放電できないケースもありますが…)。また、電子部品を扱う作業時の静電気対策商品も売られています。ただ、私は乾燥時期にもあまり対策しないで電子部品を扱ったりしますが、今まで壊れたことはないので、それほど神経質にならなくてもよいのかもしれません。あるいは運ですかね。

二点目はPICマイコンのピンです。

購入してきたばかりのPICマイコンを正面?から見ると、

Ic pin

こんな感じでピンが広がっています。この状態のままブレッドボードや基板にセットするとピンが変にまがってしまったりしますので、ピンの曲がりが90度になるように曲げます。曲げ方ですが、

Ic pin bending

こんな感じで、ピンの片方ずつ、机などの平らなところに押しつけてピンの曲がりを90度になるようにします。あまり曲げすぎると広げるのが大変になりますで、ちょっとずつ曲がり方を確認しながら曲げるようにします。特に初めての場合、どのくらい力を加えるとどのくらい曲がるのかわからないと思いますので、ちょっとずつ曲げるようにします。

これでブレッドボード上で組み立てる準備ができました。次回は実体配線図を見ながらブレッドボードに回路を組み立てます。

 

更新履歴

日付 内容
2016.8.7 新規投稿
2018.11.12 PICkit4説明追加
2018.11.23 画像リンク修正
2019.5.18 MPLAB SNAPの説明追加