第4回 買い物リスト 〜電子部品・ツール類〜

今回は、電子部品とツール関係の買い物リストを作成します。

3. 電子部品類

電子部品類の一部は、基礎編・応用編で使用したものを流用できますので、足りないものを購入します。最後に買い物リストをまとめます。買い物リストには秋月電子通商さんの通販コードも記載していますので、参考にしてみてください。

PIC16F18857

実践編のPICマイコンは「PIC16F18857」を使用します。基礎編と応用編で使用したPIC12F1882はメモリ容量が少ないため、今回使用する温湿度・気圧センサの数値計算ができません。そこで実践編では、メモリ容量が大きく、機能が一通り実装されていて、価格が安いもの、という観点でこのマイコンを選択しました。

外見は、PIC12F1822に比べてピン数が多いため、一見難しそうなマイコンに見えますが、そういう雰囲気があるだけです。デジタル入出力は、ピンの設定をすればLAT/PORTレジスタで制御できます。PWMなどのマイコンが持つ機能についてもピンの設定、機能の設定、制御方法はPIC12F1822と同じ要領で利用できます。

ブレッドボード

ブレットボードは画像のような横長のものを使用します。実践編では液晶ディスプレイモジュールがあるため、基礎編・応用編で使用したブレッドボードですと面積が足りません。そのため、実践編では約2倍のサイズのブレッドボードを使用します。

液晶ディスプレイ

液晶ディスプレイを使用して、温湿度・気圧データを表示します。

この部品は「液晶ディスプレイ本体」と「ピッチ変換基板」のセット商品です。液晶ディスプレイ本体単体でも販売されていますので、必ず「ピッチ変換基板」がセットになっているものを入手してください。

この部品のハンダ付けは、実践編で行うハンダ付けの中では難度がちょっと高めです。というのは、液晶ディスプレイ本体のピン間隔が1.27mmしかないためです。

この1.27mm間隔のピンは、以下のように本体を基板にセットして、赤点線枠の部分をハンダ付けします。

この製品パッケージは、液晶ディスプレイ本体と基板とピンヘッダがついています。基板は以下のように乾燥剤が入った別の袋に入っています。この袋はハンダ付けするまで開封しないでそのままの状態にしておきます。理由はハンダ付けを行う時に説明します。

温湿度・気圧センサ

以下のセンサを使用して温湿度・気圧を測定します。通信方式はI2CかSPIを選択できますが、実践編ではSPI通信を選択します。選択方法はハンダ付けの時に確認しましょう。

このセンサのハンダ付けは、以下の画像のピンヘッダを本体基板に取り付けるだけで、比較的簡単ですので、液晶モジュールの前にハンダ付けしたいと思います。

温度センサ

温度の測定は以下のセンサを使用します。通信方式はI2Cです。同じ価格、似たような外見と商品名で、通信方式がSPIのものも売っていますので、ADT7410使用、I2C方式のものを購入するようにしてください。

先ほどの温湿度・気圧センサと同様、このセンサのハンダ付けは比較的簡単です。

2色LED

天気予報のインジケータ用に2色LEDを使用します。「2色LED」といっても、1つのパッケージに色が異なる2つのLEDが入っているだけです。

このLEDは赤と青の2色ですので、「赤」「青」「紫(=赤+青)」の3色点灯が可能です。用途としては、赤は晴れ、紫は曇り、青は雨の予報に使う予定ですが、何となく色の表示としてはイマイチって感じがします。そこで、LEDについては違う色のLEDを付けたり、3色個別のLEDを付けていただいて構いません。(なお、アルゴリズム実装が難しい場合は「晴」と「雨」の予報しかできないかもしれないです)

3.3V/500mA定電圧レギュレータ

実践編で設計する回路では、PICマイコン、センサ、液晶ディスプレイともに3.3Vで制御します。3.3Vというと、電池では安定して作るのが難しいです。

まず、電池の電圧は使い捨て電池は1.5V、充電電池は1.25Vです。1.5Vの場合は2本の場合は足りず、3本ですと電圧が高すぎます。また充電池は2本の場合は全然足りず、3本ですとちょっとオーバーします。

また、電池は使用していると電圧がだんだん下がってきます。もし電池の組み合わせでうまく3.3Vを作れても、時間が経つと、3.2V、3.1V…と電圧が下がっています。

そこで、3.3Vの安定した電圧を作るために、実践編では「3端子レギュレータ」または「定電圧レギュレータ」と呼ばれている部品を使用します。この部品を使用すると簡単に目的の電圧が作ることができます。

(2018.3.21追記ここから)
以下の画像は、秋月電子通商さんの通販コード「I-00538」の部品です。2018年3月21日時点でこの部品は販売されていませんでしたので、買い物リストに代替品を掲載しています。どちらか在庫がある方をご用意いただければと思います。
(追記ここまで)

この部品は名前の通り端子が3つあります(以下の図に端子名を書いていますが、まだわからなくて大丈夫です)。使い方は簡単で以下のように入力に4V〜29Vの電圧を接続すると、入力電圧によらずに3.3Vの電圧が作られます。

この3端子レギュレータを使用する上で、注意点が2つあります。

ひとつは、図にも説明していますが、入力電圧は4V以上必要です。基礎編、応用編では、電源電圧として約5Vを使用しました。3本の電池ボックスでは使い捨て電池を使用して4.5Vを作りました。4本の電池ボックスでは充電池を使用して5Vを作りました。

基礎編、応用編で使用した電池ボックスはこの条件を満たしていますので、そのまま使用できます。もし新たに電池ボックスと電池を購入する場合は、約4V以上の電圧になるようにしてください。また、この3端子レギュレータの仕様上の入力電圧上限は29Vですが、高い電圧は避けるようにしてください。入力電圧の考え方については回路設計するときに説明します。

もうひとつは、上の接続図は基本的な動作を説明しているもので簡略化しています。実際には動作を安定にするためにコンデンサが必要になります。この製品には必要なコンデンサも付属していますので、それを使用します。

その他基礎編・応用編からの余りもの

他にも必要になる電子部品がありますが、以下は基礎編、応用編のものを流用するか、余っていると思いますので、それらを使用しましょう。以下の買い物リストに、それぞれの部材について秋月電子通商さんの通販コードを記載しています。

• 単三電池ボックスと電池
• 0.1μF積層セラミックコンデンサ
• 耐熱ビニル電線
• 1/4W 10kΩカーボン抵抗
• 1/4W 330Ωカーボン抵抗
• ピンヘッダ

電子部品関連の買い物リスト

今回説明しました必要な部材のリストを以下にまとめます。

4. ツール類

ツール類は、基礎編・応用編のものをそのまま使用します。必要なものは、PICKit3またはPICkit4、ワイヤストリッパ、ニッパー、ラジオペンチです。今までずっと使ってきたものですので、特に説明は必要ありませんよね。

次回からはハンダ付けの練習に入ります。練習が終わったらセンサやLCDモジュールのハンダ付けを行います!

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