リレーシーケンス回路
キッチンタイマー
実践課題メニューへ戻る
メインメニューへ戻る


3分タイマーの応用
段々とステキになるタイマーの製作です
すでに目的としては達成できましたが、さらに実用的になるタイマーの製作です


題して「キッチンタイマー」
相変わらず直感的な名前ですね。そう、お料理づくりに役立つかもしれないタイマーなのです。
パスタをゆでる時に3分タイマーでは役に立たないから作ったという噂もありますが、気にせずいきましょう。
今回も標準ロジックICを使い、表示に工夫を凝らしました。シーケンス回路もポイントです。


7セグメントLEDの攻略1
今回は、7セグメントLEDを使って経過時間を表示するという画期的企画です。
7セグメントLEDは、ドットマトリックス物やLCD等に押され気味であまり使われない気がしますが、しっかりと現役です。

では早速その攻略法を探ってみましょう。
7セグメントLEDとは・・・

右の図のように、日の字形に配置された
8つのLEDのON/OFFで数字を表示
します。無理すれば、アルファベットも
何とか表示できます。表示位置はa〜gと、
「点:デシマルポイント」で示します。

この7セグメントLEDは、LEDですからもちろん極性があります。
その極性のうち、アノード側をまとめたものを「アノードコモン」、カソード側をまとめたものを「カソードコモン」と呼びます。
駆動する側からみた場合、出力ポートの吸い込み電流で点燈させる場合は「アノードコモン」、出力ポートからの吐き出し
電流で点燈させる場合は「カソードコモン」です。もちろん間に駆動用トランジスタ等が入る場合もありますので用途や回路
によって使い分けます。ピンの配列は、メーカーや型番によって異なりますので、自分で調べるかお店で聞きましょう。
ものによっては、2桁・3桁・4桁と一度にパッケージに入ったものがありますが、今回使うものは、1桁のもので充分です。

LEDですから、電流制限抵抗が必要です。また、表示色によって電流制限抵抗の値が異なるので気をつけましょう。
その値は、定格電流等から計算式で求めるか、お店で教えてもらいましょう。
7セグメントLEDを駆動させるには、7つの出力ポートが必要になりますが、13ピンしかないPICのI/Oポートですから、
効率的に使うために少し工夫が必要です。そこで、BCD(二進化十進数)で駆動することにしました。


7セグメントLEDの攻略2
BCDから7セグメント表示にするのはとても簡単です。
74HC4511のIC1個でできてしまいます。
BCDの入力を与えると7セグメントLEDのパターンに変換してくれてるのです。
10進
表記
16進
表記
入力条件 表示
D C B A
8 4 2 1
0 0 L L L L
1 1 L L L H
2 2 L L H L
3 3 L L H H
4 4 L H L L
5 5 L H L H
6 6 L H H L
7 7 L H H H
8 8 H L L L
9 9 H L L H
10 A H L H L 全
消灯
11 B H L H H
12 C H H L L
13 D H H L H
14 E H H H L
15 F H H H H

他に、制御用の入力が3本ありますが、今回は使用しないので仕様に従って、
HまたはLレベルに固定しておきます。


次に動作パターンを設計します
通常のタイマーは減算式ですが、シーケンス回路の都合上で加算式としました。
設定スイッチを回してスタートボタンを押すと7セグメントLEDの表示が時間経過と共に
加算していき、目的時間に達したらリレーが動き、お知らせしてくれます。

その後リレーは数秒後自動でOFFになります。
カウント状況は7セグメントLEDにて表示しますので。バッチリですね。
もちろんリセットスイッチも付けます。

動作中は、7セグメントLEDの表示が1分単位でしか変わらないので
本当に動作しているのか不安になる方のために、カウント中は動作表示LEDが点滅します。
目的時間に達したら点燈に変わります。停止中は消灯ですからこれで充分でしょう。

さらに表示に凝りたい方は、もう1点空きがありますので2色LEDなどで表示しても
おもしろいでしょうね。回路は自分で考えてください。
※表示例( 設定(停止):緑、 カウント中:オレンジ、 カウント完了;赤 )


今回も単独で動く仕様で公開します
回路図上でリレーのコイルがありますが、接点側は拡張用に残しておきます。
他の製作事例とはI/Oピンの番号が一部異なりますので、必ず確認しながら配線して下さい。
また今回もシーケンス回路を先に作ってしまったので、ピン番号が飛んでいます。

ハード結線図(暫定公開です。まだ変更する可能性があります)

リレーは Y14H-1C-5DS (秋月電子で購入)を使用しています

7セグメントLEDの抵抗値は使用されるLEDにあわせてください

シーケンス回路は動作確認後公開します


まだまだつづきますよ。
実習課題メニュー 製作レポート