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NT-301のリモコン制御 [DIY電気]

以前、アクアリウム・水草水槽を趣味にしていた頃にHPを立ち上げておりました。
HPも現在閉鎖となっていますのでその中で紹介していました電気工作をご紹介いたします。
また水槽始めたいなぁ~♪

NISSO製のプログラムタイマーは毎日設定した時刻に水槽の照明をオンオフさせるタイマーです。水槽のメンテナンスや、来客があったときにの非定常時に照明がほしいときに手動で照明オンしたいですよねそれには、水槽裏に置いてあるNT-301の透明カバーを開けてスイッチを押さなければならないんです。
そこで、このプロジェクトはスタートしました。テレビのリモコンでオンオフできるように改造するプロジェクトです。
NISSOプログラムタイマーNT-301は2系統のタイマーがあり、ふたつの100V器具を別々にオンオフできます。タイマーオフ時は前面パネルのT1またはT2ボタンを押すことで強制的に希望のチャンネルをオンにできます。そのふたつのボタンを赤外線リモコンで遠隔制御できるように改造することにしました。NT-301を開けると写真左部の電源基板と写真右部の緑色に見えるデジタル制御基板(以下D基板)で構成されていることがわかります。それぞれは6ピンのコネクタで接続されています。D基板は前面パネルにネジ止めされているので、ネジを外して、プッシュスイッチ等がばらばらに外れないようにそっと基板を外します。液晶表示器も外れそうになるけど、あわてる必要はありません。
これから製作するリモコン受信基板をこの中に組み込むことにします。
nt301_open.jpg

アマチュア(プロも)の電子工作でよく使用されるPICマイコンというワンチップマイコンをメインにNT-301に組み込む回路を製作しました。実はもう、この時点ではPICに書き込むプログラムは完成に近い状態です。新品のPICは、プログラムを書き込んであげないと、なんの機能も持たないため、書き込み器を購入するか自作するなりしなければプログラムを入れることができません。
下の回路はU2が赤外線リモコンから送信された光を受光し、1番ピンから出力してPICのRA0に接続しています。PICはRA0に入力されたリモコンコードを解析してRB0とRB1に200msの正パルスを出力するのです。
赤外線リモコンはS社のテレビリモコンのコードを解析するようにしました。CH1を押すとRB0に、CH2を押すとRB1にという具合にRB7まで出力しています。対応するリモコンボタンは好みのボタンを登録することができるようにもしています。
200msの正パルスをトランジスタのベースに入れると、T1_OC,T2_OCのコレクタがGNDへ短絡する仕組みです。T1_OC,T2_OCは前述のD基板のT1スイッチとT2スイッチへ接続します。T1,T2スイッチと並列接続となり、トランジスタの電子スイッチとT1,T2スイッチのどちらでも動作するようになります。
pic_drawing.gif

D基板に貼り付けた状態のリモコン受信基板です。D基板は表は緑色ですが、この写真に写っている裏は茶色です。基板にはコネクタを使用していますが、接続ははんだ付けとしています。基板上のLEDはD1ではなく回路図には無いRB4に接続したテストランプであるのでご注意を。
基板上部のコネクタの2本線は茶がT1_OC、赤がT2_OC。裏から出ている赤と黒はD1を延長しフロンとパネルへいきます。
基板右部の3本は赤外線受光モジュールU2を延長してフロントパネルへいきます。黒がU2の3番ピンへ、黄が2番ピンへ、青が1番ピンへ接続されます。
基板左部の基板下から赤黒2本の線がD基板のコネクタ部へ接続され電源供給を受けています。赤が+3.3V、黒がGNDですね。
部品の高さはこれが限界!電源基板との余裕がないため計算上では隙間が1mmも無いはず。汗!
nt301_addpwd_a.jpg

これはリモコン受信基板の裏(はんだ面)です。よく考えて作っていない証拠で配線のまたがりが発生しました。自分が使用するものなのでテキトウな作業。動けばいいという気持ちで作業をしています。+3.3VとGNDを作業中、サインペンで塗ってみるとこりゃまたわかりやすくミスが少なくなります。今回は回路が簡単でしたので+3.3Vを赤ペンでしか塗っていないのです。
「いもはんだ」という言葉があります。それは、はんだをしたつもりで、お互いに電気的に接続していない状態であり、裸眼で見てもわからないことがよくあります。少しでも疑問に思う箇所があればルーペで確認します。ルーペでも判断が困難であれば、追加はんだをすればいいですよ。
nt301_addpwd_b.jpg

これはD基板のコネクタ部から+3.3VとGNDをもらってくる配線です。リモコン受信基板の+3.3VとGNDに接続されます。赤線が+3.3Vで4番ピンに、黒線がGNDで1番ピンにはんだ付けしています。電源ラインはこの回路で最も電流が流れるラインであるため太めの電線が良いのです。
ついでなので説明しますと、丸に見える部分はくし型になっているスイッチパターン。上から導電ゴムスイッチで短絡する構造となっています。このD基板には4箇所ありT1,T2,セレクト,スタートのスイッチです。
nt301_33v.jpg

D基板で目立つ大きなICはNECのuPD753104という型のマイコンである。T1,T2スイッチの片側からこのマイコンのピンにパターンがつながっている。はんだ付け可能な部分は唯一このICのピンです。ピンの間隔は0.8mmで、今回のはんだ付け作業中で最も難易度の高い作業であります(汗)。ICの左上が1番ピンです。茶色の電線は31番ピンへ、赤の電線は32番ピンへ接続しています。
コツはICのピンに適量のはんだをまず盛り、電線にもはんだを適量盛っておきます。次に、一本の電線をICのピンに合わせテープで固定し、はんだゴテを上から触れて溶かして付けます。ルーペで見て不十分であれば、その上からはんだを少し流し込みます。もう一本も同様に作業します。作業が終了したらテープをきれいに貼りなおして写真のように固定しておきます。
nt301_wire_connect.jpg

これが赤外線受光モジュールU2です。S社のリモコンはキャリア周波数が40KHzですが、手持ちの38KHz品を無理やり使っています。ちなみに40KHz品はGP1UD28YKという型番です。また、+3.3Vで動かすため底電圧で動作するタイプを使うことは必須です。
リモコン受信基板から出た3本の線でここまで引っ張ってきています。NT-301の前面に約φ4.5の穴を開け、その部分に接着しました。接着にはメルトガンを使ったのでしっかりと十分すぎるほど接着できています。これのいいところは、失敗したらこの樹脂を指でつまんで剥がせることですね。指で剥がすのが無理であればラジオペンチでつかんで剥がせます。
nt301_ir_panel.jpg

NT-301のフロントパネル下部には赤外線リモコン受光部がのぞく丸い穴、フロントパネル上部には赤いLEDのパイロットランプが見えます。
この改造作業の初期のことですが、赤外線リモコン受光部は手で塞いだりしても光漏れでけっこう動作するものだと思い、中の基板に実装したんです。全部カバーをして、さ~あ動作テスト!しかーーーし全く反応しない。一部の隙間からは動作しますが軽快な動作はしなかったのです。
nt301_complete.jpg

改造が終わったNT-301はいつもの水槽の裏へ設置した。テレビリモコンで動作確認を行い、動作することを確認。こうなるとどれだけ離れてもリモコンがきくのかテストしてみたくなる。結果はテレビのリモコンと同じく、10mぐらいまではOKでした。T1には照明、T2にはCO2の電磁弁を接続しているので、タイマー未動作中にCH1を押すと照明がオンとなり、電磁弁未動作中にCH2を押すと初期スタートのCO2がジュワ~と勢い良く出る。電磁弁はリモコン制御をしたくないため、リモコンボタンの登録モードで間違っても押されないようなボタンにカスタマイズした。
タイマーをセットしなければ、単なるリモコンスイッチとなります。
nt301_finish.jpg

PICにはプログラムを書き込まないと動作しませんので、デバッグを繰返しながらプログラムを完成させます。
以下PICマイコンとプログラムの仕様です。

●プログラム開発環境
・プログラム開発言語、CCS Cコンパイラ
・統合開発環境、MPLAB IDE V7.40
●マイコン基本設定
・デバイス PIC16F819
・動作クロック10MHz
・パワーアップタイマ(PUT)ON
・ウォッチドックタイマ(WDT)2304msで使用
・スリープ(SLEEP)未使用
●I/Oピンとその動作
・RA0端子(入力)に赤外線受光モジュールのVOUTを接続
・RA1端子(入力)にHIを与えるとRB出力はHIでアサートする
・RA1端子(入力)にLOWを与えるとRB出力はLOWでアサートする
・RA2端子(出力)未使用のためオープンとする
・RA3端子(出力)未使用のためオープンとする
・RA4端子(出力)PL=パイロットランプを接続。登録モードおよび有効な赤外線コマンドを受信すると発光する。
・RB0端子(出力)は赤外線コマンドCH1を受光すると200msアサートする
・RB1端子(出力)は赤外線コマンドCH2を受光すると200msアサートする
・RB2端子(出力)は赤外線コマンドCH3を受光すると200msアサートする
・RB3端子(出力)は赤外線コマンドCH4を受光すると200msアサートする
・RB4端子(出力)は赤外線コマンドCH5を受光すると200msアサートする
・RB5端子(出力)は赤外線コマンドCH6を受光すると200msアサートする
・RB6端子(出力)は赤外線コマンドCH7を受光すると200msアサートする
・RB7端子(出力)は赤外線コマンドCH8を受光すると200msアサートする
・アサート後は1秒間赤外線コマンドを受け付けない
・赤外線コマンドはS社対応で、TVリモコンのCH1~CH8を受け付けます

・登録モードではRB端子に対応するリモコンボタンをカスタマイズできる。
TVリモコンの「電源ボタン」を押すと、パイロットランプが5回ブリンクし登録モードになります。パイロットランプが5回ブリンクした後はパイロットランプが点灯し、RB0に対応するリモコンボタンの入力待ち状態となります。60秒以内に希望するボタンを押し、残り7回も同様にボタンを入力します。8回登録が完了すると、登録内容が自動保存されます。登録途中、60秒以内にボタンが押されないか、または「電源ボタン」が押されたら、それまで登録したボタン内容を破棄して登録モードを終了します。登録モードが終了する場合にもパイロットランプが5回ブリンクします。登録モードのキャンセルボタンに「電源ボタン」を使用しているため「電源ボタン」を登録することはできません。





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