2020年8月29日土曜日

KeyIchigo3 製作編

 基板を更新しましたので、資料を置いておきます。

KeyIchigo3製作資料

回路

IchigoJam + 電源+ LCD + キーボードです。



KeyIchigo3 回路図

部品表(SMT部品を除きます。)

              C1, C3   10uF                    積層セラミックコンデンサ(106

              C4, C5   15pF                    積層セラミックコンデンサ(15)

              D1         11EQS03L           ショットキ―ダイオード 方向あります。

              R1,R2,R3 22KΩ               リード抵抗 (赤赤橙金)

              R4          2.2KΩ                 リード抵抗 (赤赤赤金)

              R5          100KΩ                リード抵抗 (茶黒黄金)

              R6,7,8,9  100Ω                なし。ILI9341LCD320x240画素)用

              タクトスイッチ                  BTNスイッチ

スライドスイッチ 5本足3個と3本足1個が入っています。3本足をROMスイッチに使ってください。

              LCD      128x64ドットのLCDです。ロープロファイルのソケットとピンヘッダを使って取り付けます。ソケットを使わないと分解できませんが薄くなります。

              320x240ドットのカラー液晶(ILI9341)に交換することができます。信号は図のオレンジの部分にありますので利用してください。交換したらBASICの書き換えが必要です。正式版はリリース前です。

キーボード 下半分にタクトスイッチを65個半田付けしてください。1個余分に入っています。

LED  長い方のピンが右側です。

水晶振動子12MHz ナイロンスペーサが入っています。

コネクタ、ソケット、DC/DCコンバータ、ブザー。

ソケット用信号名シールが貼ってあります。

含まないもの

ROM      IchigoJam用のSMTDIP(足つき)のいずれかを使うことができます。

温度センサ ADT7410を実装できます。

GROVEコネクタ 未実装です。I2C信号と電源が接続されています。

ILI9341液晶 128x64LCDに替えて使用できます。BASICファームウエアも書き換え必要です。

基板

カラーLCD用の信号を左側に出してあります。128x64液晶の代わりにILI9341を付けてBASICをアップデートすると変更できます。
KeyIchigo3プリント基板

IchigoJamについて

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2020年8月26日水曜日

IchigoJamミンティア 2代目

お菓子の秋ケースを電子工作につかう作例は多いですが初代ミンティアは薄いので使う方はあまりみません。ところがIchigoJamがギリ収まります。ということで作ってみました。

 IchigoJamミンティア 2代目

初代があります。DIPのLPC1114の脚をひらきUSB-Aはシールドを外し、、など加工度の高い製作です。したがって今回は2代目です。

IchigoJamミンティア 初代(参考)


今回は基板を起こしました。CPUが小さくなったのでUSB-Serialチップも乗せたしUSB-Aも沈み込みタイプが使えました。LEDも背の低いものを使っています。

IchigoJamミンティア 2代目
R1,R2,Tact switchが未実装です。


回路


コネクタはできるだけ背の低いものを探しました。
電源はUSB Type-Cコネクタを使ってみました。
USB-Serialチップ搭載です。CH340Eを使っています。水晶が要りません。
そのままだと、IchigoJamのRxDが使えなくなるので1KΩの抵抗を挿入しています。ソケットから信号をいれるとCH340Eの出力は1KΩ抵抗に邪魔されてIJに届かなくなるわけです。
EEPROMはそのまま載せると外付けROMに干渉してうまくありませんが、ROM容量選択を1Mにして512KのROMを載せると、内蔵ROMのプログラム番号が164~227になりますので512K以下の外付けROMと同時使用ができます。

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2020年8月16日日曜日

KeyIchigo PC 製作編

 プリント基板が届きました。厚さは1㎜です。普通より薄く作ってあります。

KeyIchigo PC/ Pill Case

電源回路

キーボードの上の端に電源回路を載せています。

DC/DCコンバータにはチャージポンプの昇降圧できるものを使いました。
入力範囲は1.8~5.5Vなので、乾電池2本から5Vまでの範囲に対応します。
スライドスイッチに替えて電源ボタンを押すとONできるようにしています。

電源スイッチを押すとORゲート(TC7S32F)経由でREG710のEN端子がHIGHになりコンバータがスタートします。電源がONするとキーボードエンコーダのCPUに電源が入り右下のN$PD6をHIGHにします。これで電源スイッチがOFFしてもENはHIGHになるので電源は入ったままになります。
キーボードエンコーダがN$PD6をLOWにすると電源がOFFします。
電源スイッチを押すと中央のBJT(抵抗内蔵型を使用)がONするのでキーボードエンコーダからはN$PD7で読みとることができます。スイッチの長押しを検知するとN$PD6をLOWにして電源を遮断できます。
ダイオードのRB751Sはショットキ―ダイオードでORゲートの入力の電圧がORゲートの電源電圧より高くならないように制限します。入力が乾電池2本で3.3Vより低いため必要になります。

電源OFFのときに流れるのは、ORゲートの漏れ電流とREG710の静止電流のみで極めて少ない(筈)です。

電源PilotにLEDを付けましたが、点灯しているのがわかればだけなので、赤LEDの場合電流制限抵抗は10KΩで良さそうです。これは実験的に選んでいます。

手持ちの関係でC6は1uFを使って試作しています。デジトラは4.7K-4.7Kタイプです。10k-10Kでも動くと思います。

電源回路

キーボードエンコーダ回路

ATMega328P(32ピンパッケージ)を動かす最低限の回路です。インジケータ用にLEDを一個点灯できます。
ソフトウエアでキースキャンを行い、ホストにPS/2仕様でスキャンコードを送信します。

プログラム書き込み用に6ピンコネクタを用意しています。

プログラムした結果5KByteほどのプログラムになりましたのでメモリ容量8KByteのATMEGA88PAで制作しました。


キーマトリクス(2020/8/17 追記)

回路が落ち着きましたのでUPしておきます。普通のX-Yマトリクスではありません。CPUのポート数を少なく済ませるために一工夫しています。このためフィルム基板を使ったメンブレンキーボードには不向きな回路になっていますが今回はスイッチを並べるので問題なしです。

左下のダイオードはシフト、ALTキーなどを文字キーと同時押しできるようにするためのものです。


タクトスイッチ

タクトスイッチは3種類使います。

キーボード用:5.2x5.2mm 高さ2.0mmの面実装タイプです。
電源スイッチ:5.2x5.2mm 高さ1.5mmの低いものを使いました。
BTN用:   IchigoJamのボタン用です。高さ4.3mm以下の背の低いものを使います。

CPU LPC1114/102廻り

EEPROMのところのスイッチは、元は1MbitのROMを使うためのものですが、512K ROMを搭載しておき1Mbit設定にすることで、プログラム番号が164~227で読み書きできるようになります。これで外付けEEPROMと内蔵EEPROMの共存が可能になります。
この回路図のままですと、スイッチ切り替え時に電源をショートしてしまいます。XXのところでカットして抵抗(22KΩで可)を挿入して対策できます。

他は、NTSC Videoの代わりにILI9341を搭載しています。LCDは2.4Inchの”ILI9341-HT24TM84A”で類似品をいくつか調べた範囲ではメーカーが変わっても仕様は互換性があるようです。ブレークアウトボード無しでフレキシブル基板に接続するタイプです。タッチスクリーンの有るものと無いものがあります。タッチは使わないのでどちらでも構いません。



組み立て

薄いケースに納めるため厚くならないように注意して半田付けしていきます。

電池ボックス

キーボードの固定パーツと電池ボックスを3Dプリントしました。
左右のパーツを2.3mmx6mmのタッピングビスで基板と固定します。
電池交換のためにキーボードを取り外す必要があります。
パーツをキーボードにねじ止めして抜き差しできます。パーツをケースにホットグルーで固定しておきネジを外して電池交換できるようにしてもよいと思います。

STLを置いておきます。 (2020/8/16追記)

電極は0.55㎜のピアノ線を手で曲げてバネを作ります。

出来上がり。


プリント基板

2か所 3か所ほど修正がありました。(2020/8/17追記)
まずROMのところで書いたGND接続のカットです。
スイッチのピンのところでパターンを削って切断します。赤丸のなかの黄色線部で切ります。
パターンカット


キーボードマトリクスに配線漏れありました。
←キーと↑キーの間でジャンパー追加しました。裏で繋げられるとよかったのですがここしか無かったのです。目立たないようにより線をほぐして使ってみました。


もうひとつ配線ミスが見つかりました。(2020/8/17追記)
カナキーがZに配線されてましたので、カットとジャンパー追加しました。
今度は直しやすい。


組み立ててこうなります。
配線を通すためにケースを切っています。 切断にはホットナイフを使いました。これは半田こての先をカッターナイフに交換したもので、熱可塑性樹脂を切り取ることができます。

ソケットは裏面につけます。
EEPROMの下隣のチップ抵抗は22K の追加抵抗です。
リード品でも付けられそうです。
CNC加工で切り抜きをきれいに作り直したいところです。


厚み方向に余裕がないので、リード部品の半田付けは、半田量を少なめで半田付けしたら裏側に出たリードピンを短く切り落としておきます。
出来上がったら、薄手の両面テープで固定して完成です。

折りたためます。


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2020年8月6日木曜日

チョココントローラ mini

一部で好評いただいているチョコ(IchigoJam搭載のロボカー)ですが、制御基板を小さくしてみました。

チョココントローラ mini

アートワーク プレビュー画像

現行モデル

これがチョコ現行モデルの例です。IchigoJamにモータドライバと信号のデコーダを搭載しています。上に乗っているのがコンソールアダプタで、モニタとキーボードがつながってアダプタごと脱着できるので再プログラムとかが簡単にできます。

チョコ 車型 型式:c2-f1

小型化 mini コンセプト

小さくしたい。目標を単三電池並にします。一次目標を14.5x50mmとしましたが、これだとブレッドボードに挿さらなくなるため15.5x50mmにと1mm広げました。
コンソールアダプタはオリジナルと共通にします。
電源は乾電池二本。
モータドライバ搭載
ブレッドボードに挿せる
全ピンを出す。
基板設計を進めた結果、ROMソケットと水晶発振子はあきらめました。外付けは可能です。
オリジナルではデコーダを搭載していましたので、PWM出力用にOUT3, OUT4が残っていましたがminiではOUT2~5を使ったのでPWM出力は残らなくなりました。ちょっと残念。
電源周りはオリジナル版で実績があります。スライドスイッチは強度等が足りないのですが組み込むときは別に用意することになる想定です。
電源はDC/DCコンバータで3.3Vに安定化しています。これでモーターが回った時の電圧変動を吸収しようともくろんでいます。
モータードライバは実績のあるMAX1508です。
残りは最小構成のIchigoJamですね。

回路


基板のアートワーク


左右に置いたスルーホールは、錫メッキ線を半田付けして電池ボックスにいれたときボックスの電極と接続できるようにしたいと考えて用意しています。
LEDと電流制限抵抗の場所がなくなったので、泣く泣く裏面に配置しました。

基板(2020/8/18追記)

コンソールアダプタ装着


既にあるチョコ用のコンソール(キーボード&モニタ接続)が使えます。GND接続を2か所忘れていたのでジャンパを追加して動作確認できました。チョコ(C2-T1)につけて走行テスト完了しました。
@ARUN 命令で自動起動できるのでBTNは省略できます。電源回路はチョコと同等で安定動作の実績があります。ROMソケットは載っていませんが、必要なら配線できます。基板を修正したうえで組み込み用に使ってみたいと思います。

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2020年8月5日水曜日

KeyIchigo PC

100均でかっこいいケースが購入出来て、それにIchigoJamをいれることに挑戦してみました。 

KeyIchigo PC

PCはPill Caseの略です。w
ちょっとアウトドアっぽくてよくないですか?実は薬入れです。
ご存じM5用キーボードと並べるとなんとかしたくなる大きさです。

開くとこんな感じです。

電源は、入ったように見えます。
ケースの深さが10㎜で単4電池の太さが10.5mmなので、0.5㎜出てます。
ここで、ふたが1.6㎜あるので、ふたを切り取ってやれば収まります。既製品の電池ボックスでは収まらないので、3Dプリントで仕切りを作って電極はピアノ線を手曲げして作っています。
電池の上にキーボードを置いて、上のグレーのところにIchigoJamとLCDをはめ込みます。



基板のアートワーク

LCDはILI9341と128x64が選択できます。ROMは場所がなくなったので裏側につけます。


基板の厚みは1㎜にしてあります。こうしないと電池がはいらないのです。キーのピッチをKeyDakeの6㎜から5㎜に縮小しました。上下左右キーも十字ではなく横に並べました。こうしないと入らないんです。

キーボードには電池2本→3.3V のDC/DCコンバータとプッシュ電源スイッチを置いてみました。これで、パソコンの様にボタンを押してONできるかなあ。


いえ、ONはできる目途が立っているのですが、問題はOFFです。
IchigoJamから EXITコマンドでシャットダウンできるといいですよねえ。
何か方法を考えたいと思います。

つづく

基板を製作中なので、今日はここまでです。


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KeyIchigo 3

フルスクリーンの液晶がサポートされつつありますので、KeyIchigoも対応できるようにしてみました。
IchigoJam@jig.jp  のリリース版は開発中ですので、フライング気味です。

KeyIchigo 3

基板は白にします。

これはキーボードの文字が読みやすくなるからです。

LCD

LCDは128x64とILI9341のどちらかを選んで使います。

外形寸法

従来通りです。キーの位置は少し並びを移動しました。

 キーボード回路

マトリクスを少し変更してダイオードを減らしました。これで少しだけ作りやすくなったかな。従来あった文字入れのミスは修正してあります。

他の変更

 いままでは、Wi-Fiモジュール搭載できましたが、削除しました。これはIoT用だったのですが、別ラインに分けることにします。
DC/DCコンバータが従来は子基板に載っていましたがICが手に入りそうなので直接載せることにします。

アートワーク

こうなります。基板製作中のためプレビュー画面でご覧ください。
 
 
 つづく と思う。

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