IchigoJam用ブレッドボードの互換ボードに拡張シールドを

IchigoJam用ブレッドボードの互換ボードに拡張シールドを

「たった10個の部品でIchigoJamブレッドボード互換ボードを簡単製作(http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55320056.html)」では、教室用に部品点数や配線数の少ない製作方法を紹介しました。
一見しただけでは、それと変わりませんが、写真のマイコンの下側を良く見てください。拡張シールドを取り付けれるようにスペースを確保しました。

製作の背景

このところ、拡張シールドの発売が相次ぎました。一方、純正のブレッドボード版IchigoJamに、拡張シールドを取り付けたという例を見たことがありません。そこで、今日は、ブレッドボード互換ボードに拡張シールドを取り付けてみましたので紹介します。
シールドを取り付けて、動かした様子を下図に示します。

製作方法

下図にしたがって、部品を配置・配線してください。ジャンパ線の色は長さを示しています)。
その他の部品については、このページの最初の写真を確認してください。マイコンが装着しにくい場合は、ICソケットを使用してください。
電源用USB端子、ビデオ端子、キーボード端子が外れた場合に、どこに接続してあったのかが分かりやすいように、これらについてはブレッドボードの角に取り付けるようにしてあります。
(分かりにくい場合は拡大して確認してください。)

製作に必要なもの

  • ブレッドボードEIC-801(270円→200円くらいの安価品も販売されている)
  • ブレッドボードジャンパ EIC-J-L
  • IchigoJam BASICファームウェアを書き込んだマイコン
  • ICソケット 28ピン 600mil (ここでは使用していないが、あったほうがマイコンを装着しやすい)
  • レギュレータLDOタイプ S-812C33AY-B-G(50mA) または NJU7223F33(500mA)
  • 電解コンデンサ 47uF
  • セラミックコンデンサ 0.1uF × 2個
  • 抵抗 470Ω × 2個、100Ω × 1個
  • LED 1個
  • RCAジャックDIP化キット 1個(100円)
  • ミニDINコネクタピッチ変換キット 1個(150円)
  • Micoro USBコネクタ変換キット (AE-USB-MICRO-B-D 200円)

拡張シールドの装着

拡張シールド装着時の注意点

拡張シールドを、ブレッドボード上の穴位置 b 列と j 列の11番~24番に装着してください。
拡張シールドの裏側から5ピンの電源コネクタが出ている場合は、邪魔になります。ピンを外側に折り曲げてください。
ブレッドボードのレギュレータ(高さ方向)が少し邪魔になります。レギュレータを奥側か手前側に倒せば、高さを確保することが出来ます。電流容量が必要な場合はNJU7223F33を使用してください。
教室用には「回路が見えるIchigoJamブレッドボード互換ボードを簡単に製作(http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55321611.html)」がおすすめです。もちろん、今日の製作内容の印刷用のラベルも製作可能ですが、「拡張ネタ」なので、教室には向かないと思いました。

おわりに

ブレッドボードだと、電源コネクタをUSBシリアルに交換したり、キーボード端子をUSBコネクタに変更したりといったことが簡単です。
自分なりのマイコンボードが完成したらブレッドボードと同じユニバーサル基板に半田付けしても良いでしょう。
by ボクにもわかるIchigoJam用マイコンボード

手軽にESP8266で収集したデータをクラウドでグラフ化できるサービス

手軽にESP8266で収集したデータをクラウドでグラフ化できるサービス

手軽にESP8266で測定したデータをクラウドと連携し、グラフ化できるサービスのβ版が提供され、早速、使ってみましたので、情報を展開させていただきます。
追加写真:5日ほどデータを取得してみた
Facebook 公開グループ ESP8266環境向上委員会
Iot用シンプルサービス「Ambient」 (サービス提供者:下島健彦さん)
下図は秋月のESP-WROOM-02のESP8266搭載モジュールと、I2C温湿度センサをブレッドボード上に実装した一例です。
奥のほうの繋がっていないI2Cの線は無視してください(外し忘れです)。
スケッチは下記からダウンロードしました。
サンプルの「Ambient_ESP8266.ino」の中の下記の4行を書き換えて、ESP8266に書き込みます。ユーザ登録時に発行されるID類が4つほどありますが、使用するのは「チャネルID」と「ライトキー」です。
const char* ssid = "ご自宅の無線アクセスポイントのSSID";
const char* password = "ご自宅の無線アクセスポイントのパスワード";
unsigned int channelId = <ここに「チャネルID」を記入>;
const char* writeKey = "ここに「ライトキー」を記入";
これだけで、あとは「http://ambidata.io/」にアクセスすると、データがアッロードされています。
このサービスのポイントは以下の通りです。
  1. 連携が簡単
  2. グラフで表示される
  3. 無保証です(データーもサービスも、いつ無くなるか分からないです。)
てっとりばやく、IoTを体感するのに、とても良いサービスだと思いました。

下図は、少し配線が違うのですが、上図とは別の時期に作った電池駆動版です。何か月、動くかを確認中のものでしたが、一時中断して、電池とESP8266モジュールを入れ替えてみました。
HDC1000.cpp内の12行目のI2Cのピン割り当てを消して「Wire.begin();」に、43~45と59~61行目のwhile文を「delay(9);」に置き換えると動作します。電池で使う場合は、ディープスリープも追加したほうが良いでしょう。
ボクにもわかるIoTモジュールESP8266
by ボクにもわかる電子工作
https://bokunimo.net/

IchigoJam+Wi-Fiモジュール ESP8266 ESP-WROOM-02の実験

Wi-FiモジュールEspressif ESP8266 ESP-WROOM-02の実験を更新

ウェブページ「ボクにもわかる IchigoJam用サンプルプログラム Espressif ESP8266 ESP-WROOM-02 無線LAN ワイヤレス通信実験」を更新しました。
 IchigoJam BASIC Ver 1.2 (β25)を使用することで、プログラムを分かりやすくすることが出来ましたので、紹介いたします。
ハードウェアの製作方法:

電流容量

従来の純正IchigoJam Uの場合、電流容量の関係で、別電源が必要でした。一方、CQ出版から発売されたばかりの「IchigoJam用コンピュータ電子工作学習キット(IF ICH-KIT)」であれば、5V出力端子を使用することが出来ます。
もちろん、jig.jp社も対応を検討中のようです。昨日、同社が開発中の次モデルの記事が公開(http://fukuno.jig.jp/1367)されました。この新IchigoJamであれば、CN5の5ピンの端子から電源を得ることが出来るようになる見込みです。さらに、間もなくPCNから発売予定のMix Juce(http://mixjuice.shizentai.jp/)では、MixJuce基板側からESP-WROOM-02とIchigoJamマイコンに電源を供給することで、対応されるようです。

下図にレギュレータ(LDOタイプ)の出力電圧と電流を示します。上側は電圧(500mV/div)です。通信時に3.3Vの電源電圧が2.7Vくらいまで低下していることが分かります。下側は電流測定です。0.1Ωの抵抗の両端の電圧を測定しました。その時の電流は200~400mAくらいでした。


ブレッドボード基板上のレギュレータの出力にコンデンサを付与すると、この電圧低下を抑えることが出来ます。上図の300μs程度の落ち込みについては47μFくらいで十分です。より安全に対策を行いたい場合は470μFを追加します。

BASIC プログラム IchigoJam でワイヤレス Lチカ

IchigoJam BASIC Ver 1.2では、受信バッファが増大されました。その効果として、フロー制御が不要となり、簡単にプログラムが作成できるようになりました(Ver 1.2 β25で確認)。

cls:new
rem     Espressif ESP8266 ESP-WROOM-02 ヨウ
rem     Wireless LED for IchigoJam Version 1.2
rem     Copyright (c) 2015-2016 Wataru KUNINO
1 ‘ESP Example
2 uart 3:? “AT”:wait 30
10 ? “AT+RESTORE”:gosub 900
20 ? “AT+CWMODE=1”:gosub 900
30 ? “AT+CWJAP=”;chr$(34);
40 ? “ここにアクセスポイントのSSIDを記入する”;
50 ? chr$(34);”,”;chr$(34);
60 ? “ここにパスワードを記入する”;
70 ? chr$(34):wait 400:gosub 900
80 ? “AT+CIFSR”:gosub 900
100 ‘Serv
110 ? “AT+CIPMUX=1”:gosub 900
120 ? “AT+CIPSERVER=1,23”:gosub 900
200 ‘LED
210 gosub 950:if K<>asc(“:”) goto 200
220 gosub 950:if K<>asc(“L”) goto 200
230 gosub 950:if K=asc(“0”) goto 250
240 led 1:beep:? “LED=1”:goto 200
250 led 0:beep:? “LED=0”:goto 200
260 goto 200

270 end
900 ‘Rx
910 wait 30:uart 0
920 K=inkey():if K=0 goto 940
930 ? chr$(K);:goto 920
940 uart 3:return
950 ‘Rx0
960 K=inkey():if K=0 goto 960
970 if K=33 uart 0:?:end
980 return

なお、Mix Juceを使用する場合、ファームウェアの書き換えが必要になると思います。元のMix Juceのファームウェアに戻せるかどうかなど、詳細については現時点では分かりません。

使い方:

無線LANアクセスポイントに接続後に表示される本機のIPアドレスを確認し、Tera TermなどからTELNETで接続します。「L1」でLEDを点灯、「L0」で消灯します。
CygwinやLinux、Raspberry Piであれば、以下のコマンドで制御することもできます。

LEDを点灯する: echo "L1" > /dev/tcp/192.168.0.XXX/23
LED?
?消灯する: echo "L0" > /dev/tcp/192.168.0.XXX/23

その他

ハードウェアの製作方法や使い方の詳細については、ウェブページに公開しています。ESP8266用ATコマンドのコマンド表や、同様の処理をESP-WROOM-02単体で行うプログラムについても公開しています。

ボクにもわかるIoTモジュールESP8266
by ボクにもわかる電子工作
https://bokunimo.net/

Stick PC + IchigoJamでIoTの世界が広がるかも

Stick PC + IchigoJamでIoTの世界が広がるかも

1年ほど前にWindowsを搭載したStick PCが話題になりましたが、春のパソコン商戦時期で再び、Stick PCの話題が増えているようです。
今日は、「IchigoJam用コンピュータ電子工作学習キット」に含まれるPersonal Computer基板にStick PCを接続してみました。
接続という点は、普通のパソコンと接続することと、全く変わりありません。ところが、消費電力が全然違います。IoTの電子工作にかかせない「低消費電力動作機器」を手軽に入手して実験することが可能です。
※この製作例の一部にはキットに含まれる部品以外のものも使用しています。
※苺のマークはCC BYライセンス(jig.jp)に基づいて使用しています。
IchigoJamを搭載したマイコンをStick PCに接続するには「USBシリアル変換」が必要です。キットにはUSBシリアル変換アダプタが含まれているので、そちらを使って接続することが可能です。あるいは、Personal Computer基板の裏側には面実装タイプのUSBシリアルICを実装することも可能です。
さて、このマイコンボード「Personal Computer基板」には、多くの拡張端子があることが分かります。この拡張端子に、センサーや、モーターシールド、表示機器などを接続すると、IoT機器に早変わり。純正IchigoJam Uや旧IchigoJamのシールドのほか、一部のArduino用シールドを接続することも可能です(詳細=http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55270566.html)。

もちろん、純正IchigoJamとUSBシリアル変換器を使って接続することも可能です。基板の裏側で6ピン端子とマイコンとのジャンパー接続(TXD->RXDと、RXD->TXD)が必要です。

Stick PCとは

IntelのAtomプロセッサーなどを搭載した小型のパソコンです。液晶画面やキーボード、HDDドライブやCDドライブはありません。HDDの代わりに内蔵フラッシュメモリを、またMicro SDカードも使用することが出来ます。
課題は放熱方法です。一部、ファンなしのタイプも売られていますが、動作が不安定な場合があります。また、ファンありタイプであっても、通常のパソコンに比べると不安定で故障しやすいようです。
より新しいCPUであるCherry Trail搭載モデルも登場しており、より低消費電力(低発熱)動作も可能になってきています(同じ処理能力が前提)。下記はそのモデルの一例です。
Diginnos Stick DG-STK2S(スティック型パソコン Windows 10)
CPU:インテル Atom x5-Z8300 プロセッサー (クアッドコア, 定格 1.44GHz, キャッシュ2MB)
メモリ:2GB DDR3L
ストレージ:32GB eMMC
動かしっぱなしにする場合は、処理能力を下げたり、周囲に空間をあけたりすると良いでしょう。環境などにもよると思いますが、50%にすると最大500mA以下に収まるようです。

なお、基板による電子工作品は、一般的な家電機器よりも発火などの事故が発生する可能性が高まります。また、事故が起こった場合に一切の補償がありません。実験を行う場合は、安全に十分に配慮しつつ自己責任で行ってください。

お買い求めは

Stick PC (Amazon タグなし):
http://www.amazon.co.jp/dp/B01B5R8DXW/
Stick PC (Amazon アフィリエイトタグ付):
IchigoJam用コンピュータ電子工作学習キット:
by ボクにもわかるIchigoJamマイコンボード

超低消費電力! 大きな液晶(20桁×4行)にテキスト文字表示

超低消費電力! 大きな液晶(20桁×4行)にテキスト文字表示

液晶が応用されて広がったのは、超低消費電力という特長があったからでした。大きな表示装置を、ほぼ電力ゼロで表示し続けるデバイス。IoT時代だからこそ、活用できそうです。

背景

液晶は、かつて電卓やポケコン、電子手帳などに使われ、乾電池1本とか、コイン型リチウム電池、太陽電池などで表示が可能な表示装置として広まりました。
ところが、近年、売られている液晶と言えば、消費電力が大きくて、常時表示するにはACアダプタが必要になってきました。
また、下図のような小型のものでも、I2Cの消費電力が邪魔になりI2CやSPIといったインタフェース用のICで数mAの電流を消費してしまいます。
一方、HD44780を搭載したキャラクタ液晶の場合は、書き換え時に2mAほどの電流が流れるものの、その後は、電源を切っても、表示を継続することが出来る場合があります。
※ただし、ここで使用したSC2004CSの場合は、約0.6mA(実測)ほどの電流を消費します。(追記)
そこで、こういった液晶が、今後、活躍する場があるのではないかと考え、IchigoJamに接続してみました。

プログラム

rem LCD 20×4 Library for IchigoJam
rem Copyright (c) 2015-2016 Wataru KUNINO
rem https://bokunimo.net/ichigojam/
'
' int Z // 内部利用
new
1 CLS:?"アキヅキ エキショウ ノ ドライバ"
100 ?"IchigoJam LCD 20 x 4"
110 ?"SC2004CS HD44780 Drv"
120 ?"C)2016 Wataru Kunino"
130 GOSUB 900
140 SLEEP:END
900 'LCD
910 out35:out3:wait3:out35:out3:out35:out3:out34:out2
920 out34:out2:out40:out8:out32:out0:out44:out12
930 out32:out0:out33:out1:out32:out0:out38:out6
940 forZ=#900to#913:gosub960:next:out44:out12:out32:out0
942 forZ=#920to#933:gosub960:next:out41:out9:out36:out4
944 forZ=#940to#953:gosub960:next:out45:out13:out36:out4
950 forZ=#960to#973:gosub960:next:return
960 ifpeek(Z)outpeek(Z)>>4+48:out6,0
970 ifpeek(Z)outpeek(Z)&15+48:out6,0
980 return

ハードウェア・配線方法

配線方法は、下記を参照ください。ただし、このSC2004CS 液晶の場合は、電源ピンが通常とは逆になっています。1番ピンがGNDで2番ピンが+5Vです。ご注意ください。
液晶はこちらのものを使用してください:
バックライトつきのものでも動きますが、電流を多く消費します。また、バックライトの配線も必要です。
by ボクにもわかるIchigoJamマイコンボード

ガラスパッケージLEDで電圧変換してマイコンを動かしてみよう

ガラスパッケージLEDで電圧変換してマイコンを動かしてみよう

IchigoJam用マイコンの電源には、USBの5Vを3.3Vに変換してから、入力・供給します。通常、レギュレータを使用して電圧を変換します。今日は、ここにLEDを使ってみました。
LEDのアノードを5V側に、カソードをマイコン側に接続します。一般的なLEDだと、2Vくらい低下して出力するので、ちょうど3Vくらいになります。
5V —|>| — 3 V
LED
しかし、普通のLEDでは面白くありません。そこで、「ガラスパッケージLED 5mmウォームホワイト色LED GPL/W/A00002/FA/ST」を使用してみました。
さて、LEDによって低下する電圧の目安値は、データシートなどに書かれている「順方向電圧VF」という部分を確認します。このLEDのVFは3.1Vです。したがって、
5V - 3.1V = 1.9V
一方、マイコンは1.8V以上無いと動作しません。
楽しいですか? わくわくドキドキしますか?
やってみました。
光ました!!
写真ではお届けできないのが残念なくらいキレイです。
肉眼では、電球のように一点が、輝き、★(星)のように見えるじゃありませんか。
良かったよかった。
おっと、そこじゃありません。
後のモニタにIchigoJam BASICがちゃんと起動している様子が映っていることを、見逃さないでください。
ここでテスターで電圧を測ってみると、マイコンには2.1Vが供給されていました。つまりVFは2.9Vとなります。
VFにはばらつきがあるのと、流れる電流によって、変動するからです。
適切に動かすにはVF=2V程度のLEDを使いましょう(いや、レギュレータです。)
反対に、一般的な小信号スイッチングダイオードだとVFは0.6Vから1.0Vくらいです。今度は高い電圧がかかってしまいます。
5V - 0.8V = 4.2V
安心してください。ずっと使い続けるのは、良くありませんが、実験レベルであれば、使えないこともありません。
以下は、その理由です。

このマイコンの動作電圧範囲は、どうなっているのでしょうか?

このグラフはマイコンに入力する電源の電圧と、マイコンの消費電流の関係を示したものです。
1.5V~1.7Vの範囲では、マイコンが起動しませんでした。上図は、一度、1.8Vくらまで電圧を上げてから、1.5Vに下げて、測定した結果です。
電池が減って行くときは1.7V以下でも動く場合がありますが、1.7Vの状態から始動することは出来ません。
また、一般的に、定電圧時に処理が増えると不安定になる傾向があります。なるべく3V以上で使うようにしましょう。
次に、高い方を見てみましょう。2.0V~3.6Vの範囲では、電圧に対して、電流の増加が一定しています。しかし、3.7Vを超えると電流増加量が増します。これはマイコン内の保護素子などによる増加なので好ましくありません。
そして、4.6Vを超えると、著しく増加し始めます。
4.6Vはこのマイコンの絶対最大定格です。本来、4.6V以上で動かしてはいけませんが、このグラフから4.6Vくらいまでなら、著しい消費電力の増大も無いので、それなりに安定して動作することが予想できます。
次に心配なのは、マイコンの個体差によるばらつきです。下図は4.6Vで動作させたときの消費電力を、約30個のマイコンで測定した時の度数分布です。22.7mAが最も多く7個ありました。最も高い、23.2mAのサンプルですが、実際には23.15mAでした。ギリギリで上に切りあがってしまったので目立ちます。
これらの測定結果から、標準偏差を求めれば、例えば99.7%(3σ)の範囲で、電流の偏差がどれぐらいになるか、その電圧換算値がいくらになるのかを推測することができます。
製作台数が、数百台のレベルであれば、0.2~0.3Vくらいのマージンをもって、4.3V以下で使える可能性があります。
なお、「使える」と言っも、あくまで実験レベルの話です。これらのグラフは、ちゃんとばらつきや危険性も教えてくれています。
製品用に使用するのはもってのほかですし、動かしっぱなしの用途には使用できません。
by ボクにもわかるIchigoJam用マイコンボード

回路が見えるIchigoJamブレッドボード互換ボードを簡単に製作

「たった10個の部品でIchigoJamブレッドボード互換ボードを簡単に製作(https://bokunimo.net/blog/ichigojam/143/)」の欠点は、ブレッドボードジャンパーの配線が(部品に隠れて)見えないことでした。
教室で、折角、組み立てた回路も、配線の様子が分からなくなると、回路を理解するかどうかの前に、興味を抱かせることもできません。
今回の提案は、「ブレッドボードジャンパ」だけを、予め配線しておき、その上に、本ブログ冒頭図のシールを貼ってみようということです。
完成例は、下図のようになります。

製作方法@事前準備①ジャンパ線の接続

今回のブレッドボードのイメージを図にしました。側面から見た時の構成は以下のようなイメージになります。
ブレッドボードには、あらかじめ下図のようにジャンパー線を接続しておきます。
上図だとジャンパ線の長さが分かりにくいかもしれません。下図は長さに応じて色の異なる市販のジャンパ線を使用した場合の例です。

コラム:基板の撮影方法

上の写真は前回のものです。今回の写真(下図)との違いが分かるでしょうか?
前回はデジカメを使用しました。良く見ると線が曲がっていることが分かります。
デジカメの写真だと、原寸大の解像度に調整してPDFにするのに手間がかかりました。
今回はスキャナを使用することで、解像度や縦横比、樽型歪といった補正が不要になり、短時間で製作することが出来ました。

製作方法@事前準備②PDFを貼り付ける

ジャンパ線の接続が完了したら、下記のPDFをダウンロードし、原寸大普通紙にプリントアウトして、ブレッドボード上に両面テープで張り付けます。

両面テープの貼り付け位置は、図の左右の両端など、部品を挿入する端子を避けたほうが良いでしょう。
PDFのダウンロード:
この図の配線と、実際のブレッドボードの配線とは、引き回しが異なることに、気づいたでしょうか?
電気的には同じ個所が繋がっています。印刷された図の方は、配線が部品で隠れないように工夫しました。
製作方法@教室
事前に準備したジャンパ配線済み&シールつきのブレッドボードに、セラミックコンデンサ(1uF)、小信号ダイオード(1SS178)、LEDを実装します。リード線が細い場合や、マイコンのようにピン数の多い部品の接続位置には、予め穴をあけておくと良いでしょう。LEDとダイオードには極性があります。LEDについては、図の左側がカソード(部品の根元に切欠きがある方)です。ダイオードは、図の上側がカソード(緑と黒の帯がある方)です。
これは楽しい!!
そして、各モジュール部品とマイコンを接続します。この時も、向きや位置に注意してください。
部品の方向などの注意事項も、書いておくと良いかもしれません。PDFにロックはかけていないので、自由に?
?き足して使用してください。

電源を入れる前に

USBをACアダプタやパソコンに接続すると電源が入りますが、電源を入れる前に、テスターで電源がショートしていないかどうかを確認してください。
導通テスターは、完成品の純正IchigoJam Uにジャンパー線を接続するだけ(追加部品不要)で製作することもできます(https://bokunimo.net/ichigojam/checker.html )。

予め準備しておく部品

予備のジャンパや予備の部品をいくつか、準備しておくと良いでしょう。
ブレッドボードなので、部品の交換は簡単です。

ダイオードをレギュレータに交換する

通常、電源回路にはレギュレータを使用します。レギュレータを使用する場合は、ダイオードを取り外し、S-812C33AYを使用してください。
取り付け方向は、写真の右側に平な面が来るようにします。また、電源ラインに入力コンデンサを追加すれば純正品と同じ構成になります。安心してお使いいただけます。なお、S-812C33AYのピン配列は、一般的なレギュレータとは異なります。型番を確かめてお使いください。
電源回路以外についても、良くない部分がありますが、そのあたりは「学研の科学」を思い出しながら、割り切って使ってください。

部品リスト(カッコ内は参考価格)

  • ブレッドボードEIC-801(270円→200円くらいの安価品も販売されている)
  • すずめっき電線30~50cmくらい
  • IchigoJam BASICファームウェアを書き込んだマイコン
  • セラミックコンデンサ 1uF RD15F105Z1HL2L 1個(10円)
  • 小信号ダイオード1SS178 1個 (5円)
  • LED 1個(10円)
  • 抵抗 470Ω × 2個、100Ω × 1個
  • RCAジャックDIP化キット 1個(100円)
  • ミニDINコネクタピッチ変換キット 1個(150円)
  • 超小型USBシリアル変換モジュール1個 (600円 または AE-USB-MICRO-B-D 200円)
ご注意

本ボードに関するご注意

この製作記事や回路は、教室などで手軽にIchigoJamを組んで、その喜びを感じてもらうことを目的としたものです。恒久的、持続的に使うことは想定していません
  • ブレッドボードは、回路を一時的に試作して動作を確認する目的で使用するボードです。
  • この回路は、プリント基板にして使うような回路ではありません。
    教室などで簡単に製作し、また、持ち帰って復習するといった教材用の回路です。
  • 紙はプリント基板に比べて、引火しやすい材質です。
    実験が終わったら、必ず電源を切っておくようにご注意願います。
  • 「SLEEP」コマンドによる長時間のスリープは故障の原因になるかもしれません。
    使用後は必ず、USBからの給電を止めてください。
  • マイコンに加わる電源電圧が4.0~4.2Vくらいになります。絶対定格の範囲内であり、
    また当方にて十分な試験を行ってはいますが、ご心配な場合は、ダイオードの代わりに
    レギュレータを使用ください。
    電圧を下げるだけであれば、ダイオードを2本、直列につなぐ方法も面白いでしょう。
by ボクにもわかるIchigoJamマイコンボード

たった10個の部品でIchigoJamブレッドボード互換ボードを簡単に製作

「こどもパソコンIchigoJam」の原点であるブレッドボード版の互換ボード(マイコンを実装する配線ボードの互換品)を作成した記事(http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55319523.html)を公開しましたが、今回は、その改良版です。プリントアウトした配線図を、両面テープでブレッドボードに貼り付けて、その上にジャンパ線や部品を実装してみました。
ぜひ、教室などで活用していただければ嬉しいです。
タイトルに関しての注意
たった10個:実装する電子部品の数です(モジュール品1個とカウント)
互換ボード:配線ボードの互換品です(後述)

製作の背景

完成品のIchigoJamを用いることで、プログラミングの楽しみが広がります。また、その容姿から回路に対する興味をもってもらうことも出来るでしょう。ところが、自分で組んだ回路が動いた時の喜びを感じることは出来ません。
一方、IchigoJamのキットは、半田付に時間がとられたり、やけどの心配もあります。また、会場によっては半田ごてが使えない場合もあるでしょう。
そこで、IchigoJamのブレッドボード版を、教育専用に手直ししてみました。
 
ご注意:
・「互換」という言葉は不適切に解釈される懸念があります。ここでは、jig.jp社のブレッドボード版IchigoJamに対する「配線ボード」の互換品という意味で使用しています。また、IchigoJamはjig.jp社の登録商標です。本情報を展開される場合は、ご注意ください。
・Facebook のIchigoJam FANグループの書き込み(https://www.facebook.com/groups/ichigojam/703624059777350)を参考にしました。

製作方法

まずは、配線図を、下記からダウンロードして、原寸大普通紙にプリントアウトして、ブレッドボード上に両面テープで張り付けます。
両面テープの貼り付け位置は、図の左右の両端など、部品を挿入する端子を避けたほうが良いでしょう。
その上から、ジャンパ線(EIC-J-L)、抵抗(100Ω×1本、470Ω×2本)、セラミックコンデンサ(1uF)、小信号ダイオード(1SS178)、LEDを実装します。リード線が細い場合や、マイコンのようにピン数の多いには、予め穴をあけておくと良いでしょう。LEDとダイオードには極性があります。LEDについては、図の左側がカソード(部品の根元に切欠きがある方)です。ダイオードは、上側がカソード(緑と黒の帯がある方)です。

USBシリアル(USB版)の配線図
上の例では、USBシリアル変換アダプタ(600円)を使用しています。この部品のコストが高いので、下の例のように、「ブレッドボード用マイクロBメスUSBコネクタDIP化キット AE-USB-MICRO-B-D 」に置き換えることも可能です(シリアル機能なし版)。
シリアルなし(DC版)の配線図
接続が完了したら、念のために、ジャンパ線の色(長さを示す)や部品の位置を再確認してください。
間違いが無ければ、各モジュール部品とICソケットを接続します。この時も、向きや位置に注意してください。
USBシリアル(USB版)の完成例

写真のPS/2端子について

PS/2端子(ミニDINコネクタピッチ変換キット)を保有していなかったので、この写真のPS/2端子は合成です。また、PS/2キーボードでの製作確認・動作確認はしていません。

電源を入れる前に

USBをACアダプタやパソコンに接続すると電源が入りますが、電源を入れる前に、テスターで電源がショートしていないかどうかを確認してください。
導通テスターは、完成品の純正IchigoJam Uにジャンパー線を接続するだけ(追加部品不要)で製作することもできます(https://bokunimo.net/ichigojam/checker.html )。

その他の省略した回路やパターンに関して

電源回路や、電源スイッチ、クリスタル、ボタン機能、GNDの配線パターンなど、純正IchigoJam Uに比べて、回路を省略していますので、動作が不安定になる場合があります。当方、4種類の異なるロットのマイコンに、IchigoJam BASIC Ver 1.1.1のファームウェアを書き込み、室温17℃の環境で、動作確認しました。しかし、他のロットや他のバージョン、極端な室温によっては動作しない場合があるかもしれません。
またクリスタル(水晶振動子)を使用していないため、テレビへの表示については乱れる場合があります。
教室などで使用する場合は、必ず事前に動作確認を行い、必要に応じて、純正IchigoJam Uの回路などを参照して部品を追加してください。当方、一切の責任を負いません。

部品リスト(カッコ内は参考価格)

  • ブレッドボードEIC-801(270円→200円くらいの安価品も販売されている)
  • ジャンパ線 橙色5本、黄色7本、緑色3本(USB版)/2本(DC版)、紫色1本(USB版)/0本(DC版)、灰色1本
  • IchigoJam BASICファームウェアを書き込んだマイコン
  • セラミックコンデンサ 1uF RD15F105Z1HL2L 1個(10円)
  • 小信号ダイオード1SS178 1個 (5円)
  • LED 1個(10円)
  • ICソケット 28p 600mil(20円)
  • RCAジャックDIP化キット 1個(100円)
  • ミニDINコネクタピッチ変換キット 1個(150円)
  • 超小型USBシリアル変換モジュール1個 (600円 または AE-USB-MICRO-B-D 200円)
参考情報・注意
  • 価格は参考の値です。調達先や方法で大きく異なる場合があります。
  • ジャンパ線は、単線リード線を加工して作成すれば安価に製作することが出来ます。
  • ファームウェア書き込み済みマイコンは秋月電子通商などで販売されています。
    また、jig.jp社のライセンスの範囲で自分でファームウェアを書き込むことも可能です。

  • 各モジュールキットの半田付けが必要です。あらかじめ、主催者側で半田付けしておくか
    部材を調達する時に完成品で調達する方法が考えられます。
  • 「SLEEP」コマンドによる長時間のスリープは故障の原因になるかもしれません。
    使用後は必ず、USBからの給電を止めてください。
  • マイコンに加わる電源電圧が4.0~4.2Vくらいになります。絶対定格の範囲内であり、
    また当方にて十分な試験を行ってはいますが、ご心配な場合は、ダイオードの代わりに
    レギュレータを使用ください。
    電圧を下げるだけであれば、LEDを使う方法も有効です。パイロットランプを兼ねることができます。
    詳細情報 = http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55325366.html
    あるいは、ダイオードを2本、直列につなぐ方法も面白いでしょう。

    (4/4 IchigoJam FANグループのImakiさん、名畑さんからのアドバイスに基づいて追記しました)
  • 紙はプリント基板に比べて、引火しやすい材質です。
    実験が終わったら、必ず電源を切っておくようにご注意願います。
  • この回路は、教室などで手軽にIchigoJamを組んで、その喜びを感じてもらうことを目的と
    したものです。恒久的、持続的に使うことは想定していません。
    (4/4 誤解の無いよう、念のため、追記いたしました。)

完成例(PS/2端子なし・USBシリアル版)

ポイントは持ち帰っても外れにくいこと

このボード案の特長は、教室が終わって、自宅に持ち帰るときにジャンパーワイヤーなどが外れにくいように考慮したことです。具体的には、長さが固定された硬いジャンパー線を使用しました。
また、各モジュールを角に配置することで、モジュールが外れても、戻しやすくしました。
このホットメルトで接着するのも容易でしょう。
部品点数についても、IchigoJam業界最小構成※(ビデオ出力・USB電源対応品として)だと思います。
by ボクにもわかるIchigoJamマイコンボード

教育現場に最適かも。IchigoJamブレッドボードの互換ボードの製作

教育現場に最適かも。IchigoJamブレッドボードの互換ボードの製作

「こどもパソコンIchigoJam」の原点であるブレッドボード版の互換ボード(マイコンを実装する配線ボードの互換品)を作成してみました。
この記事をもとに「改良」した記事を、別途、投稿しました:
「たった10個の部品でIchigoJamブレッドボード互換ボードの簡単製作」

製作の背景

Facebook のIchigoJam FANグループの下記の書き込みを見て、ブレッドボード版の互換ボードを製作してみました。
※ご注意:「互換」という言葉は不適切に解釈される懸念があります。ここでは、jig.jp社のブレッドボード版IchigoJamに対する「配線ボード」の互換品という意味で使用しています。情報を展開される場合は、ご注意ください。

製作方法

まずは、ブレッドボード上にジャンパ線(EIC-J-L)、抵抗(100Ω×1本、470Ω×2本)、セラミックコンデンサ(0.1uF)、小信号ダイオード(1SS178)、LEDを実装します。下図と同じ位置に接続してください。

接続が完了したら、念のために、ジャンパ線の色(長さを示す)や部品の位置を再確認してください。
間違いが無ければ、各モジュール部品とICソケットを接続します。

PS/2端子について

PS/2端子(ミニDINコネクタピッチ変換キット)を保有していなかったので、PS/2キーボードでの製作確認・動作確認はしていません。このPS/2端子のキットの幅が27mmあるようなので、マイコンと干渉するようです。マイコンの位置を1マス下げて製作する必要があります。改良版(http://blogs.yahoo.co.jp/bokunimowakaru/55320056.html)で修正しました。

その他の省略した回路やパターンに関して

電源回路や、電源スイッチ、クリスタル、ボタン機能、GNDの配線パターンなど、純正IchigoJam Uに比べて、回路を省略していますので、動作が不安定になる場合があります。当方、IchigoJam BASIC Ver 1.1.1で動作確認していますが、他のバージョンでは動作しない場合があります。

部品リスト(カッコ内は参考価格)

  • ブレッドボードEIC-801(270円→200円くらいの安価品も販売されている)
  • ジャンパ線 橙色5本、黄色7本、緑色1本、青色1本、紫色1本、灰色1本
  • IchigoJam BASICファームウェアを書き込んだマイコン
  • セラミックコンデンサ 0.1uF 1個(10円)
  • 小信号ダイオード1SS178 1個 (5円)
  • LED 1個(10円)
  • ICソケット 28p 600mil(20円)
  • RCAジャックDIP化キット 1個(100円)
  • ミニDINコネクタピッチ変換キット 1個(150円)
  • 超小型USBシリアル変換モジュール1個 (600円→コストダウン可能)

この記事をもとに「改良」した記事を、別途、投稿しました:

「たった10個の部品でIchigoJamブレッドボード互換ボードの簡単製作」
by ボクにもわかるIchigoJamマイコンボード