Tanukino 秋月DDSコントローラーの製作 その１

スタンドアローン版用に基板を作りました。

ＦＲＭＳもどきにするために、」ＲＦ入力用にログアンプのＡＤ８３０７を想定してありますが、今後の拡張用です。

ソケットは最近秋月で発売された分割可能ソケットを使用しましたが、これは便利です。
ソケットの加工が面倒だと半田付けでごまかすのですが、分割可能ソケットだとスマートですね。


ＬＣＤは１６桁１行にしましたが、内部的には８桁２行なので、スケッチはそのままです。


全景です。
ＳＷは予備を加えて４つにしました。
ＤＢＭを使用して周波数の拡張を検討していますが、とりあえず大き目のケースに入れようと思います。


ＤＤＳのＵＰです。
シリアル接続＋ＬＰＦ外付けだとスカスカですね。

Tanukino 秋月DDSの制御テスト

数年前に２台目のＤＤＳキットを買ってあったのですが、ようやく組み立てました。

今回はシリアル接続のみで使うので、ディップＳＷやプルアップ用集合抵抗など、余計な部品は実装していません。
技術資料の【シリアル入力時使用例】の回路になるようにしました。
ＤＤＳのアドレス設定のジャンパーも省略しました。
ＬＰＦは外付けにするので、出力端子にスルーです。

制御テストはいつものTanukinoです。
ＬＣＤ、ロータリーエンコーダーとプッシュＳＷが３つです。
ロータリーエンコーダーは秋月のいつものですが、クリックがあるとゆっくり回すと数ステップのカウントとなって、制御が面倒なので、クリック外しをしました。
クリック外しをすると、４倍の９６ステップになるので回しやすくなります。

ロータリーエンコーダーの制御は、１周の間に４つの状態で遷移するので、バイナリ値に変換して、ＸＯＲを取ると０⇒１⇒２⇒３または３⇒２⇒１⇒０の順で変化するので、前回との差分からどの方向に回転したのかを判断します。
ＥＬＭさんのページの「インクリメンタル型ロータリー・エンコーダ　演算により求める (2)」を参考にさせて頂きました。

ＬＣＤは８桁２行なので、上段に周波数を、下段にモードと周波数ステップを表示します。
Freq、Low、High、Scanの４モードがあり、ModeSWを押すと順に切り替わります。
Freqモードでは設定した周波数がそのまま出力されます。
Lowモード、HighモードではScanモードの時の下限、上限周波数を設定します。


Freq、Low、Highモードのいずれも現在の周波数ステップで上下します。
周波数ステップはStepSWで設定し、10⇒100⇒1k⇒10k⇒100k⇒1Mの順で切り替わります。

Scanモードは設定した下限周波数から上限周波数に向かってスキャンします。
スキャンのインターバルは現時点では固定ですが、ポートに余裕があるので、ＬＣＤを１６桁に変更して、インターバル設定ＳＷを増設しようと思います。

まだ実装していませんが、スキャン時の周波数とアナログポートのＡＤ変換値をシリアルでＰＣ向けに出力する予定です。

テスト中の風景です。
Arduinoのシフトアウトは８ビット固定なので、「なんでも作っちゃう、かも。」さんのArduinoで遊ぼう - digitalWrite関数をハックするを参考にして７ビットと２６ビットのシフトアウトルーチンを作りました。


ピントが合っていませんが、外付けＬＰＦ無しの7.02MHzの信号です。

Tanukino 土壌水分センサーのテスト

海外ではArduinoを使用して家庭菜園を楽しんでいる方もいるようです。
土が乾いてきたら水を自動的に給水することができればベランダ菜園に役立ちそうです。

先ずは水分センサーですが、水分保持性が高い石膏を使うことにしました。
プリント基板の切れ端に真鍮線を半田付けしてセンサーの電極にします。


レゴブロックで枠を作って石膏を流し込んで電極をぶら下げます。
石膏が固まったらブロックを外せばいいので、簡単です。


できたセンサーのＵＰです。


センサー基板です。
タイマーＩＣで1.3KHzくらいを発振させ、センサーの電極に加えて、オペアンプで増幅してTanukinoでＡＤ変換します。
水をたっぷり掛けた状態で50mV、乾いた状態で1.1Vの出力になるように調整しました。


Tanukinoでテスト中です。
１０秒インターバルでデータを収集してEEPROMに書き込みます。
２バイトで書き込むので２５６個のデータをロギングできます。


ＰＣからシリアルでデータ出力命令を送ると、収集した全データを送り返してくれます。
analogReference(INTERNAL);の設定でAD変換のリファレンス電圧は1.1VでＡＤ変換値は1023になるので、ほぼセンサー出力電圧です。


途中でスポイトで水を２ｃｃくらい掛けたので値が下がっています。
グラフにしてみました。
ＡＤ変換のばらつきがあるので、移動平均を取りながらロギングする必要がありそうですね。

Tanukino ステッピングモーターのテスト

Tanukinoを使用してステッピングモーターを動かしてみました。

使用したステッピングモーターは秋月のＳＰＧ２０－１３６２で６本の線があるユニポーラ型のステッピングモーターです。
３６０度で１周しますので、１度単位で制御できます。

Arduinoにはステッピングモーター用のライブラリが用意されているので、制御は簡単です。
ドライバＩＣとしてＴＡ７７７４ＰＧを買っておいたのですが、データシートを見てみると４本の線があるバイポーラ型専用のドライバＩＣでした。

そこでＰＩＣステッピングモータドライバキットの回路図を参考にしてダーリントントランジスタでドライバを組んでみました。

秋月のＡＴＭＥＧＡ１６８／３２８用マイコンボードを使用したTanukinoですが、TanukinoというよりはAkidukinoですね。




６０度ずつ回転します。

その後色々調べたところ、ユニポーラ型のステッピングモーターの中点の端子を無視すればバイポーラ型として使用できるそうなので、ＴＡ７７７４ＰＧで動作させてみました。
だいぶすっきりしました。
ステッピングモーターの青と黒の線は使用していません。


ステッピングモーターを任意に制御できるようになりましたが、機械工作は苦手なので応用先の検討がつきません。