USBで接続する汎用入力、汎用出力用インターフェイス
(3チャンネルアナログ入力、4ビットデジタル入力、1ビットデジタル出力、RS232C端子のないPCでデータロガーとして利用するのに最適)
●概要
パソコンを使って汎用I/Oインターフェイスを実現するためのものです。
USB2.0インターフェイス内蔵のPIC(ワンチップマイコン)を利用して、パソコンとはUSBポートを通して通信を行います。
アナログ入力3チャンネル、デジタル入力4ビット、デジタル出力1ビットを有しています。
アナログ入力のAD変換は10ビットであり、10ビット値を整数(0〜1023)で返します。
温度センサー、気圧センサー、加速度センサーなどを接続することによってパソコンでのデータの収集に応用可能です。
デジタル出力は、SSR等を接続し様々な機器の制御に応用が可能です。
14ピンDIPのPICと数個のパーツを使ってとても小型で簡素な構成で実現できます。
USBで接続しますが、PCには仮想COMポートとして認識されます(CDCフレームワーク使用)。ハイパーターミナル等の通信ソフトで動作確認が可能となります。
EXCEL等の表計算ソフトを活用して通信・収集することもできます。
使用可能なOSはMICROCHIPによると、WINDOWS XP, 2000, VISTA,Windows10の様です。ただし、自宅にあるXP Home Edition 2002、Windows10では確認できておりますが、それ以外では確認ができておりませんので動作保証外とさせていただきます。
●PIC用のUSBドライバについて
●注意事項
「USBポートが破損した」、「PCが破損した」等のクレームはお受けできません。ご自身の責任で製作、テストを行っていただきますようお願いいたします。(実際、私はテスト途中に、回路を間違えてしまったままPCに接続し、USBハブの1つのポートを壊してしまいました。)
複数セットの同時接続については、2つ同時に接続したところ別々のCOMポートとして認識されることを確認しております。
●お送りする部品リスト
部品名 |
型式等 |
数量 |
PIC |
PIC16F1455等 |
1個 |
コンデンサ |
100μF程度 |
1個 |
コンデンサ |
1μF程度 |
1個 |
●仕様
・USB2.0環境以外での動作は不明です。
・データサンプリング、制御出力の周期は使用条件に変化するかもしれません。最大で50回/秒程度とお考えください。
・電源をA/Dコンバータのレファレンスとして使っておりますので,安定(温度的にも)した5Vの電源が必要です。
・電源としてはバスパワー(USBポートからの供給)を想定しております。セルフパワー(外部)とする場合は、USB接続時にリセットされる(回路の電源をいったん切る)様な回路としてください。
・PC側からのコマンドは'0'〜'2'、'a'、'A'、'z'、'Z'です。
'0'〜'2':アナログチャンネル番号(0〜4)に対応したアナログ値をA/D変換し、0〜1023の範囲のテキストで返答します。
'a':デジタル出力のポートをLレベルにします。
'A':デジタル出力のポートをHレベルにします。
'z'、'Z':デジタル入力の4ビットを10進数に変換し返答します。
・A/D変換の入力インピーダンスはオペアンプ等を利用し出来るだけ低いものを使用してください。時間応答は犠牲になりますが、0.1uF程度のコンデンサを使用することで比較的高インピーダンスでも使用可能です。
・PCからのコマンドの送出周期が短すぎるか一度に長い文字列を送信すると正常に動作しません。必要に応じて返答を確認して下さい。
・2番ピンに接続するLEDは動作確認用です。接続しなくても動作には関係ありません。このLEDは通信をしなくても電源(別に用意した5Vの電源などによっても)が入ると点滅します。コマンドを受けると点灯・消灯状態が反転します。
・一般的なのUSBケーブルは、カットすると赤、黒、緑、白の4芯の様です。赤は+5V, 黒はGND, 緑はD+、 白はD-の様です(時々違う割付をされているケーブルが有るようです。あくまで参考程度としてください。ご自分でご確認ください)。
●応用例
・温度などの長期計測
・アナログ値の監視
・照明等の制御
●通信ソフト
★仕様変更対応の範囲
・仕様変更はありません
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テスト回路
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テスト回路の回路図
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