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びんぼうでいいの with LCD (U3-RCU6093)

         

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データ番号

1060

区 分

キット

分 類

マイコン

品 名

びんぼうでいいの with LCD (U3-RCU6093)

発売元

aitendo

価 格

999円(8%税別)

主要部品

CH340T ASM1117-5V XC6208-3.3V RCU6093W-B

電 源

概略仕様

 

概要

Arduino UNO互換機「びんぼうでいいの」 を用いてLCD表示をするキットです。

電源

Arduino UNO互換機「びんぼうでいいの」はUSBコネクタ給電 (5Vdc)用部品のみが添付しています。

LCDはArduino UNO互換機「びんぼうでいいの」の3.3Vdcを供給する仕様となっています。

Arduino用デバイス

ATMEGA328P−PU

「びんぼうでいいの」
仕様

 本キットに付属の「びんぼうでいいの」は「びんぼうでいいの (U3R)」 、「部品パック for びんぼうでいいの (U3-11P)」を参考願います。 本キットでは「部品パック for びんぼうでいいの (U3-11P)」に掲載の部品のうち、電源ジャック・タクトスイッチ (KEY_L・KEY_H)・ボックスヘッダが付属していません。

LCD仕様

型式

RCU6903W−B

メーカ

ROHM

ドット構成

102×65

表示方式

STN白黒モード 透過型

ドットサイズ

W:0.25mm H0.40mm (注意 縦横比は1:1ではありません。)

ドットピッチ

W:0.28mm H0.43mm (注意 縦横比は1:1ではありません。)

電源電圧

2.7〜3.3Vdc (TYP.3.00Vdc)

信号

SDIN

シリアルデータ入力

DC_B

データ/コマンド選択入力

SCEB

チップイネーブル入力

SCLK

シリアルクロック入力

RESET_B

初期化入力

表示制御

全白表示/全黒表示/通常表示/反転表示をコマンドで選択できます。

コントラスト

128段階をコマンドで設定できます。

バックライト

有り

LED用電源 TYP.9.8Vdc MAX.10.7V (If=10mA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

付属基板

びんぼうでいいの : binbodeiino

LCD実装基板 : RCU6903W−B

付属ケース

外形寸法

びんぼうでいいの : W 75.9mm D 53.3mm H 15.5mm (コネクタ類含む)

LCD実装基板 : W 68.7mm D 68.3mm H 18.4mm (L型ピンヘッダ、ネジ含む)

追加購入

部品

コメント

  •  LCD用電源はArduino UNO互換機「びんぼうでいいの」 の3.3Vdcを供給する仕様となっています。 そのままではLCDの定格電圧を超える可能性があります。 また、信号供給もLCDはArduino UNO互換機「びんぼうでいいの」 のディジタル出力をそのまま接続する仕様となっていますので、電源電圧を超える入力信号電圧レベルとなります。 このように電源・信号ともにデーターシート記載の定格を超えることになります。 今回は中間にインターフェース回路を設けて対応しました。 詳しくは本Webページ終盤に掲載の製作例を参照願います。

改 造

その他

(製作例)

    

 購入当時のパッケージ外観ではありません。 過去開封して保管していたものを袋に入れ直しました。

【 パッケージ外観 】

 

 LCD実装基板用8pinのピンヘッダが付属していたはずですが 、撮影時点では行方不明になっていました。 当方の保管時に紛失したようです。

【 構成品外観 】

 

【 LCD実装基板外観1 】

 

【 LCD実装基板外観2 】

 

【 LCD外観1 】

 

【 LCD外観2 】

 

【 LCD外観3 】

 

【 LCD外観4 】

 

【 ジャンパワイヤ(ソケット〜プラグ)外観1 】

 

【 ジャンパワイヤ(ソケット〜プラグ)外観2 】

 

【 「びんぼうでいいの」プリント基板外観1 】

 

【 「びんぼうでいいの」プリント基板外観 2(チップ部品部分拡大) 】

 

【 「びんぼうでいいの」プリント基板外観3 】

 

 「部品パック for びんぼうでいいの (U3-11P)」と類似ですが、 12MHz水晶振動子は基板に実装済み、電源ジャック・タクトスイッチ(KEY_L・KEY_H)・ボックスヘッダ が付属していません。 また、ブートローダ書込み済みのATMEGA328Pが付属しています。 パッケージ開封時の 個別部品の画像はありません。

【 「びんぼうでいいの」用部品パッケージ外観 】

 

EXTENDED:0xFD HIGH:0xDE LOW:0xFF

【  ブートローダ書込み済みのATMEGA328P FUSES設定 】

 

LOCKBIT:0xCF

【  ブートローダ書込み済みのATMEGA328P LOCKBIT設定 】

  


びんぼうでいいの 製作例 

 「びんぼうでいいの (U3R)」 、「部品パック for びんぼうでいいの (U3-11P)」を利用して製作し た「びんぼうでいいの」とは下記の相違がありました。

  •  12MHz水晶振動子は実装済みです。
      

  •  電源ジャック・タクトスイッチ(KEY_L・KEY_H)・ボックスヘッダの各部品は付属していません。

 

 水晶発振子は外装全体が金属製で、裏面も金属が露出しています。 そのため、プリント基板のパターンや周辺部品を短絡する可能性があります。 この対策として水晶振動子の底に絶縁シートを差し込んで絶縁します。 本品は2019年入手時のパッケージです。

【 準備1 水晶発振子用絶縁シート差し込み 】

 

 ATMEGA328P用ICソケットと干渉しないようにICソケットを仮付けして水晶発振子の位置決めをしました。

【 Step1 16MHz水晶発振子位置決め 】

 

【 Step2 16MHz水晶発振子取付け 】

 

【 Step3 タクトスイッチ(RESET)取付け 】

 

【 Step4 ICソケット取付け 】

 

目玉クリップを用いてピンソケットの整列をしました。

【 Step5 ピンソケット位置決め 】

 

【 Step6 ピンソケット取付け 】

 

【 Step7−1 USBコネクタ取付け 】

 

【 Step7−2 USBコネクタ取付け(ハンダ面) 】

 

 利用する可能性のあるDCジャックとピンヘッダを追加で取付けました。 これらの部品は手持ち品を利用しました。

【 Step8 DCジャック・ピンヘッダ準備 】

 

【 Step9−1 追加部品取付け 】

 

【 Step9−2 追加部品取付け(ハンダ面) 】

 


LCD実装基板 製作例 

 LCDモジュールをLCD実装基板に取付ける際に、LCDモジュール裏面にあるコネクタの一部を切断して取付けます。

 

【 Step1−1 コネクタ切断後外観1 】

 

【 Step1−2 コネクタ切断後外観2 】

 

【 Step1−3 コネクタ切断後外観3 】

 

 LCDモジュールをコネクタ部分でハンダ付けしただけではLCDモジュールが片持ち支持となり、グラグラしてコネクタ部のハンダ付けにストレスが加わるようでした。 対策として、M2のネジとカラー(スペーサ)を追加してLCDモジュールをネジ止め固定しました。 M2ネジの追加に際して、LCD実装基板にM2ネジ用の穴を追加であけました。

【 Step2−1 LCDモジュール・M2ネジ取付け 】

 

【 Step2−2 LCDモジュール・M2ネジ取付け 】

 

【 Step2−3 LCDモジュール・M2ネジ取付け 】

 

 電源・信号電線接続用の付属ピンヘッダが行方不明のため、手持ちの L型ピンヘッダを取付けました。

【 Step3 ピンヘッダ取付け 】

 

 LCDの仕様書ではLED用ピン1〜3は個別回路となっていますが、LCD実装基板上のパターンでピン1〜3が短絡されていました。

【 Step4 バックライトLED用電線取付け 】

 


動 作 確 認

 まずはLCDのデーターシートの電気的特性を確認しました。 LCDの電源は定格電圧3.0Vdc、最大定格電圧3.3Vdcです。 「びんぼうでいいの」から電源供給 (3.3Vdc)すると最大定格電圧となるため、場合によっては最大定格電圧3.3Vdcを超える可能性があります。 実質的には定格電圧範囲を多少超えて も使えるとと推測されます。 しかし、今回は確実に定格範囲におさまるように電源回路を追加しました。 3Vdc固定の3端子レギュレータを用いる方法もありますが、今回はショットキーダイオード (1S4)の順方向電圧降下を利用して電源電圧を供給することにしました。 LCDの消費電流がとても小さいためダイオードの順方向電圧が小さいことががわかりましたので、ダミー電流を流すために220Ωの負荷抵抗を追加しています。 また、平滑化用の電解キャパシタ10μFも追加しました。

 次にLCDの入力信号の接続です。 本品のWebページではArduinoの出力信号(5Vレベル)を直接LCDに接続する方法が掲載されています。 しかし、LCDの入力信号は5Vトレラントとの記載を見つけることができませんでしたので、この接続方法を避けて3Vレベルの信号を作ることにしました。 レベル変換専用のICを使うのが最も確実ですが、今回の用途に適した部品を有していなかったため、今回は抵抗分割で約3Vレベルの信号を作ることにしました。 抵抗を使ったレベル変換は信号の出力インピーダンスを上げてしまいますので、スピードアップキャパシタと放電用ダイオードを用いて波形整形をしました。 これらの機能を有したArduino互換機「びんぼうでいいの」とLCDのインターフェース回路図とブレッドボード回路外観を下記に掲載します。

 

【 インターフェース回路図 】

 

 上記回路図の左半分がLCD用電源回路、右半分が信号レベル変換回路です。 上記のLCD電源回路によるLCD供給電圧は約3.07Vdcでした。 信号レベル変換は3.3kΩと2.2kΩによる抵抗分圧、2.2kΩに並列に接続されたスピードアップキャパシタ(33pF:立上り波形整形)・放電用ダイオード(1N4148:立下り波形整形)からなります。

 

【 インターフェース回路ブレッドボード外観1 】

 

【 インターフェース回路ブレッドボード外観2 】

 

 信号レベル変換の波形を観測しましたので参考までに下記します。 スピードアップキャパシタと放電用ダイオードのない抵抗分圧だけの回路の場合と、スピードアップキャパシタと放電用ダイオード波形を追加したときの回路の場合の2とおりで観測しました。 スピードアップキャパシタと放電用ダイオードが必須という感じではありませんが、気持ちの問題としてスピードアップキャパシタと放電用ダイオード有りの回路としました。

 

黄色 : 1V/div SDIN入力信号

水色 : 1V/div PD6出力信号

時間軸 : 200ns/div

【 スピードアップキャパシタと放電用ダイオードのない抵抗分圧だけの回路  】

 

黄色 : 1V/div SDIN入力信号

水色 : 1V/div PD6出力信号

時間軸 : 200ns/div

【 スピードアップキャパシタと放電用ダイオードを追加した回路  】

 

 動作確認としてLCDに市松模様を反転交互表示する動作確認用スケッチを作成しました。 動作確認時の接続状態の外観を下記に掲載します

 

【 動作確認時の接続状態 】

 

【 インターフェース回路部拡大 】

 

 当初、バックライト点灯無しでスケッチを動作させましたが松模模様が見づらかったため、バックライト用LEDに約10Vdc(電流約31mA)を供給してバックライトを点灯させてました。

【 動作確認状態(バックライト点灯) 】

 

【 バックライド点灯無し時のLCD表示 】

 

【 バックライド点灯有り時のLCD表示(模様1) 】

 

【 バックライド点灯有り時のLCD表示(模様2) 】

  

データ作成者 CBA

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