Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋
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ド忘れタイマー
手抜き充電式器具用タイマーの製作
１．背景
９８０円の充電式ドリル、ＸＸＸ円（忘れました）の充電式シューバー、１０年前には考えられない値段で充電式の器具を購入できる時代です。 Made In Chinaの威力を身にしみて感じてしまいます。 安いだけあって、残念ながら、これらの充電式器具で使われている２次電池の充電回路は完璧に手抜きをされています。 取説を読むと、例えば「２時間で充電できるのでコンセントから抜いて下さい。」などと記載されています。
しかし、そう書かれても、充電し始めて５分もすれば充電をしていることをで忘れることは、とてもたやすいことです。 なあーに、充電していることを再び思い出すのは２４時間以上経ってからですよ。 その頃、２次電池さんは悲鳴を上げています。 まあ、すぐにはダウンしないでしょうが、決して良い使い方ではないようです。 おかげで、ＸＸＸ円の充電式シェーバーは、毎朝、充電して喝をいれて、きりきり使えています。 しかし、これはまずいですね。
と、いうわけで、久々に一念発起、２時間対応ド忘れタイマーを製作することにしました。
２． ド忘れタイマーの回路構成
まず、タイマーの回路構成をどうするかを決めます。
Ｃａｓｅ１ タイマー専用ＩＣ
タイマーといえば、すぐにＮＥ５５５系列の汎用ＩＣを思い浮かべます。 でも、ＮＥ５５５の時間設定は抵抗、コンデンサの定数で行います。 このため、再現性良く時間設定することはとても難しいですし、動作確認にも長時間かかってしまいますので、 検討対象外としました。
Ｃａｓｅ２ ロジック回路
Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋の「コタツのつけっぱなしはやめましょう！！」も似たような機能の機器です。 この機器は汎用ロジックを使って製作しています。 この回路の手直しで対応できますが、この機器の配線量は相当あるため手直しも面倒です。 正直、今更ロジック回路で構成し直そうという気になりません。 根性無しになってしまいました。 （それ以外に、この機器が大き過ぎるのがネックとなりました。）
Ｃａｓｅ３ 市販品購入
確かに買えば済むのですが、例え根性無しでも、自作心だけはまだ捨てていませんので却下です。
（とは言うものの、１００円ショップのダイソーに探しに行きましたが、所望のタイマーを見つけることができませんでした。）
Ｃａｓｅ４ ＰＩＣマイコン
分単位のタイマ時間を再現性良く制御するのには、ＰＩＣマイコンが手頃で良いでしょうね。 ＰＩＣ１６Ｆ８４Ａを使うとピン数が多いので、色々な機能を設けたくなります。 今回はＰＩＣ１２Ｆ６８３−Ｉ／Ｐを使用することで、最低限の機能しかできないようにしました。
３． ド忘れタイマー回路／仕様
タイマ設定時間は２時間オン継続できることが最低限必要な機能です。
せっかくマイコンを使用しますので、あらかじめ選択したいくつかの時間を選択できるようにします。
ついでに、タイマ動作中を示す点滅するタイマも設けましょう。
また、タイムアップしたときに電源をオフしますが、完全に電源オフできるようにリレー接点でオフするようにします。 SSRも考えましたが、部品点数が増えるのでリレーにします。 どうしてもＳＳＲを使用したいならば、ＧＲ５の出力にSSRのLED側を接続すればリレーRY1の替わりになります。
これらを反映した回路図を下記に掲載します。
【 ド忘れタイマ 回路図 】
ド忘れタイマ 部品説明
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項 目 |
内 容 |
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時間 |
JP0,JP1,JP2のジャンパー切替で８通りの時間設定のうちの１つを選択します。 |
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制御 |
ド忘れタイマの制御回路電源はＡＣアダプタを別途設けることにします。 但し、極性を気にしなくて済むようにダイオードブリッジを設けておきます。 ＡＣアダプタの出力電圧は８Ｖ〜１５Ｖｄｃで、電流容量は１００ｍＡ程度でよろしいかと思います。 |
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リ |
ＤＣ５Ｖ用リレーです。 負荷容量に合わせて選択して下さい。 今回は手持ちの関係で下記のリレーを使用しています。 松下電工 HB1-DC5V 接点容量 AC125V 1A
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Ｕ１ |
５Ｖ出力の３端子レギュレータです。 0.5Ａクラス以上ならば、どのようなＩＣでもよいでしょう。 今回は秋月電子通商で購入したＴＡ４８０６Ｓを使用しました。
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ＳＷ１ |
タイマ動作開始時の起動スイッチで、モーメンタリ動作（スイッチのボタンを離すとスイッチ接点も元に戻る動作）のスイッチを使用します。
下図のようにド忘れタイマ、ＡＣアダプタ、充電式器具を接続します。 ＳＷ１を押すとＡＣアダプタと充電式器具にＡＣ１００Ｖが給電されます。 その後、ど忘れタイマが動作開始してＲＹ１の接点が閉じます。 その後は、ＳＷ１をオフしてもＲＹ１接点が閉じていますのでＡＣアダプタ、充電式器具ともにＡＣ１００Ｖが給電され続けます。
【 ド忘れタイマ接続 】 |
| ＤＢ１ |
ダイオードブリッジです。 １Ａクラスでしたらどのような物でもよいでしょう。 今回使用したものは、秋月電子通商でまとめ買いしたＡＭ１５１０を使用しています。 |
| R1・R2・R3 | プルアップ抵抗です。 ＰＩＣマイコンで「弱いプルアップ設定」をしていますが、ちょっと事情があって追加した抵抗です。 心情的にはこの抵抗を設けたほうが良いかと思います。 |
上記回路に使用するＰＩＣマイコンのHEXファイル、及び、ＰＩＣマイコンのピンアサイメントを下記表に掲載します。 なお、PICマイコンにＨＥＸファイルを書込む手順をＱ＆Ａの小部屋の「ＰＩＣマイコンのプログラム書込み、データ変更方法がわからない。」に記載しています。
ド忘れタイマ用ＰＩＣマイコン（PIC12F683-I/P） Revision 2.0
| 時間単位選択 １ｓ | 時間単位選択 １０ｓ | 時間単位選択 １ｍｉｎ | 時間単位選択 １０ｍｉｎ |
| jsk26a2_0.hex | jsk26a2_1.hex | jsk26a2_2.hex | jsk26a2_3.hex |
(前Versionでは時間単位選択１０ｍｉｎでのタイマ動作に不具合がありましたので修正しています。)
|
PIN |
信号名称 |
信号名称 |
方向 |
Ｈ レベル |
Ｌ レベル |
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１ |
ＶＤＤ |
ＶＤＤ |
− |
５Ｖ （電源の＋側） |
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|
２ |
ＧＰ５ |
タイマ出力 |
出力 |
ＥＥＰＲＯＭ アドレス ８番地の設定＝０の場合（デフォルト） タイムアップ時 ： Highレベル ＥＥＰＲＯＭ アドレス ８番地の設定＝１の場合 タイムアップ時 ： Lowレベル |
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３ |
ＧＰ４ |
ＬＥＤ信号 |
出力 |
タイマカウント中に点滅するＬＥＤ用信号。 点滅周期はＰＩＣマイコンのＥＥＰＲＯＭの設定による。 タイムアップ後にはＬレベルになる。 |
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|
４ |
MCLR |
リセット信号 |
入力 |
タイマカウント開始。 |
リセット中。 |
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|
５ |
ＧＰ２ |
タイマ設定 |
入力 |
ＰＩＣマイコンのＥＥＰＲＯＭに設定された８通りのタイマ値のうち１つを選択する信号。
|
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|
６ |
ＧＰ１ |
入力 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
７ |
ＧＰ０ |
入力 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
８ |
ＶＳＳ |
ＶＳＳ |
− |
ＧＮＤ （電源の−側） |
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PIC12F683-I/Pは内部クロック 125ｋＨｚ設定で使用します。 このため、命令１Cycleの処理時間は32μｓとなります。 また、このＩＣの細かい機能設定をEEPROMの値を設定することで調整できます。 下表を参考にして下さい。 この設定値をＰＩＣマイコンのプログラマで書き直しして頂いてご利用頂くこともできます。
|
アドレス |
データ名称 |
内 容 |
デフォルト |
|||||||||
|
0 |
タイマ０ |
タイマ０ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | １２０ （１２０分） | |||||||||
|
１ |
タイマ１ |
タイマ１ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | ３ （３分） | |||||||||
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２ |
タイマ２ |
タイマ２ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | ５ （５分） | |||||||||
|
３ |
タイマ３ |
タイマ３ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | １０ （１０分） | |||||||||
|
４ |
タイマ４ |
タイマ４ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | ３０ （３０分） | |||||||||
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５ |
タイマ５ |
タイマ５ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | ６０ （６０分） | |||||||||
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６ |
タイマ６ |
タイマ６ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | １５０ （１５０分） | |||||||||
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７ |
タイマ７ |
タイマ７ ： ０〜２５５ （単位はアドレス９番地による。） | ２４０ （２４０分） | |||||||||
| ８ | ＧＰ５出力論理設定 | 出力論理 ０ ： タイムアップ時Highレベル（デフォルト） |
０ | |||||||||
| ９ | 時間単位選択 | タイマ０〜７ 単位選択 ０ ： １秒 【参考】 プログラムの下記アドレスでOSCCONレジスタ設定を行っています。 このレジスタの設定を変えることで時間のレンジを変える（短くする）ことができます。
|
２ | |||||||||
| １０ | OSCTUNE | PIC12F683のOSCTUNEレジスタ設定用 内蔵のクロックは調整してあるというものの、それほど正確ではありません。 その際、OSCTUNEレジスタの値を調整して合わせ込みをしてみて下さい。
|
０ | |||||||||
| １１ | LED点滅用 | タイマカウント点滅周期設定用 ４Ｈｚでカウントアップする１バイトのデータと、この設定値を論理和し、もし、０で無ければＧＰ４をHｉｇｈレベル、０であればＧＰ４をLowに設定する。 例 H'01' ： 点滅周期 0.5s |
２ |
４． ド忘れタイマー製作例
上記の仕様で製作した基板を下図に掲載します。
右上側にある黒い四角い部分が時間選択のジャンパーピンで、上からＪＰ０、ＪＰ１、ＪＰ２です。 写真ではすべて短絡していますのでＧＰ０，ＧＰ１，ＧＰ２ともにLowレベルとなっています。
ケースの高さ制限のためリレーは横向けにしています。 リレーの設置方向には制限が有るはずですが、そこはアマチュアの工作ですので、そのような制限は気にしません。 動くならば、とことん使いこなします。 （仕事ではだめですよ。）
【 ド忘れタイマ 基板部分拡大 】
ケースは秋月電子通商のポリカーボネートケース（通販コードP-358）を使用しています。 口出し部には秋葉原巡りをしたときに購入しておいたブッシュを使用しました。 このブッシュはとても使い安く、丸穴を開けるだけで取り付けられます。 （メーカ、形式、購入先、すべて忘れました。）
【 ケース実装外観 】
ＡＣコードは１００円ショップの１ｍ延長コードを使用すれば、とても安上がりにできると思います。 ＡＣアダプタの接続はパネルマウントできるＤＣジャックでなく中継ＤＣジャックとしました。
【 ド忘れタイマ 全体外観 】
実際に使用しはじめてタイマの有り難さを感じています。 今までは過充電を嫌って短時間の充電を繰り返していましたが、これにより２時間の充電時間を確実にとることができるようになりました。 この「ド忘れタイマ」を使用して充電式シューバーのバッテリーが復活することを祈っています。
また、ド忘れタイマー用のＤＣ電源を内蔵した紹介例が「ＤＣ電源付き ド忘れタイマーの製作」にありますので、参照してみて下さい。
End of This Page.
