■周边扩充组件的制作
2006年4月5日 16:05 更新
●概要
5.1.1 特征
这个组件，是修IT大学(研究生院)「IT技术实习」时，用来进行动作确认的必要品。
与PICNIC的外部接插件连接着来使用。这个扩充组件的端子中配置了通过光电耦合IC连接的接点式入出力以及模拟输入各2系统。特别是数字输出，由于是利用了机械式继电器的接点式输出，故对连接的电器无限制。诱导负荷的时候，可以控制5A(120VAC)。准备了特制的有机玻璃两面打孔线路板，在其右侧的空地方准备了供回路扩充，试制等用的通用区域。驱动继电器的电源使用制作的电源线连接PICNIC-CN3接插件(12V)供给。
＜图片１＞ 周边扩充组件
5.1.2 手册
输出端口：2系统（RB6, RB7），机械式继电器的绝缘型端口
输入端口：2系统（RB0, RB1），光电耦合的绝缘型端口
模拟输入：2系統（RA0, RA1），0～+5V、10bit分解度（0～1023）、PICNIC側グラウンドと共用
外部端口台：8pin × 2个（CN3, CN4），继电器输出端口＋输入端口
电路扩充用的共通领域（DIP-21×6）
电源电压：DC12V（从PICNIC-CN3供给）
5.1.3 电路图
＜图１＞ 电路图（点击图以PDF文件的形式显示）
5.1.4 接插件引脚的配置
CN1：电源端口
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1
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2
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DC+12V
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GND
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CN2：PICNIC连接端口
※和PICNIC-CN2一样。pin14～26是PICNIC侧5V系列的GND
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1
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2
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4
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5
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6
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7
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12
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13
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RA0
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RA1
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RA2
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RA3
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RB0
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RB1
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RB2
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RB3
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RB4
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RB5
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RB6
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RB7
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DC+5V
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CN3：继电器输出端口
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1
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2
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3
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5
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6
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7
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8
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DC+12V
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RB7-COM
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RB7-T
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RB7-F
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RB6-COM
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RB6-T
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RB6-F
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GND(12V)
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CN4：输出端口 模拟输入端子（注意8号引脚在线路板的左侧）
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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RB0-TA
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RB0-TB
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RB1-TA
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RB1-TB
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GND(5V)
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RA0
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RA1
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DC+5V
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5.1.5 部件表
| 部件编号 | 部件名 | 厂家／型号／规格 | 数量 |
| 【线路板上的部件】 | |||
| CN1 | 电源插口 | MOLEX 5045-02A | 1个 |
| CN2 | 引脚头 | HIROSE HIF3H-26PB-2.54DSA | 1个 |
| CN3,4 | 线路板用端口台 | SATOPARTS ML-35B 8P | 2个 |
| R1～6 | 电阻器 | CARBON1/4W 100Ω、4.7KΩ、1KΩ | 各2个 |
| C1,2 | 电容 | 纵型电解电容 10V 47μF | 2个 |
| D1,2 | 二极管 | 1E10 1A | 2个 |
| K1,2 | 继电器（1ch端口） | OMRON G5LE-1 DC12V | 2个 |
| U1,2 | 光电耦合 | 東芝 TLP521-2 | 2个 |
| IC插座 | KEL ICC05-008-360T 8P | 2个 | |
| 垫片 | LOGY SBB-311（3mm螺母付） | 4个 | |
| 【 周边部件 】 | |||
| 圧接式扁平连接器 | HIROSE HIF3BA-26D-2.54R | 2个 | |
| 扁平电缆 | 26芯 20cm | 1根 | |
| 电源插口 | MOLEX 5102－02 | 2个 | |
| 连接器接触 | MOLEX 5103 | 4个 | |
| 电缆 | 0.3mm 红，黒 1m | 各1条 | |
| 電子报警器 | 松下 EB-2132 DC12V 15mA | 1个 | |
| 防盗开关 | dellcatec MS-102（OFF型） | 1个 | |
| 零插拔力插座 | TEXTOO 40P | 1个 | |
| PIC单片机 | PIC-16F877-20/P | 1个 | |
| 【 特制线路板 】 | |||
| 线路板 | 有机玻璃两面打孔 | 1枚 | |
●购买
请大家各自到GrassPoint购买。
【商品番号：PIC0002】
IT技术实习PICNIC用周边扩充组件
価格： 8,000point （邮费另计）
商品内容概要
两面打孔线路板，零部件一套，
与PICNIC外部接插件连接用的电缆(已压好)
确认动作用的電子报警器，防盗开关，零插拔力插座，PIC单片机
●安装制作时必要的工具
这个扩充组件的部件数少，且因是两面打孔故焊锡的流入也很流畅，所以很快就能够把这个组件安装好。以下为安装所需要的工具。
尖嘴钳
斜口钳
电烙铁
含有松香的焊锡
一字螺丝刀
以下为如果有会更方便的工具。
吸焊器（要取下错焊零部件时使用）
剪刀（刚刚购买的商品都是装在塑料袋中的，把它们小心的拆开时使用）
剥线钳（很方便的去掉电线的外皮）
电烙铁架子（提高方便性）
万能表（电阻値，确认线材的连接与电源电压时很方便）
＜图片２＞ 工具
这里面的工具都是我平时喜欢用的，为了方便大家参考，以下列出这些工具的厂家和商品番号。（从左上开始）
小尖嘴钳：HOZAN P-36
小斜口钳：HOZAN N-31
正负螺丝刀套件：HOZAN
D-8/D-4
吸焊器：goot
GS-108
剪刀：厂家不明（在超市購买的）
单线（极细）用剥线钳：HOZAN
P-952
绝缘型电烙铁：goot
KS-30R（30W）
电烙铁架子：goot
ST-76
含有松香的焊锡：千住金属工業 φ1.0mm × 100m巻
●制作
5.4.1 部件的包装袋
以下为刚刚购买的组件。
两面打孔线路板，零部件一套，
与PICNIC外部接插件连接用的电缆(已压好)
确认动作用的電子报警器，防盗开关，零插拔力插座，PIC单片机
这些被分别装在不同的塑料袋中。
＜图片３＞ 刚刚购买的扩充组件
把部件拿出后如果能够放在像下图这样的盒中，会很便于保管
＜图片４＞ 部件保存在盒中
5.4.2 安装后的实物图
＜图片５＞ 安装后的实物图（部件面：点击表示大图）
＜图片６＞ 安装后的实物图（焊接面）
5.4.3 部件外观
【线路板上的部件】
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CN1：电源插口：MOLEX 5045-02A：1个 |
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CN2：引脚头：HIROSE HIF3H-26PB-2.54DSA：1个 |
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CN3,4：线路板用端口台：SATOPARTS ML-35B 8P：2个 |
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R1～6：电阻器：CARBON1/4W 100Ω、4.7KΩ、1KΩ：各2个 |
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C1,2：电容：纵型电解电容 10V 47μF：2个 |
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D1,2：二极管：1E10 1A：2个 |
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K1,2：继电器（1ch端口）：OMRON G5LE-1 DC12V：2个 |
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U1,2：光电耦合：東芝 TLP521-2：2个 |
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IC插座：KEL ICC05-008-360T 8P：2个 |
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垫片：LOGY SBB-311（3mm螺母付）：4个 |
【 周边部件 】
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圧接式扁平连接器：HIROSE HIF3BA-26D-2.54R：2個（扁平线：26芯 20cm：1） |
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电源插口：MOLEX 5102－02：2个，连接器接触(connect contact)：MOLEX 5103：4个 |
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电缆：0.3mm 红，黑 1m：各1个 |
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電子报警器：松下 EB-2132 DC12V 15mA：1个 |
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防盗开关：DELCATEC MS-102（OFF型）：1个 |
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零插拔力插座：TEXTOOL 40P：1个 |
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PIC单片机：PIC-16F877-20/P：1个 |
5.4.4 安装的顺序
（１）部件的确认
首先，按照部件图确认部件是否齐全
（２）把部件安装到线路板上
※关于安装的顺序，一般先从矮的部件开始焊接。
(a) 电阻器：R1→R2→…→R6
录像(6:45) 
(b) 二极管：D1→D2
录像(2:21)
(c) IC插座：U1→U2
录像(2:04)
(d) 端口台：CN3→CN4
录像(1:23)
(e) 26pin，电源插口：CN2→CN1
录像(4:06)
(f) 电解电容：C1→C2
录像(2:34)
(g) 继电器：K1→K2
录像(2:20)
(h) 垫片、螺丝（4個）
录像(1:51)
（３）电源电缆 端口台旁路电缆(by-pass cable)的作成
电源电缆：把连接器接触焊到0.3mm（红，黒）各20cm程度的电缆上，然后插入电源插口中固定。接口的1号引脚是红色的（＋）。
录像(8:40)
端口台旁路电缆：把0.3mm（红，黒）各5～10cm程度的电线扒皮，露出线头。
录像(1:45)
（４）防盗开关安装电缆
把0.3mm（红，黒）的电线固定在防盗开关的端口台上。
录像(6:20)
●制作完成后的线路板的外观
＜图片７＞ 制作完成后的线路板的外观
＜图片８＞ 线路板侧面（１）
＜图片９＞ 线路板侧面（２）
＜图片１０＞ 线路板侧面（３）
＜图片１１＞ 线路板侧面（４）
●动作试验
试验环境的准备／远程I/O控制试验（１）／远程I/O控制试验（２）／模拟输入电路的试验
5.7.1 试验环境的准备
【PICNIC线路板上的跳线JP1解除处理】（2005/05/30追加）
（０）PICNIC线路板坐上的跳线JP1現在是以1-3:2-4的状态连接着的，这一次我们把它们解除。（挂在下侧的1，2引脚上）（下側ピン1,2側へ引っ掛けておくと良い）：※理由：PIC单片机的RB0,RB1是和串口的流量控制线是共用的，在这次实习中不需要。
【PICNIC⇔周边扩充组件之间的连接】
（１）和PICNIC的连接：把两者的电源插口及扁平电缆连接。特别是PICNIC方面的电源插口的正反不要弄错！（左側1号PIN是红＋）。
＜图片１２＞ PICNIC⇔周边扩充组件之间的连接（扩充板侧）
＜图片１３＞ PICNIC⇔周边扩充组件之间的连接（PICNIC侧）
【端口台与電子报警器间的配線，以及与防盗开关间的连接】
（２） 端口台的旁路电缆：端口台CN3的1⇔2号引脚（DC+12V⇔RB7-COM）用旁路电缆连接。
＜图片１４＞ 端口台CN3的配线
（３） 电子报警器的配线：把端口台CN3的3号pin（RB7-T）与8号pin（GND）连接到电子报警器的正负级上。
＜图片１５＞ 电子报警器与CN3间的配线
（４） 防盗开关的接続：把防盗开关侧的盖打开，电缆的一端用螺丝固定（无正负级）。然后将另一端连接到端口台CN4的1号pin（RB0-TA）和2号pin（RB0-TB）（也没有正负级）。
＜图片１６＞ 防盗开关侧的连接
＜图片１７＞ 端口台CN4侧的连接
【包含PICNIC的全体连接状况】
＜图片１４＞ 全体连接状况
5.7.2 远程I/O控制试验（１）
在PICNIC的远程I/O中，通过控制其中的数字输出（RB7），使和他连接的电子报警器报警。
（１）实行前述的 5.7.1(a) 端口台与电子报警器间的配線，和与防盗开关间的连接。（电子报警器与RB7的继电器连接着的状态）
（２）设置试验用PC与网络环境，然后打开PICNIC的远程I/O控制页面。
（３）从远程I/O控制页面中，把数字输出（RB7）的值改为L→H。
（４）改变后会听见继电器发出的工作音，并且确认电子报警器的报警声。
（５）从远程I/O控制页面，把数字输出（RB7）的值改为H→L，停止报警。
＜练习题１＞
通过控制数字输出（RB6）来使电子报警器报警。请考虑端口台CN3与电子报警器的配线如何更改？
＜练习题２＞
请依照电路图确认从PICNIC側的数字输出（RB6,7），光电耦合→机械式继电器变为ON为止的路线。为什么数字输出的逻辑（H/L）与继电器输出接口的逻辑（T/F）是对应的？
※电子报警器的报警声太大的时候的解决方法：
→把透明胶贴到报警器上方的出音口可以减小报警器的声音
5.7.3 远程I/O控制试验（2）
接下来，我们在PICNIC的远程I/O控制中，监视其中的数字输入（RB0）的值，调查与他连接的防盗开关的状态。
（１）实行前述的 5.7.1(b) 防盗开关的连接。（防盗开关连接在RB0的输出端口上）
（２）设置试验用PC与网络环境，然后打开PICNIC的远程I/O控制页面。
（３）先把防盗开关上的磁铁摘掉（＝敞着门的状态）。
（４）打开远程I/O控制页面，确认数字输入（RB0）的值是否是"L"
（５）然后，把防盗开关的磁铁靠近开关（＝关着门的状态）。
（６）再表示（Reload）远程I/O控制页面，确认数字输入（RB0）的值是否是"H"。
＜练习题３＞
通过监视数字输入（RB1），掌握防盗开关的状态。请考虑端口台CN4与防盗开关的配线如何更改？
＜练习题４＞
请依照电路图确认从防盗开关→端口台CN4→光电耦合→PICNIC侧的数字输入（RB0,1）的路线。为什么防盗开关端口的状态（Close/Open）和数字输入的逻辑（H/L）是对应的？
5.7.4 模拟输入回路的试验
最后，我们在PICNIC的远程I/O控制中，取得模拟输入（RA0）的值，查出和这个端口连接的（直流）电源的电压值。以下的例是把PICNIC侧的电源 DC+5V原封不动的与RA0连接，模拟的取得値是（1023付近）。
（１）使用端口台的旁路电缆，连接CN4端口台8号pin（DC+5V）和6号pin（RA0）。
（２）设置试验用PC与网络环境，然后打开PICNIC的远程I/O控制页面。
（３）表示远程I/O控制页面，确认模拟输入（RA0）的值，是在"1023"付近（5V）。
（４）然后，连接CN4端口台5号pin（GND）与6号pin（RA0）。
（６）再表示（Reload）远程I/O控制页面，确认模拟输入（RA0）的值是否是"0"付近（0V）。
＜练习题５＞
利用模拟输入动作，测量手边上的干电池（1.5V）或钮扣电池的开放电压。比如说如果用 RA1 端口测量，请考虑端口台CN4与被测的干电池如何连接？ 另外，通过得到的模拟值（10bit : 0～1023）如何求出干电池的开放电压（0.1V为単位）？
（提示：RA5的摄氏线性温度传感器的温度系数是 +10.0mV/℃）
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