電子工作４８

　　　電子工作５５　–　経過時間ＬＥＤ表示付きで、３０分、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２時間に設定可能な簡易タイマの製作

概要

前回の電子工作５４の簡易タイマを最長１２時間まで選択出来るように改良した。５個のＬＥＤを使って各選択した時間の経過の状態を目視出来る機能は同じである。プログラムをコンパクトにして１６F886にやっと収まった。時間は予想に反し大変正確であった。

注意：　危険なので製作は自分の責任で行うこと。。

回路図と動作原理

　　回路図を下に示す。前回と同じ１６Ｆ８８６を使った。ＡＤＣの入力電圧を変えるＶＲ１００Ｋを回すとＬＥＤ１－１３のいずれが点灯する。各ＬＥＤに設定時間が割り当てられている（ＬＥＤ1＝３０ｍｉｎ，ＬＥＤ２＝１ｈｒ、ＬＥＤ３＝２ｈｒｓ、ＬＥＤ４＝３ｈｒｓ、ＬＥＤ５＝４ｈｒｓ、ＬＥＤ６＝５ｈｒｓ、ＬＥＤ7＝6ｈｒｓ、ＬＥＤ８＝７ｈｒｓ、ＬＥＤ９＝８ｈｒｓ、ＬＥＤ１０＝９ｈｒｓ、ＬＥＤ１１＝１０ｈｒｓ、ＬＥＤ１２＝１１ｈｒｓ、ＬＥＤ１３＝１２ｈｒｓ）。設定した時間が来たらタイマが“切れる”または“入る”の設定はＭｏｄｅＳＷで行う（Ｌ：“切れる”、Ｈ：“入る”）。設定した時間が終了したらＳＳＲとＬＥＤ（Ｇ）をＯＮ／ＯＦＦする。経過時間レベル表示ＬＥＤsは時間を設定すると５個のＬＥＤｓが全て点灯し、時間の経過とともに点灯するＬＥＤs数が上から減って行き、時間が終了すると全てが消える。ＲｅｓｅｔＳＷを押すと同じＬＥＤ表示時間でまた時間の計数が始まる。ＶＲ１００Ｋを回して別の（または同じ）時間を選択すると、その瞬間をゼロして時間の計数がまた始まる。電源には出力ＤＣ５Ｖ位（＞２００ｍＡ）のＡＣアダプタを使う。

　）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実験中：　１６Ｆ８８６の右手が経過時間レベル表示用の５個のＬＥＤＬ５－１。現在LEDL5-4が

消えている。左下が時間設定用の１３個のＬＥＤ１－１３。現在１時間に設定されている。

左上の丸いものがＶＲ。これを回して時間を設定する。その下にはＭｏｄｅＳＷが見える。

このボードには差当りＳＳＲの代わりにブザー{右上}を載せている。時間が来ると鳴る。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実用機：　アルミボックス（１８Ｘ１１Ｘ６ｃｍ）に収容。左の黒いのがＤＣ５ＶのＡＣアダプタ、右手にＡＣ１００Ｖの差込みが見える。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ボックス上に電源ＳＷ、ＭｏｄｅＳＷ、Ｒｅｓet ＳＷ、それに時間設定ＶＲが見える。内部には経過時間レベル表示用

の５個のＬＥＤＬ５－１と時間設定用の１３個のＬＥＤ１－１３が組込んであり、現在は時間設定は１時間であと１２分

以内にＡＣ１００Ｖ出力がＯＮになることを示している（２０１１．４．２１に完成追加）。

後日５V電源のGNDをアルミボックスに接続する必要があることが分かり修正した（２０１１．５，５追加）。

結果＆コメント

１）下表のように今回も時間の精度は大変高かった（誤差は設定時間のほぼ０．１％以下）。Internal Clock ４MHｚを基準にし、Pauseを使って遅延をつくっていることを考えると驚きである。　なおデータを得るために測定は２－３日間にわたって行った。これらのデータは原則１回の測定で得られた値である。気温の変化が多少精度に関係しているように思われる。

設定時間	30 min	１ hr	2 hrs	3 hrs	4 hrs	6 hrs	8 hrs	12 hrs
実測時間	30m 1s	1hr 4s	2hr 2s	3hr 6s	4hr 4s	6hr 6s	7hr 59m 57s	12 hrs 27s
時間差	1s	4s	2s	6s	4s	6s	-3s	27s
誤差(％)	+0.06	+0.11	+0.03	+0.06	+0.03	+0.03	-0.01	+0.06

(測定時環境温度：１０－２０°Ｃ、クオーツ時計で時間測定)

誤差（％）＝（時間差/設定時間）X 100

２）３０分の遅延ルーチンFor m=1 to 177で、繰返し数１７７は実験的に見出した。この値を基準にして１、２、３、４、５、６,、７，８，９，１０，１１，１２時間値も作成した。例えば、２時間では１７７ｘ４＝７０８回。

３）経過時間と５個のＬＥＤL5-1表示の関係　{設定時間が１時間の場合} －　時間の経過と共にLEDL5、LEDL4、．．．LEDL1が順次消灯して行く。例えば、上からLEDL5とLEDL4が消灯していて残りの３つのＬＥＤが点灯している場合は残りの時間は３６－２４minの範囲と考える。設定時間が２時間以上の場合も、各時間値を下表の各数値に掛け算してやれば残り時間や時間範囲が計算できる。

設定時間が１時間の場合

消灯するＬＥＤ	残り時間	時間範囲
LEDL5	48min	60-48min
LEDL4	36min	48-36min
LEDL3	24min	36-24min
LEDL2	12min	24-12min
LEDL1	0	12-0min

４） VR100Kを回して、ある時間表示LEDを選択した瞬間からその時間の計数が始まる。したがって、１時間に設定しておいて途中で３時間などに設定し直すとその時点から３時間の計数が始まる。

５）この簡易タイマでは、例えば３０分と１時間の間の時間設定は出来ない（市販のシンクロナスモータを使ったものは出来る）。

６）プログラムが大分コンパクトになってやっと１６F886に収容できコンパイルできた。　Lines assembled: 9901とコンパイル終了時表示が出た。意味は良く分からないが、メモリを消費しつくしている感じ。

７）このタイマの長所は可動部分がないのでシンクロナスモータ式の様に壊れにくいことである。あとは実用機を製作して使ってみたい。

８） (追加情報：４．２１)　下の追加修正で示した様に、実用機を作成したところ不具合が見つかったのでプログラムを一部修正した。

９） (追加情報：４．２１)　実用機はもうちょっと小奇麗に仕上げたかった。アルミボックスを含め全費用は２０００円ほど。とにかくしばらく使ってみて動作や実用性を観察してみたい。

10) (追加情報：５．１)　実用機の基板をアルミボックスに入れるとLEDL5－１が変化しない（時間を刻まない）問題が発生した。電源５VのGNDをアルミボックスにも接続したら解決した。

プログラム

　　このプログラムの構成は原則前回の電子工作５４と同じで、７－１２時間の部分が増加しただけである。今回は５Vに対応する１０２４を１３区分に分割し１区分を切りの良い７５（計算では１０２４／13=78.7）にしてある。Mode SWで時間が来たら“切れる”と“入る”を選択できるようにしたので合計２６（１３ｘ２）個のの時間の計数ルーチンが必要になるが、サブルーチンを使って１３個に減らした。どのLED表示時間にあってもＶＲを回して途中で自由に変更し再スタート出来るのがポイントの一つである。すなわち現在計数しているルーチンの中に“まだ同じLED表示時間の中にいるか？”を常時チェックする部分を加えることでそれが可能になった。経過時間を５個のＬＥＤ（ＬＥＤL5-ＬＥＤＬ１）を使って表示する機能は次の様な原理による。すなわち、各時間で計数中の秒数を６範囲に分けて選択させ、サブルーチンを使って最初は点灯しているＬＥＤL5-ＬＥＤＬ１を順次消灯させて行き、設定時間が終了すると同時に最後のＬＥＤＬ１も消灯させる仕組みである。

以下のリストはより大きいだけで電子工作５４とほぼ同じなので詳細説明は省略した。プログラムリストのフォントはスペース節約のため１０．５から８にした。

(追加修正　２０１１．４．２１：　組み上げた実用機で、時間が来たら“入る”モードで電源を入れるとＳＳＲSWの出力が一瞬ＯＮになる問題、電源が時々入らなくなる問題が発生したので、SSRSW=0　とＰａｕｓｅ１０を初期設定の最後の部分に加え、プログラマＣｏｎｆｉｇでPower-up Timer を　Ｅｎａｂｌｅ　（ＰＩＣの立ち上げ時の時間待ち）にしたら問題が解決した！)

'********************************************

'SimpleTimer16F886LvlCmp.bas - 2011.4.11 works OK Slightly modified on 2011.4..21

'Comments:

'PICBasic Pro 250A used

'This prog. is a compact version of SimpleTimer16F886Lvl.bas.

'Times covered are 30m,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12hr (13 time selections)

'16F886 (24pins) with internal clock 4MHz (default)

'Timer - ON or OFF when time expires (30 min, 1 - 12 hour - 13 settings)

'********Pin connections************　ピンの接続

'Pin 1: MCLR (Reset)

'Pin 2: PORTA.0: input - analogue input of 0-5.0V from VR 100K

'Pin 3: PORTA.1: input - connected to Mode SW

'Pin 4: PORTA.2: output - connected to LED (G) - SSR

'Pin 5: PORTA.3: output - connected to LED1

'Pin 6: PORTA.4: output - connected to LED2

'Pin 7: PORTA.5: output - connected to LED3

'Pin 8: Vss (GND)

'Pin 9: PORTA.7: output - connected to LED5

'Pin 10: PORTA.6: output - connected to LED4

'Pin 11: PORTC.0: output - connected to LED6

'Pin 12: PORTC.1: output - connected to LED7

'Pin 13: PORTC.2: output - connected to LED8

'Pin 14: PORTC.3: output - connected to LED9

'Pin 15: PORTC.4: output - connected to LED10

'Pin 16: PORTC.5: output - connected to LED11

'Pin 17: PORTC.6: output - connected to LED12

'Pin 18: PORTC.7: output - connected to LED13

'Pin 19: Vss (GND)

'Pin 20: Vdd (+5V)

'Pin 21: PORTB.0 output - LEDL1 (0-20)

'Pin 22: PORTB.1 output - LEDL2 (20-40)

'Pin 23: PORTB.2 output - LEDL3 (40-60)

'Pin 24: PORTB.3 output - LEDL4 (60-80)

'Pin 25: PORTB.4 output - LEDL5 (80-100)

'*********** Program **********　ここからプログラム開始

Define ADC_BITS 10 '10-bit ADC used　　　以下に長い初期設定が続く

Define ADC_CLOCK 3 'Internal clock used ?

Define ADC_SAMPLEUS 50 'Sample timing

ADCON0=%01000011

'bit7-6=01(Fosc/8), bit5-2=0000(Channel An0 selected)

'bit1=1(GO/DONE starts right away),bit0=1(ADC enable)

ADCON1=%10000000

'bit7=right justified),bit6=0(unimplemented)

'bit5-4=00(Vss & Vdd used as refererence voltage)

'bit3-0=0000(unimplemented)

ANSEL=%00000001 'Channel AN0 for ADC used as analog

ANSELH=0

OSCCON=%01100001 'Internal 4MHz clock used

CM1CON0=0 'Comparator Off

CM2CON0=0 'Comparator Off

TRISA=%00000011 '2 inputs - from An0 and divider

TRISB=%00000000 'All are outputs (5 ports)

TRISC=%00000000 'All are outputs

Vin var word 'AD input value from VR 100K ADC値は最大で１０２４（５V）なのでWORDで変数宣言

ModeSWInput var PORTA.1 'Mode SW input from Mode SW (ON or OFF when time expires) 設定時間が終了したらSSRが“切れる”なたは“入る”の変数宣言

SSRSW var PORTA.2 'SSRSW - ON/OFF of SSR ( LED G)

LED1 var PORTA.3 'ON/OFF of LED1 (30min) 以下の１３個のLED１－LED１３で設定時間を宣言

LED2 var PORTA.4 'ON/OFF of LED2 (1hr)

LED3 var PORTA.5 'ON/OFF of LED3 (2hrs)

LED4 var PORTA.6 'ON/OFF of LED4 (3hrs)

LED5 var PORTA.7 'ON/OFF of LED5 (4hrs)

LED6 var PORTC.0 'ON/OFF of LED6 (5hrs)

LED7 var PORTC.1 'ON/OFF of LED7 (6hrs)

LED8 var PORTC.2 'ON/OFF of LED8 (7hrs)

LED9 var PORTC.3 'ON/OFF of LED9 (8hrs)

LED10 var PORTC.4 'ON/OFF of LED10 (9hrs)

LED11 var PORTC.5 'ON/OFF of LED11 (10hrs)

LED12 var PORTC.6 'ON/OFF of LED12 (11hrs)

LED13 var PORTC.7 'ON/OFF of LED13 (12hrs)

LEDL1 var PORTB.0 'ON/OFF of LEDL1 以下の５個のLEDL1-5で経過時間を宣言

LEDL2 var PORTB.1 'ON/OFF of LEDL2

LEDL3 var PORTB.2 'ON/OFF of LEDL3

LEDL4 var PORTB.3 'ON/OFF of LEDL4

LEDL5 var PORTB.4 'ON/OFF of LEDL5

m var word 'counter

n var byte 'counter

SSRSW=0 'new 4/21 essential to prevent SSRSW from turning ON a vert short period of time この２行がないとＳＳＲSW出力（例えば電球）が一瞬ＯＮになる

Pause 10 'new 4/21 when power is turned ON – important

Loop: 'このLoop内で実際のプログラムが動く

Adcin 0, Vin

Pause 5 'Wait 5ms

SSRSW=0

LOW LEDL1: LOW LEDL2: LOW LEDL3: LOW LEDL4: Low LEDL5 'OFF LEDL1-5

'Selecting voltage range (5V - 1024/13 fractions=78) VRを回して設定時間を選択する部分、合計１３個のラベルに分類されて飛ぶ

If (75>=Vin) then LED1ON '30 min

if (75<Vin) AND (Vin=<150) then LED2ON '1 hr

if (150<Vin) AND (Vin=<225) then LED3ON '2 hrs

if (225<Vin) AND (Vin=<300) then LED4ON '3 hrs

if (300<Vin) AND (Vin=<375) then LED5ON '4 hrs

if (375<Vin) AND (Vin=<450) then LED6ON '5 hrs

if (450<Vin) AND (Vin=<525) then LED7ON '6 hrs

if (525<Vin) AND (Vin=<600) then LED8ON '7 hrs

if (600<Vin) AND (Vin=<675) then LED9ON '8 hrs

if (675<Vin) AND (Vin=<750) then LED10ON '9 hrs

if (750<Vin) AND (Vin=<825) then LED11ON '10 hrs

if (825<Vin) AND (Vin=<900) then LED12ON '11 hrs

if (900<Vin) then LED13ON '12 hrs

'Indicating selected voltage ranges on LED1

LED1ON: '30 min: '30 min　３０分の場合　

High LED1:Low LED2:Low LED3:Low LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13 ' LED1-１３のうちLED1だけ残して他は消灯する

If ModeSWInput=0 then LED1Tcount 'モードSWをチェックし、LED1TcountまたはLED1TcountDownに飛ぶ

Goto LED1TcountDown

LED2ON: '1 hr

Low LED1:High LED2:Low LED3:Low LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED2Tcount

Goto LED2TcountDown

LED3ON: '2 hrs

Low LED1:Low LED2:High LED3:Low LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED3Tcount

Goto LED3TcountDown

LED4ON: '3 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:High LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED4Tcount

Goto LED4TcountDown

LED5ON: '4 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:High LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED5Tcount

Goto LED5TcountDown

LED6ON: '5 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:High LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED6Tcount

Goto LED6TcountDown

LED7ON: '6 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:High LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED7Tcount

Goto LED7TcountDown

LED8ON: '7 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:High LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED8Tcount

Goto LED8TcountDown

LED9ON: '8 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

High LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED9Tcount

Goto LED9TcountDown

LED10ON: '9 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:High LED10:Low LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED10Tcount

Goto LED10TcountDown

LED11ON: '10 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:High LED11:Low LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED11Tcount

Goto LED11TcountDown

LED12ON: '11 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:High LED12:Low LED13

If ModeSWInput=0 then LED12Tcount

Goto LED12TcountDown

LED13ON: '12 hrs

Low LED1:Low LED2:LOW LED3:LOW LED4:Low LED5:Low LED6:Low LED7:Low LED8:

Low LED9:Low LED10:Low LED11:Low LED12:High LED13

If ModeSWInput=0 then LED13Tcount

Goto LED13TcountDown

'Counting time

LED1Tcount: '30 min OFF when time expires