ハーフピッチフラットケーブルにDupontピンを圧着してみた。

 こう、なんでJTAGってのは名前だけJTAGでピン数は同じくせにピン配置が違うんですかね。おまけに、最近は実装部品が小さくなって、フラットケーブルもハーフピッチに。0.635mmピッチですよ!奥さん! 格好つけなくてもいいんじゃないですかって規模のデバイスもハーフピッチな時代です。

 Atmel ICE PCBAを買ったらケーブルが付いてこなかったので、ケーブルもなかなか値が張るので自作してみました。

 これが純正のケーブル

 純正とは思えない造りです。千切れそうです。でも同じように作りました。

 圧着に関しては頑張って3つ記事を書いています。こちらもどうぞ。

 

 なんとか、芯線を圧着しても抜けることはありませんでした。しかし、被覆の部分はぶかぶか。(ブレッドボードに刺すのでオスピンを圧着してます)

 こういう時はグルーガン(ホットボンド)で固めればいいんでしょうかねぇ。グルーガンも最近は充電式になって便利なようですよ。

 グルーガンは固定するものを選ぶので、何でもかんでもというわけには行きませんがね。

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PC電源をマルチDC電源として使うユニット【試作機】(モニター募集)

 PCの電源からは、3.3V、+5V、 ±12V、 古い電源だと-5Vも出ているようです。その電源をマルチ電源として使おうというのがこのユニットです。いいネーミングが決まってないので「ATXPSU-Divide board」と仮に名前つけましたが、シルクから綴りが間違えているというポンコツぶりです。

 ポンコツな部分はそれなりにありますが、この状態でも細かい部分に目を瞑れば製品としてちゃんと世に出せるレベルです。ただし、当社は玄人向けの製品を目指すので、出力電流を上げる予定です。予算が許しアートワークで心が折れなければ

 この基板のモニターを募集しております。お問い合わせから住所、氏名、電話番号をお知らせください。タイトルは「モニター応募」とでもしてください。送料はこちらで負担いたします。3名様までで、一ヶ月以内にかんたんな感想(普通に使えましたでも可)や改善点をメールで送ってくださる方、ぜひお願いします。

特徴

  • PC用電源が出力している電源を一つのコネクタにまとめ、配線をシンプルにできる。
  • PC用電源はATX仕様として規格化されているため、電源のディスコンの心配がいらない。つまり商用電源の中継基板としても利用可。世界共通仕様。
  • PC電源の多彩な出力電圧を利用できる。
  • PC電源のコントロール信号をきちんと出力。スタンバイ5V電源、及び電源電圧安定信号出力もあるので、リセット回路と同期させることができる。
  • PC電源の+12Vは高出力なので、モーターの駆動に最適。
  • USB5V電源を2回路搭載。
  • すべての出力に任意のリセッタブルヒューズ(ポリスイッチ)等を挿入可。回路に合わせて保護電流を決められる。
  • 2ピンのリモート電源スイッチ用ジャンパーを用意。Dupont2ピンメスコネクタにスイッチをつなげて延長すれば、手元で電源のON/OFFのコントロールが可能。
  • 出力部はスクリューコネクタを採用。圧着ピン等は不要。撚り線をそのまま接続可能。

詳細仕様

項目 プロトタイプ仕様 製品版仕様(予定)
+3.3V最大電流 3A 10A 8A
+5V最大電流 3A 10A 8A
-5V最大電流 3A 1A なし
+12V最大電流 3A 10A 8A
-12V最大電流 3A 500mA 2A
5Vスタンバイ信号最大電流 200mA 3A
USB5V最大電流 2A(1回路あたり) 2A(1回路あたり)
LED色

+3.3V:緑
+5V:緑
-5V:橙
+12V:緑
-12V:橙
5VSTBY:赤
PSU_READY:白
光量:まぶしい

 

+3.3V:緑
+5V:青
-5V:青
+12V:赤
-12V:赤
5VSTBY:白
PSU_READY:白
光量:そこそこ

LEDの点灯条件 PSU出力状態 端子出力状態
安全装置 3225面実装タイプ・ポリスイッチ等を実装可(出荷時は0Ω)

リードタイプ・ポリスイッチを実装可(出荷時はジャンパー)

USBには2A制限の何らかの電流制限装置を初期状態で実装

拡張パワースイッチ

(JP1)

Dupont2ピンのコネクタにスイッチを挟むことで、手元で電源のON/OFFが可能。必要がない場合はジャンパーでショートさせておけば基板上のスイッチで制御できる。

現状の問題点

スイッチのON/OFFのシルクが逆。(あいたた)

出力端子を仕様書通りに並べたら、窮屈なので、それぞれ1mm程度クリアランスを設ける。

LEDの位置が分かりづらい。

出力端子にシルク印刷をする。

出力端子ピン配置

3.3V
GND
+5V
GND
-5V
+12V
GND
-12V
~PSU_READY (Low Active)
5V STNBY出力
GND

電流制限素子対応表

R10 +3.3V
R11 +5V
R12 -5V
R13 +12V
R14 -12V
R15 下段USB5V
R16 上段USB5V

付属品

ナイロン製3mm x 1cm六角スペーサー及びナット

裏技

 ご想像の通り、ATXメイン電源ケーブルは太くて固く、言うことを聞きません。この電源ボードごと、使用中にずるずると移動してしまうのではないかという心配は当然です。

 ここで裏技を紹介します。必要なのは100均で売っている、地震の時に倒れないゲル状の何か!

 これを基板の後ろに貼り、作業台にくっつけます!すると、動かない!

 なお、おとおさんかおかあさんとそうだんしてつかってください。(当方はいかなる責任を負いません)

製品写真

 

ATMELデバイスにMPLAB Snapを使ってプログラミングする。

 AtmelとMicrochipが一緒になったというニュースを聞いた時は、椅子から転げ落ちくらいびっくりしましたが、よくよく考えると、特に開発環境を作るチーム力が増えるのはいい事なんじゃないかと思いました。もちろん、稼ぎはチップを売ることですが、今どきMakefileすら書けない人が多いので開発環境がしっかりしてないとチップを採用してもらえないという循環が発生します。その証拠に今の開発環境であるMPLABやAtmel Studio7はEclipseにおんぶにだっこではない良い開発環境です。

 さて、そんな数年前の話から今に戻りますが、PICkit4というPICの新しいICD(In Circuit Debugger/Programmer)が出ました。仕様を見ると合併したよい循環が現れていて、PICkit4でもAtmelデバイスに書き込めるしデバッグする線もサポートしているし!と仕様を見た時感動しましたね。

PICkit4をAtmelデバイスに接続する

 早速Atmel Studio7にPickit4を認識させます。おーちゃんと認識する。デバッグしようとしたらdwモードがプルダウンメニューに出てくる。おっしおっし。

 何がともあれ、こういったものはファームアップデートするもんです。MPLAB X IPEを使ってファームアップデートします。

 ところが、ファームアップデートした後はプログラムを書き込めるがdwモードでのデバッグができません。というか、プルダウンメニューに出てこなんですよ。

 しょうがないので、Microchipに聞いてみたら

サポートしてない。すまん。

 と言われてしまいました。そうかそうか、結線はできても信号はながれてこないのか。

どういうこっちゃー!

 結局Atmel ICEを使うことになるのか。あのハーフピッチフラットケーブル嫌いなんだよ・・・

 

MPLAB SnapをAtmelデバイスに接続する

 そんな中、一筋の光が・・・その名はMPLAB Snap。2000円弱で買えてしまう、価格破壊ICDです。PICkit4の後に出た製品(らしい)で出力ピンも8ピンに増えています。一応カタログベースではdwラインが記載されているので、ほんの小さな光を信じて買ってみました。

 もちろん、まずはファームアップデートです。ところが今度はデバッグどころか書き込みすらできない。

 Microchipのサイトにエラッタがありました。

 抵抗を取れと!

 なーんだ、早く言ってくれよ。それぐらい朝飯前さ。

 でも動かない。AVRモードにならないのです。Microchipに聞いてみました。

 「その現象は私達も認識しています。次の手順を試してみてください。その結果をフィードバックしてくれると助かります。

  • MPLAB Xを起動
  • MPLAB Snapがサポートしているデバイスでプロジェクトを作る。(例:PIC16F1947) 私的メモ:Cのプロジェクトがいい。そしてソースコードにmain.cを追加する。
  • MPLAB Snapを接続して(他のUSBデバイスは抜いて)プログラムボタンを押す。
  • AVRモードになるか確認する。

よろしく」

 この通り実行してみてびっくりしたのは、なんとファームアップデートをするじゃないですか!?どういうこと!?これが狙いか・・・

 Atmel Studio7を起動してAtmelデバイスに書き込むことができました。よし、dwモードも動くんだろうな!?

うごかねーよ!

 Atmel ICEが一番でした・・・

 あ、一応Fuse関係はAtmel Studio7で書き込むことはできました。

PC電源をマルチDC電源として使うユニット(モニター募集)

 みなさんは電子回路をテスト的に動かすときどうしていますか?ACアダプターを使ってますか?5VだけならUSB?リッチにスイッチング電源?

 そこそこ知られていることですが、PC用PSUを電源として使う方法があります。ただし、問題もあって、PC用PSUはパワーがありすぎて電源がダウンする前に回路が燃えるとか、電源投入タイミングに何か問題があるとか、いろいろあります。(それでもPCは動いている)

 実はPC用電源はかなり高級な回路を組んでいます。CPUを動かす電源回路って本当にシビアです。FPGA等の基板を作った経験のある方ならわかると思います。それがアマチュアがひょいと買ってポン付けで組み立ててPCが動き出すんですから、それはそれは実はすごい回路です。

 それに、あの1台で3.3V,±5V,±12Vを取れるのはコスト的に最強です。12Vは容量が大きいのでモーターも動かせます。(逆起電力には注意してくださいよ?)そこで、ありそうでなかった「PC電源をユニバーサル電源として使う基板」を作ってみました。理由は、売るというより私が欲しかったから。

  • すべての電源ラインと信号ラインにLEDを搭載。当然スタンバイ時にも光ります。
  • ATX電源が安定して電源供給できる状態になったときに変化する信号もピン端子から出力しています。このラインを使って対象の回路のリセットを確実に行なえます。
  • すべての電源ラインに3225サイズの0Ω抵抗を挿入。好みに応じてポリスイッチに取り替え、回路保護が可能。
  • PCのUSBラインから取っていた5Vもこの基板から供給可能。これでPCのUSB5Vライン壊しちゃうことも回避。もちろん、ここにもポリスイッチを入れることが可能。上下回路別々に挿入できるリッチ仕様。
  • 基板本体にスイッチは当然ありますが、手元までスイッチを伸ばすことのできるジャンパーコネクタを用意。
  • 出力は特別なコネクターを必要としないスクリュー式バネ圧接型端子を採用。
  • PSUは20pin,24pin両対応。

 3Dの図ではコネクターがモデリングされていませんが、ちゃんとあります。

 武漢のコロナウイルス騒ぎで中国が止まっているという事情でいつできてくるかはまだわからないのですが、モニターしてくれる方3名を募集します。細かい仕様はこちらを御覧ください。お問い合わせから住所、氏名、電話番号をお知らせください。一ヶ月以内に感想を送ってくださる方限定と致します。送料はこちらで負担いたします。ぜひご応募ください。

 試作機が出来上がってきたので、詳しい仕様などはこちらのページでご確認の上、モニターに応募してください。

 なお、-5Vは古い規格のバスに供給されていた電圧で、現在は仕様的には不要です。PSUによっては出てこない場合があるのでご注意ください。

 電子回路が動かなかった時一番最初に疑うところは

電源・リセット回路・クロック

 

 です。その一つの電源の問題が潰れるのは本題に集中できるために大いに役立つでしょう。

 コネクターも3Dモデル化したかったのですが、さすがフリーCAD。Webに載っている情報は古く、オフィシャルさえサンプルがない玄人仕様。私はチョチョイのチョイでできませんでした。ただ、基板だけの雰囲気がわかるだけでもすごいと思います。コネクタの位置関係がイメージと違うなんてすぐに分かりますし。

組込みEMSBOXパート1

 去年、とある案件で、直接契約した会社のお客さんの工場(主にメカ)で作業しなければならないことがありました。

 安定化電源があるのは幸いしたものの、オシロスコープはないですし、WiFiも飛んでいないですし、もちろんPCは持ち込みのノート。しょうがないですよね。場所が場所ですから。ただ、仕事の効率が大幅に下がるんです。効率が下がったのは施設に設備がなかったからではなく、私の準備不足なわけです。

 例えば、大工が突然呼ばれて修繕を頼まれた時、トラックに道具が積んでいなかったからできませんなんて言ったら、この大工大丈夫?って思われますよね。それと同じです。トラックに全部道具積んでおけよと。

 ということで、EMSBOXなるものを作りました。

 まず、眠っていたペリカンBOXをベースに作ります。ペリカンBOXと聞いて分かる人は玄人ですね。私がベースとして用意したのはHDDを10個、データを壊さずに空輸できるペリカンBOXです。お金がないので経費削減のため、このウレタンを上手に再利用します。

ペリカンBOXの外見はこれです。

 ペリカンBOXの利点は防水防塵ですが、飛行機等に乗せた時、中と外の気圧が変化したときに特許取得済みの弁が作動することです。不思議です。あと、頑丈なワンタッチバックルが2箇所あり、さらに鍵穴がとてもいい場所についています。

 欠点は複数個積み上げるガイドのようなものがないところですね。このあたりは音響屋さんがよく使ってる黒い箱のほうが便利です。

 難しいのはウレタンの選定でしょう。ぴったりに作ってもウレタンが硬いと、トラックなどで運搬するとネジが緩むんです。このあたりはケース屋さんのノウハウですね。今回はあり物で作るので何も工夫できませんが。

 

蓋を開けると、ケーブル類が出てきます。


 ケーブル類を取り出すと、A4サイズのノートPC本体が出てきます。最低限必要なのはACアダプターとこのノートですね。ただ、これだけでは仕事ができなかったので、その次の段に道具を忍ばせます。

道具その1:USBオシロスコープ

10年ぐらい前に買ったんですけどね。家では使ってても外に持ち運ぶことなんて考えてもいませんでした。

そして左側は・・・

道具その2:モバイルモニター

 やはりA4サイズのPCは持ち運びしやすく、キーボードのピッチも最低限守られているのでモバイルPCとしては最高なサイズなんですが、プログラミングするには物理的に画面が狭い!画面切り替えるたびに前の情報を忘れる!あと、オシロも積んだのでオシロ用画面も欲しいと思いまして。

 これも古いモバイルモニターです。PCを組み立てるときにすっごい便利なので買って使っていたものです。

 ケーブル類が多いのは、USBオシロとモバイルモニタの電源を追加しているからです。PCをACアダプターで接続しておけば電力は足りるだろうとは思うのですが、やはり電気屋としては内部で5Vをどれだけ供給できるような回路になってるかわからない以上、外から電源を取らないと怖いんですよ・・・

 ちなみに、ACアダプター類はすべて220V対応のものを選んでますから、これ持って世界中いけますよ~

 

 緊急時にはこの箱をぱっと持って出発できるという。まさにEMSBOXです。赤やオレンジのカラーリングならまさにEMSBOX!

 パート2はアイデアはあるのですが、作ろうかなーどうしようかなーという感じで迷っています。