2026年2月23日月曜日

CH32V003マイコン2 制御学習のための制御ボード設計

設計コンセプト

 制御学習用のボードを設計するにあたり、次の点を考慮しています。
 ・基本となるLED、スイッチ制御を組み入れる。
 ・「光る」、「音が鳴る」、「動く」の動作を入れる。
 ・制御学習が終わったら、ボードが無駄にならないようにする。

 2項目の「動く」はモータなどがありますが、今回は入れていません。
 3項目の「ボードが無駄にならないようにする」では、別プログラムを入れると、このボードを「脳トレゲーム」としてアゾぶことができるようにしています。

 制御ボード設計

 UIAPduinoで基本の制御学習を行うための制御ボードの設計を行います。

 組み込む制御対象は、よく使われるLED(7セグメントLED)、スイッチ、ブザーです。また、内部状態をモニタするための通信機能を付けました。
 右図が回路図です。スイッチは、ゲーム用の他に、「シームレス」用のリセットスイッチも追加してあります。
 制御ピン数が足りないため、シリアル通信用の「RX(受信)」を制御用端子に割当を行っています。これは、内部モニタをするときに、「TX(送信)」は必要ですが、「RX(受信)」は外部から受け取ることはあまりないと判断して、割り当てました。

 このボードで学習後、ゲームプログラムを書き込むと、ゲームマシンとして動作できるように設計しています。
 右図は、以前に工作教室向けにPICマイコン(16F1827)で設計した脳トレゲームです。「フラッシュ暗算」と「記憶ゲーム(サイモン)」ができるゲームボードです。

制御ボード基板の組立

 基板設計を行い、基板加工機で試作をしました。部品を付けて基板の組み立てを行いました。
 UIAPduinoボードの右下にあるのがリセットボタンです。
 



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