床下ファン駆動用タイマーを製作します。
床下ファン駆動用タイマーの回路図床下ファン駆動用タイマーの回路図を以下に示します。
ファイル構造の変更とカスタマイズ後のファイル構造ソース.ｃファイルとヘッダ.ｈファイルはシンプルな配置に変更しました。その他は自動生成ファイルです。
部品の多くは、無線式気象観測レコーダに切替えたため不要となった気象観測レコーダ2型を再利用しました。 使用部品リストを以下に示します。
ダーリントン・トランジスタ ２ＳＤ１５９０（１５０Ｖ８Ａ）の仕様は下記を参照願います。
「2SD1590_js.pdf」にいく。ダーリントン・トランジスタ ２ＳＤ１５９０のコレクタ飽和電圧Vceは標準で0.9Vですがこの分電圧ロスが発生します。実測では電源電圧12.33V、ファン印加電圧11.56V（コレクタ飽和電圧Vce＝0.77V)となりました。
また、ダーリントン・トランジスタ ２ＳＤ１５９０の表面は若干熱くなります。電流容量的にはあまりマージンはなさそうです。
| 記号 | 品名 | 単価 | 個数 | 小計 | 購入先 |
| ファン | DC軸流ファン 60mm角15mm厚 DC12V （送料+￥600） | 210 | 10 | 2100 | アマゾン |
| 12V | 12V5A 汎用 ACアダプター | 1350 | 1 | 1350 | アマゾン |
| 3.3V | 低損失ＣＭＯＳ三端子レギュレータ ３．３Ｖ１５０ｍＡ ＸＣ６２０２Ｐ３３２ＴＢ ２個入 | 50 | 1 | 50 | 秋月電子通商 |
| PIC18F4553 | ＰＩＣマイコンＰＩＣ１８Ｆ４５５３−Ｉ／Ｐ | 430 | 1 | 430 | 秋月電子通商 |
| - | ＩＣソケット （４０Ｐ） （１０個入） | 30 | 1 | 30 | 秋月電子通商 |
| 2SD1590 | ダーリントン・トランジスタ ２ＳＤ１５９０（１５０Ｖ８Ａ） | 50 | 1 | 50 | 秋月電子通商 |
| M | ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青 | 50 | 2 | 100 | 秋月電子通商 |
| SW | タクトスイッチ（黒色） | 10 | 3 | 30 | 秋月電子通商 |
| LED | 赤色ＬＥＤ ３ｍｍ ＯＳＤＲ３１３３Ａ ５００ｍｃｄ ３０度１００個入 | 3.5 | 9 | 31.5 | 秋月電子通商 |
| 20MHz | クリスタル（水晶発振子） ２０ＭＨｚ（１０個入） | 40 | 1 | 40 | 秋月電子通商 |
| 15pF | 積層セラミックコンデンサー１５ｐＦ１００Ｖ±５％ | 10 | 2 | 20 | 秋月電子通商 |
| 330Ω | カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ３３０Ω （１００本入） | 1 | 1 | 1 | 秋月電子通商 |
| 1kΩ | カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ１ｋΩ （１００本入） | 1 | 10 | 10 | 秋月電子通商 |
| 10kΩ | カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ１０ｋΩ （１００本入） | 1 | 9 | 9 | 秋月電子通商 |
| - | 片面ガラス・ユニバーサル基板 Ｂタイプ めっき仕上げ （９５ｘ７２ｍｍ） | 120 | 1 | 120 | 秋月電子通商 |
| - | アクリルケース ＳＫ−１６ | 130 | 1 | 130 | 秋月電子通商 |
床下ファン駆動用タイマーの外観床下ファン駆動用タイマーの外観を以下に示します。
床下ファン駆動用タイマーの操作方法（１）電源投入時、またはリセット時の設定
*STime0 = 0x927Cに設定され、0.025s毎にCCP割込みが発生します。
*時刻のカウンタはSTime1 = 2400に設定され、1分毎にカウンタアップします。
*全体の周期はCyTime0=0X5A0に設定され、1440（＝0X5A0）分/1日となります。
*リセット時の時刻はCTime1=540に設定され、540/60＝9：00となります。
*ファンON の時刻はCyTime1=540に設定され540/60＝9：00にONします。
*ファンOFF no時刻はCyTime2=1260に設定され1260/60＝21：00にOFFします。
注（１）9：00に電源投入、またはリセットすると矛盾なく動作するようにしました。
（２）M0=0モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時現在時刻の下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時現在時刻の上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すと現在時刻が増加します。（長押しすると変更が早くなります。）
*SW2ボタンを押すと現在時刻が減少します。（長押しすると変更が早くなります。）
注（１）M0=0モードは現在時刻の確認と修正に使用します。
（３）M0=1モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時ファンON の時刻の下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時ファンON の時刻の上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すとファンON の時刻が増加します。（長押しすると変更が早くなります。）
*SW2ボタンを押すとファンON の時刻が減少します。（長押しすると変更が早くなります。）
注（１）M0=1モードはファンON の時刻の確認と修正に使用します。
（４）M0=2モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時ファンOFF の時刻の下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時ファンOFF の時刻の上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すとファンOFF の時刻が増加します。（長押しすると変更が早くなります。）
*SW2ボタンを押すとファンOFF の時刻が減少します。（長押しすると変更が早くなります。）
注（１）M0=2モードはファンOFF の時刻の確認と修正に使用します。
（４）M0=3モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時STime0 = 0x927Cの下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時STime0 = 0x927Cの上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すとSTime0 = 0x927Cが増加します。（長押しすると変更が早くなります。）
*SW2ボタンを押すとSTime0 = 0x927Cが減少します。（長押しすると変更が早くなります。）
注（１）M0=4モードは割込み発生周期の確認と修正に使用します。（時計の遅れ、進み調整）
（４）M0=4モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時CyTime0 = 0x927Cの下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時CyTime0 = 0x927Cの上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すとCyTime0 = 0x927Cが増加します。（長押しすると変更が早くなります。）
*SW2ボタンを押すとCyTime0 = 0x927Cが減少します。（長押しすると変更が早くなります。）
注（１）全体の周期を変更します。
（５）M0=5モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*M1=0の時STime1 =0ｘ0960の下位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*M1=1の時STime1 =0ｘ0960の上位バイトを8個のLEDで2進表示します。
*SW1ボタンを押すとSTime1 =2400となります。（標準設定）
*SW2ボタンを押すとSTime1 =0ｘ0001となります。（TEST用設定）
注（１）STime1 =40に設定すると時計の進みがプログラム上では60倍となりますが、実測では60倍とはなりません。これは、ソフト処理が間に合わなくなるためと思われます。
（６）M0=6モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*強制的にファンOFFとなります。
（６）M0=7モード（ＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）青）
*強制的にファンONとなります。
ソースプログラムのポイント（１）PIC18F4553のOscillatorモード
*12種のOscillatorモードを選択可能である。
*#pragma config FOSC = HSPLL_HSでHSPLL_HSモードを指定。
*FORS=0b111x：HS oscillator, PLL enabled (HSPLL)
（２）System Clock設定
*HSPLL_HSモードの場合、96MHz/2、96MHz/3、96MHz/4、96MHz/6が選択可能
*#pragma config CPUDIV= OSC1_PLL2でCPUDIV=0b00の96MHｚ/2＝48MHｚを指定。
（３）USB Clock設定
*96MHz/2かプライマリOscillatorダイレクトが選択可能。
*#pragma config USBDIV = 2で USBDIV=0b1の96MHｚ/2＝48MHｚを指定。
（４）__delay_ms関数用条件設定
*#define _XTAL_FREQ 48000000でSystem Clockが48MHｚを設定。
（５）CCP割込み設定
*CCP1CON = 0b00001011;でCCPのモードをコンペアモード（CCP割込み + TMR1クリア）に設定。
*CCPR1H = STime0 >> 8;とCCPR1L = STime0;でCCP割込み発生のカウント数を設定。
*CCP1IF = 0;でCCP割込みフラグをクリア
*CCP1IE = 1;でCCP割込みの許可
（６）タイマ1設定
*TMR1CS = 0;でクロック源を内部クロック（48Mhz)に設定
*T1CKPS1 = 1;とT1CKPS0 = 1;でプリスケーラ値を1/8に設定
*TMR1H = 0;とTMR1L = 0;でTMRレジスタをクリア
*TMR1ON = 1;でタイマ1起動
（７）割込み処理関数
*void interrupt SYS_InterruptHigh(void)と記載するがSYS_InterruptHighの名称は何でも良い
*void interrupt 名称(void)はプログラム上1個のみ許される。
*CCP割込みの場合はCCP1IF==1となる。
*処理後はCCP1IF = 0;でCCP割込みフラグをクリアする必要がある。
*USB割込みの場合はUSBIF==1となる。
（８）CCP割込み発生間隔時間の設定
*STime0=48MHz*0.025s/(4*8)=37500=0x927Cとした。
*STime0の値は16bitを越えることができない。
（９）ソースプログラムのファイル構成
*newmain18.cのみとしました。
ソースプログラム以下にソースプログラムを示します。
//Timer
#include <xc.h>
#pragma config PLLDIV = 5 // Divide by 5 (20 MHz oscillator input)
#pragma config CPUDIV = OSC1_PLL2 //[Primary Oscillator Src: /1][96 MHz PLL Src: /2]
#pragma config USBDIV = 2 // USB clock source comes from the 96 MHz PLL divided by 2
#pragma config FOSC = HSPLL_HS //HS oscillator, PLL enabled (HSPLL)
#pragma config FCMEN = OFF //Fail-Safe Clock Monitor disabled
#pragma config IESO = OFF //Fail-Safe Clock Monitor disabled
#pragma config PWRT = OFF //PWRT disabled
#pragma config BOR = ON //Brown-out Reset enabled in hardware only (SBOREN is disabled)
#pragma config BORV = 3 //Minimum setting
#pragma config VREGEN = ON //USB voltage regulator enabled
#pragma config WDT = OFF //[Watchdog Timer Enable] disabled (control is placed on the SWDTEN bit)
#pragma config WDTPS = 32768 //Watchdog Timer Postscale Select bits 1:32768
#pragma config MCLRE = ON //MCLR pin enabled; RE3 input pin disabled
#pragma config LPT1OSC = OFF //Timer1 configured for higher power operation
#pragma config PBADEN = OFF //PORTB<4:0> pins are configured as digital I/O on Reset
//#pragma config CCP2MX = ON
#pragma config STVREN = ON //Stack full/underflow will cause Reset
#pragma config LVP = OFF //Single-Supply ICSP disabled
//#pragma config ICPRT = OFF // Dedicated In-Circuit Debug/Programming
#pragma config XINST = OFF // Extended Instruction Set
#pragma config CP0 = OFF //Block 0 (000800-001FFFh) is not code-protected
#pragma config CP1 = OFF //Block 1 (002000-003FFFh) is not code-protected
//#pragma config CP2 = OFF
//#pragma config CP3 = OFF
#pragma config CPB = OFF //Boot block (000000-0007FFh) is not code-protected
//#pragma config CPD = OFF
#pragma config WRT0 = OFF //Block 0 (000800-001FFFh) is not write-protected
#pragma config WRT1 = OFF //Block 1 (002000-003FFFh) is not write-protected
//#pragma config WRT2 = OFF
//#pragma config WRT3 = OFF
#pragma config WRTB = OFF // Boot block (000000-0007FFh) is not write-protected
#pragma config WRTC = OFF //Configuration registers (300000-3000FFh) are not write-protected
//#pragma config WRTD = OFF
#pragma config EBTR0 = OFF //Block 0 (000800-001FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks
#pragma config EBTR1 = OFF //Block 1 (002000-003FFFh) is not protected from table reads executed in other blocks
//#pragma config EBTR2 = OFF
//#pragma config EBTR3 = OFF
#pragma config EBTRB = OFF //Boot block (000000-0007FFh) is not protected from table reads executed in other blocks
#define _XTAL_FREQ 48000000 //48MHz設定__delay_ms
#define SW1 PORTEbits.RE0
#define SW2 PORTEbits.RE1
#define LED PORTEbits.RE2
// プロトタイプ宣言
void InitInterCCP (void);
void InitTimer1 (void);
void init(void);
void Mood0(void);
void Mood1(void);
void Mood2(void);
void Mood3(void);
void Mood4(void);
void Mood5(void);
//STime0=48MHz*0.025/(4*8)=37500=0x927C
unsigned short STime0 = 0x927C; //0.025sサイクルタイム
unsigned short STime1 = 2400; //60sサイクルタイム
unsigned short STime1_S = 2400; //60sサイクルタイム2400=0x960
unsigned short STime1_T = 40; //短縮サイクルタイム(1日を短縮テスト用）
unsigned short CTime0=0;//0.025sサイクルカウンタ
unsigned short CTime1=0x021C;//60sサイクルカウンタ（9*60=540=0x021C=9：00スタート）
unsigned short CyTime0=0X05A0;//サイクルカウンタ値の周期（1日＝60*24=1440=0x5A0)
unsigned short CyTime1=0x021C;//ONする時刻9:00＝9*60=540=0x021C
unsigned short CyTime2=0x04EC;//OFFする時刻21:00＝21*60=1260=0x04EC
unsigned short gDTN=50;//スイッチ操作のディレイ回数
unsigned char F_Auto=1;//自動タイマーモードフラグ
void main(void)
{
init();//初期化
InitInterCCP();// CCP割込み設定関数の呼び出し
InitTimer1();// タイマ1設定関数の呼び出し
PEIE = 1;// 周辺機能割込みの許可
GIE = 1;// 全体の割込み許可
unsigned char MyMood0;//表示・修正モード
while(1)
{
MyMood0=((~PORTA) >> 2) & 0b00000111;//表示・修正モード読込
//MyMood0=7;//TEST用
switch (MyMood0)//モードスイッチ
{
case 0:
F_Auto=1;
Mood0();//現在時刻カウンタ表示・修正
break;
case 1:
F_Auto=1;
Mood1();//スイッチON時刻カウンタ表示・修正
break;
case 2:
F_Auto=1;
Mood2();
break;
case 3:
F_Auto=1;
Mood3();
break;
case 4:
F_Auto=1;
Mood4();
break;
case 5:
F_Auto=1;
Mood5();
break;
case 6:
PORTD=0xFF;
F_Auto=0;
PORTCbits.RC0 = 0;LED=0;//スイッチOFF
break;
case 7:
PORTD=0xFF;
F_Auto=0;
PORTCbits.RC0 = 1;LED=1;//スイッチOFF
break;
default:
break;
}
}
}
void Mood0(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
//MyMood1=0;//TEST用
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=CTime1;
break;
case 1:
Disp=CTime1 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==1 && SW2==1){gDTN=20;}
if(SW1==0)
{
CTime1++;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
if(SW2==0)
{
CTime1--;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
for ( int i = 0; i < gDTN; i++ ) __delay_ms( 10 );
}
void Mood1(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=CyTime1;
break;
case 1:
Disp=CyTime1 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==1 && SW2==1){gDTN=20;}
if(SW1==0)
{
CyTime1++;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
if(SW2==0)
{
CyTime1--;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
for ( int i = 0; i < gDTN; i++ ) __delay_ms( 10 );
}
void Mood2(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=CyTime2;
break;
case 1:
Disp=CyTime2 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==1 && SW2==1){gDTN=20;}
if(SW1==0)
{
CyTime2++;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
if(SW2==0)
{
CyTime2--;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
for ( int i = 0; i < gDTN; i++ ) __delay_ms( 10 );
}
void Mood3(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=STime0;
break;
case 1:
Disp=STime0 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==1 && SW2==1){gDTN=20;}
if(SW1==0)
{
STime0++;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
if(SW2==0)
{
STime0--;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
for ( int i = 0; i < gDTN; i++ ) __delay_ms( 10 );
}
void Mood4(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=CyTime0;
break;
case 1:
Disp=CyTime0 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==1 && SW2==1){gDTN=20;}
if(SW1==0)
{
CyTime0++;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
if(SW2==0)
{
CyTime0--;
gDTN--;
if(gDTN<1){gDTN=1;}
}
for ( int i = 0; i < gDTN; i++ ) __delay_ms( 10 );
}
void Mood5(void)
{
unsigned char MyMood1;
unsigned char Disp;
MyMood1=((~PORTB) >> 2) & 0b00000111;
switch (MyMood1)
{
case 0:
Disp=STime1;
break;
case 1:
Disp=STime1 >> 8;
break;
default:
Disp=0;
break;
}
PORTD = ~Disp;
if(SW1==0)
{
STime1=STime1_S;
}
if(SW2==0)
{
STime1=STime1_T;
}
}
void init(void)
{
ADCON1 = 0b00001111; //全チャンネルがデジタルに設定され、VDDとVSSが選択
TRISA = 0b00011100; //A0〜A4を入力に設定
TRISB = 0b00111100; //B0〜B7を入力に設定
TRISC = 0b00110000; //D-,D+（USB用）RC4とRC5を入力に設定
TRISD = 0b00000000; //D0〜D7を出力に設定
TRISE = 0b00000011; //SW1,2=INPUT LED=OUTPUT
LATA = 0b00000000;
LATB = 0b00000000;
LATC = 0b00000000;
LATD = 0b00000000;
LATE = 0b00000000;
//PORTD=0xFF;//ポートＤ全ビットＯＮ
PORTCbits.RC0 = 1;LED=1;//スイッチON
}
// 割込みサービスルーチン
void interrupt SYS_InterruptHigh(void)
{
if(CCP1IF==1)// CCP割込みの場合
{
if(CTime0 > STime1)
{
if(CTime1 == CyTime1 && F_Auto==1){PORTCbits.RC0 = 1;LED=1;}//スイッチON
if(CTime1 == CyTime2 && F_Auto==1){PORTCbits.RC0 = 0;LED=0;}//スイッチOFF
if(CTime1 > CyTime0){CTime1 = 0;}
CTime0=0;
CTime1++;
}
CTime0++;
// CCP割込みフラグをクリア
CCP1IF = 0;
}
if(USBIF==1){;}//USB割込みの場合
}
// CCP割込み設定関数
void InitInterCCP (void)
{
// CCPのモードをコンペアモード（CCP割込み + TMR1クリア）に設定
CCP1CON = 0b00001011;
// CCPRレジスタの設定（周期0.1秒）
CCPR1H = STime0 >> 8;
CCPR1L = STime0;
// CCP割込みフラグをクリア
CCP1IF = 0;
// CCP割込みの許可
CCP1IE = 1;
}
// タイマ1設定関数
void InitTimer1 (void)
{
// クロック源を内部クロックに設定
TMR1CS = 0;
// プリスケーラ値を1/8に設定
T1CKPS1 = 1;
T1CKPS0 = 1;
// TMRレジスタをクリア
TMR1H = 0;
TMR1L = 0;
// タイマ1起動
TMR1ON = 1;
}
以下はソースプログラムのテキストファイルです。
「newmain18.cのファイル」にいく。結果の検討（１）床下ファン駆動用タイマーは、データ収集無しとしたため、USBを使用しない構成にしました。
（２）USBの使用を除くと全て独自のプログラム作成が可能となります。
（３）ソースプログラムファイルはnewmain.cのみとしました。
（４）こうするとPIC18F4553マイコンとPICkit3 ２章：秋月電子通商サンプルプログラム「MPLABを使った使用例1」の実行に行く。の方法が単純に適用できます。
（５）表示は8個のLEDによる１バイトの２進表示としました。
（６）読みにくいのですが、安価、省スペースでプログラムが容易です。
（７）操作は３個のタクトスイッチと２個のＤＩＰロータリー・スイッチ（８ステップ）のみとしました。
（８）これで、床下ファン駆動用タイマーで必要な操作は全てカバーできました。
（９）操作も安価、省スペースでプログラムが容易です。