電子工作の部屋 AVR

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● 電子工作のページ ●

　小学４年生のころ、初めてハンダごてを握ってから現在に至るまで、釣りと共に私の趣味と実益を兼ねるのが電子工作です。
　このページでは、電子部品を使った色々な製作記事を載せていきたいと思っております。

■ AVRマイコンの工作 ■

　書籍や販売店の品揃えから見ても、ややPICに圧され気味なAVRですが、AVRを使用するユーザーが増えれば、資料や技術情報そして開発環境も充実してくると思いますので、このページでも製作を進めてみたいと思います。

AVR導入編　Ｍｅｎｕ
	AVR & BASCOM-AVR　トレーニング・ボードの製作　　　　<< AVRなんてこわくない！ >>　初めてのAVRマイコン　　　BASICコンパイラ「BASCOM-AVR」を用いて、AVRマイコンを簡単に　　　動かす方法と、電子工作への応用を解説します。　　　また、応用プログラムや製作例のご投稿も、お待ちしております！
	BASCOM-AVR の使用方法 + リファレンス・マニュアル　　　　AVRマイコン用 BASICコンパイラ、BASCOM-AVR （試用版）（製品版）の、　　　操作方法とプログラミングの解説です。　　　日本語マニュアルも、順次掲載中です。
	Atmel純正 AVRライター「AVRISP mkII」をBASCOMから使用　　　　　　　　　　　（クローン機「AVRISP XPII」）　　　　Atmel純正、USB接続型AVRライタ「AVRISPmkII」を使用する方法です。　　　BASCOM-AVR Version 1.11.9.5 からの対応です。
	「USBasp」 AVRライターをBASCOM-AVRから使用　　　　安価なUSB接続のAVRライター「USBasp」を、BASCOM-AVRから使用する　　　方法です。
	tinyAVR 0,1、megaAVR 0用、UPDI書込器の製作　　　　　「tinyAVR 0」シリーズ、「tinyAVR 1」シリーズ、「megaAVR　0」シリーズと、　　　その後のチップ用の書き込み器です。
	USB接続 AVRライター「AVRWRT」をBASCOM-AVRから使用　　　　共立電子産業から販売されている、「USB接続型AVRライタ/AVRWRT」を　　　BASCOM-AVRから使用する方法を紹介します。
	AVR & BASCOM　トレーニング・シールド on Arduino 　　　　市販の「Arduino」基板に、スイッチ、4色LED、LCD（液晶表示器）、　　　圧電スピーカー、温度センサー、光センサー、赤外線受信モジュールを　　　搭載するシールドです。　マイコンで制御できる色々なデバイスを体験！
	AVR プログラマー（ライター）の製作　　旧作品
	AVR テストボードの製作　（ATmega8535）　　旧作品
	USB接続　MCSブート・ローダーの製作　　旧作品
	ラーメン・タイマーの製作　　　　8ピンの安価なAVR「ATtiny13A」を使用した、簡単な工作です。　　　即席カップ麺の出来上がり時間を知らせるタイマーです。
	電子サイコロの製作　　　　8ピンの安価なAVR「ATtiny13A」を使用した、簡単な工作です。　　　電子工作では、古くからの定番作品です。
	卓上 LEDライトの製作　　　　LEDを使用した、卓上ライトの工作です。　　　各種のセンサーを使用して、一味違ったライトを作ります。

AVR拡張編　Ｍｅｎｕ
	AVRにグラフィックLCDを接続　　　　AVRに各種のグラフィック液晶表示器を接続します。　　　「BASCOM-AVR」のBASIC命令で、簡単に描画ができます。
	AVRマイコンにカラーLCDを接続　　　　携帯電話などに使用される小型のカラー液晶を、AVRマイコンで簡単に　　　表示制御します。　　　BASCOM用のライブラリも作成し、写真や線・文字の描画を可能にします。
	7セグメントLED ダイナミック点灯モジュールの製作　　　　8桁の7セグメントLEDを、ダイナミック点灯させるボードです。　　　キャラクタLCDモジュールのコマンドにより、簡単に表示も可能です。
	シリアル入力 12桁LED点灯モジュールの製作　　　　マイコンやターミナル等からのシリアル出力の文字列を、12桁LEDに　　　表示します。簡易表示装置からデバッグ用にと、応用範囲も広い！
	AVRにSD/MMCカード･スロットを接続　　　　AVRに、SDカードまたは MMCカード用スロットを接続します。　　　BASCOM-AVRのAVR-DOSで、簡単に大容量のデータが扱えます。
	AVRにEasyMP3 モジュール・キット(VS1011B) を接続　　　　AVRに、Strawberry Linux製 EasyMP3 モジュール・キット(VS1011B)と、　　　SD/MMCカードを接続します。　　　BASCOM-AVRで、簡単にMP3ファイルを再生することができます。
	AVRに外部メモリー(S-RAM)を増設　　　　ATmega128のテストボードを試作したので、外部メモリーの接続テストを　　　行いました。
	AVRに ATA ハード・ディスクを接続　　　　ATmega128のテストボードに、ATAタイプのハード・ディスクを接続しました。　　　「Filesystem Interpreter」と言う、システムモニターも便利です。
	AVRのポートを使用した、メロディー音発生器　　　　AVRのポートに、スピーカーを取り付けるだけで、メロディー音を鳴らす　　　ことができるプログラムです。　　　なつかしい、NEC PC-6001の「play」命令風に作りました。
	ハードウェアTimerのPWMモードで、Sin波形を発生　　　　AVRマイコンのハードウェア・タイマーを、PWMモードで動作させ、ポートから　　　Sin波形を発生させるプログラムです。　　　スピーカーを取り付けると、音を鳴らすことができます。
	AVR ATXmegaのテスト・リポート　　　　8bit AVRマイコンの進化形、ATXmegaのテストを始めました。　　　使用するチップは、[ATXmega128A1-AU] です。
	1-Wireバス、デジタル温度計・DS18B20を制御　　　　1本のラインで複数のデバイスを制御できる1-Wireバスの導入と、　　　デジタル伝送により、センサーの距離を格段に伸ばすことのできる　　　温度計の製作です。
	デジタル温度＆湿度センサー SHT11・DHT22を制御　　　　1つのセンサーモジュールで、温度と湿度を測定できる、SHT11とDHT22の　　　2種類のセンサーを、AVRマイコンで制御します。　　　シリアル通信なので、配線数が少なく長距離の設置も容易です。
	デジタル温度・湿度センサー AM2321を制御　　　DHT22(AM2302)センサーに、I2C通信モードを追加し、小型化した形の　　　センサーです。
	小型のデジタル気圧計 MPL115A2・MPL115A1を制御　　　500hPaから1150hPaまでの正確な気圧を測定するデバイスです。　　　小型で低消費電力、I2C(A2)とSPI(A1)通信で制御できます。
	デジタル出力の気圧センサー LPS25Hを制御　　　　　　デジタル出力の気圧センサー LPS331APを制御　　　 LPS25H (LPS331AP) 気圧・温度・高低差計の製作　　　　非常にコンパクトで、高精度な気圧値と温度を測定できるセンサーです。　　　2線式のI2Cと4線式のISPの両方のインターフェースを搭載し選択が可能。
	Arduino用赤外線キット [DFR0107] を受信する　　　秋月電子で販売されている「Arduino用赤外線キット」の　　　リモコン受信方法です。
	ホール効果センサー A1324LUA-T で磁束密度の測定　　　　A1324LUA-T 磁束密度計（ガウスメータ）の製作　　　ホール効果素子A1324で、磁束密度計(ガウスメータ)を作ります。
	Tektronix 4010 グラフィック・ターミナルへ描画　　　「Tera Term」に搭載されている「Tektronix 4010(4014)」エミュレーション　　　機能を使用して、AVRからパソコンにグラフィック画面を描画させます。
	AS3935 「雷」センサーを制御する　　　秋月電子で販売されている、AS3935 「雷」センサーモジュールの　　　日本語マニュアルと解説です。　　AS3935 「雷」検知・時計の製作　　　AS3935を使用し、雷検知と記録の機能を搭載したLCD表示時計です。
	日本語フォントROM [GT20L16J1Y] を制御　　　16ドットの英数字と第一水準、第二水準の漢字フォントが入ったROMを　　　4本線のSPI通信で制御して、グラフィックLCDに日本語を表示します。
	GPSモジュール AE-GYSFDMAXBのデータを表示する　GPS受信モジュール GT-502MGG-Nのデータを表示する　　　　衛星「みちびき」対応のGPS受信モジュール AE-GYSFDMAXB または　　　GT-502MGG-Nの受信データを表示するテストです。
	ステッピング・モーターコントローラー L6470 のテスト　　　　ステッピング・モーター[SM-42BYG011-25]と、コントローラー[L6470]を　　　テストします。
	シリアル通信で制御可能なMP3プレーヤー　　　　シリアル通信の簡単なコマンドで、再生などの操作が行える　　　MP3プレーヤーです。　(KT403A , Grove MP3 , DFPlayer)
	Gamebuino　[Arduino]互換の小型ゲーム基板　　　「Arduino」の環境で開発ができる、小型のゲーム基板「Gamebuino」。　　　BASCOM-AVR用のライブラリとテストプログラム。　RTC（デジタル時計）モジュールを接続する　　　I2Cポートに、RTC-8564NBとRX-8025NBモジュールを接続。
	BME280 温度・湿度・気圧センサーを制御　　　　１つのセンサー・モジュールで、温度・湿度・気圧を測定できる　　　BoschのBME280センサーをテストします。
	TCXO水晶内蔵 SPIバスRTC DS3234Sを制御　　　TCXO（温度補償型水晶発振器）を内蔵し、このICだけで高精度な時刻を　　　カウントする、便利なRTC(Real Time Clock)です。　TCXO水晶内蔵 I2CバスRTC DS3231を制御する　　　DS3234Sと機能は同じで、インターフェイスがI2Cバスのデバイスです。
	デジタル温度＆湿度センサーSHT21・HDC1000を制御　　　小型で低消費電力な温度・湿度センサー、SHT21 (Sensirion) と　　　HDC1000 (Texas Instruments) を、AVRマイコンで制御します。　デジタル温度＆湿度センサーSHT31を制御　　　SHT21の後継品で、精度が向上し電源電圧範囲が広くなりました。
	TSL2561 照度センサーを制御　　　　人間の目の反応に近い照度をデジタル出力するセンサーです。　　　出力データから近似の実験式でlux（ルクス）値を計算します。
	CCS811 CO2・VOCセンサーを制御　　　　VOC（揮発性有機化合物）を検出するMOX（金属酸化物）ガス・　　　センサーで、等価のCO₂（eCO2）（二酸化炭素）濃度を検出します。
	HX711 + ロードセル [SC616C-500g] 重量計　　　HX711(24bit)A/Dコンバーターとロードセル[SC616C-500g]を使用した　　　重量計のテストです。　HX711 Arduino LCD Keypad Shield 版重量計　　　Arduino UNO (ATmega328P)と「LCD Keypad Shield」を使用した　　　重量計のテストです。
	静電容量式土壌水分センサー SKU:SEN0193のテスト　　　　家庭菜園や鉢植えの水分量を測定して、水やりのタイミングを知ることが　　　できます。　土壌の電気抵抗ではなく静電容量で水分量を測定します。
	アナログ・デバイセズ社のDDSをテストする　　　　Analog Devices社のDDS（Direct Digital Synthesizer）を４種類　　　（AD9833、AD9834、AD9850、AD9851）テストします。
	PCF8574 I2Cバス 8ビット I/Oエキスパンダ　　　　　　　I2Cバスの2本の信号線を使用して、8つのI/Oポートを拡張するICです。　　　　マイコンのポートピンが足りないときに重宝します。　PCF8574 I2C LCD アダプター　　　　　　　LCDモジュールをI2Cで制御するアダプターで、16ピンで横1列の　　　　LCDモジュールの裏面に直接ハンダ付けで実装できます。
	MCP23017 I2C(SPI)バス 16ビットI/Oエキスパンダ　　　　　MCP23017はI2Cバスの2本の信号線、MCP23S17はSPIバスの4本の　　　信号線を使用して、マイコンに16個のI/Oポートを拡張するICです。
	MAX30205 人体温度センサーのテスト　　　　　　　MAX30205は人体の温度範囲(37℃～39℃)で±0.1℃以内の精度が　　　保証されている高精度の温度センサーです。

AVR応用編　Ｍｅｎｕ
	AVR＋グラフィックLCD　オシロ・スコープの製作　　　　主要部品は、AVRとグラフィック液晶のみ！　　　簡易型の低周波用、オシロ・スコープの製作です。
	AVR＋G-LCD　オシロ・スコープ [Ver.2] の製作　　　　前作のAVRオシロスコープをプリント基板化すると共に、入力信号の　　　感度調節とDC/AC入力に対応した、バージョンアップを図りました。
	AVR＋グラフィックLCD　ロジック・アナライザの製作　　　　主要部品は、AVRとグラフィック液晶のみ！　　　簡易型ロジック・アナライザの製作です。
	グラフィックLCDで、RS-232Cターミナルの製作　　　　PS/2キーボードとグラフィック液晶で、RS-232Cシリアル・　　　インターフェースの端末を製作しました。
	AVR＋RTC-8564モジュール　デジタル時計の製作　　　　BASCOM-AVRの、I²C関連の命令を検証するために、RTC-8564を　　　使用した、デジタル時計を製作しました。
	AVRマイコンによる周波数カウンターの製作　　　　ゲート方式とレシプロカル方式の両モードを搭載し、99秒～99MHzの　　　周波数を有効8桁で測定します。（AVRのキャプチャー入力を使用）
	AVR + グラフィックLCD　波形表示周波数カウンターの製作　　　　周波数カウンターに、グラフィックLCDを採用し、1Hz～2.5MHzの　　　波形表示機能を付けました。
	精度アップ AVR レシプロカル周波数カウンター[3]の製作　　　　レシプロカル式の精度を向上させるため、AVRマイコンを2個搭載した　　　周波数カウンターです。
	秋月電子製 DDSキットコントローラの製作　　　　DDSキットを、AVRマイコンで制御するコントローラを製作しました。　　　DDSの発生周波数を、テンキーとボリュームで、簡単に設定できます。
	ロジック・チェッカー＆ロジック・パルサーの製作　　　AVRマイコンによる、ロジック回路の簡易測定器です。　　　秋月電子の「デジタルパルサー＆ロジックプローブ」のケースを利用。　　ロジック・チェッカー（V2) の製作　　　　　　　　プログラムのデバッグや回路動作を調べる際に、ポートやピンの状態を　　　LEDの色と音で知らせます。
	ATmega88PをRTC化　4桁LED 時計+温度計の製作　　旧作品
	ATmega88PAをRTC化 4桁LED 時計＋温度計 [V2] の製作　　　　もう、RTC（Real Time Clock）モジュールは不要！　　　電気二重層コンデンサでバックアップが可能な、デジタル時計+温度計。
	ミニデジタル・フォト・フレームの製作　　　　携帯電話等に使用される、小型のカラー液晶を使用しました。　　　人体の熱を感知する赤外線センサーを搭載し、人の動きにより自動的に　　　表示をON/OFFします。
	AVRマイコン制御　AMラジオ・トランスミッターの製作　　　　AMラジオに、CDデッキや携帯プレーヤーの音楽を送信します。　　　真空管ラジオから、お好みの音楽が流れます！
	SHT11 / DHT22 温度・湿度計＋時計の製作　　　　高精度な温度/湿度センサーSHT11 または安価なDHT22を使用した、　　　温度・湿度計付きのデジタル時計です。　　　文字の大きなLEDを使用しているので、明るい室内でもよく見えます。
	MPL115A2 気圧計＋天気予報時計の製作　　　　気圧センサー「MPL115A2」を使用した、天気予報付きのデジタル時計です。　　　電池駆動と世間の動向から、徹底した省エネ化に取り組んでみました。
	「富くじ夢想猫」の製作　　　　「数字予想型」の富くじを予想する玩具です。　　　回路は簡単ですが、プログラムにより、おもしろい動作をさせて見ました！
	4桁LED 回転計の製作　　　　ドリルやファンなどの回転数を、非接触で計る測定器です。　　　回転体に鏡面の反射テープを貼り、赤外線の反射をカウントします。
	カラーLEDライト調光器（赤外線リモコン）の製作　　　　RGB（フルカラー）パワーLEDを、赤外線リモコンで調光します。　　　FSLPを使用し、タッチ感覚でボリュームとは違った操作感が楽しめます。
	マイコン用可変電源の製作　　　　マイコン回路の製作やテスト用に向けた、小型で手軽な可変電源です。　　　電圧値と電流値をデジタル表示。シリアルデータ出力も搭載しています。
	「ACM1602NI」温度・湿度・気圧計＋時計の製作　　　　I2C接続のLCD「ACM1602NI」と、同じくI2Cの温度・湿度・気圧センサーで　　　コンパクトにまとめた天気予報時計です。
	LEDゲーム「チャレンジ５」の製作　　　　LEDと押しボタンスイッチを5個使用した、簡単なゲーム機です。　　　「おかずカップ」や「ホワイトボード」を利用して、電子部品との調和を！
	RGB-LEDパネル温度・湿度・気圧計＋時計 [V２]の製作　　　RGBフルカラー・ドットマトリクスLEDパネル 16x32ドットを使用し、　　　温度・湿度・気圧計を搭載した、大型表示の時計です。　　　　赤外線リモコン受信　スイッチ出力変換モジュール　　　赤外線リモコンを受信して、LEDパネルのスイッチを動作させます。　　RGB-LEDパネル温度・湿度・気圧計＋時計 [V１]の製作　　　気圧センサー[MPL115A2]が入手困難なため、旧作品です。
	GPS AE-GYSFDMAXB , GT-502MGG-N 　　　高精度1Hz出力＆周波数カウンターの製作　　　GPS受信モジュールAE-GYSFDMAXB または GT-502MGG-Nを使用した、　　　高精度1Hz（1秒）信号の出力と、測位情報のLCD表示および周波数　　　カウンターの製作です。
	BME280 熱中症モニターの製作　　　　BoschのBME280センサーを使用して、各測定値と共に熱中症の　　　警戒情報の表示と警報を発生する装置です。
	CCS811 CO₂・VOCセンサー空気品質モニター　　　　CCS811センサーで測定したVOCの値から等価のCO2濃度（eCO2）を　　　計算して、測定値の表示と空気品質に対する警報を発生する装置です。
	BME280 気圧・温度・湿度・高低差計の製作　　　　　気圧・温度・湿度センサーBME280を使用した、高低差計の製作です。　　　高度が変わると気圧も変化する原理を利用して、高低差を測定します。

■ 鉄道模型関連の電子工作 ■

　私自身は鉄道の趣味がないのですが、息子の鉄道模型を見て、こんな物があると面白いとか、こんなことができないかなど、話したり感じたりした工作を実現してみます。

Ｍｅｎｕ

● 鉄道模型用速度計の製作 ●

　パノラマカータイプ　ニキシー管
　
　　　　　　速度計＋デジタル時計
　
　　　　昔、名鉄電車パノラマカーに搭載されていた、速度計をモデルにしました。

　パノラマカータイプ　ＬＥＤ
　
　　　　　　速度計＋デジタル時計
　
　　　　名鉄電車パノラマカーに搭載されている、２世代目の速度計をモデルにしました。

● 鉄道模型用コントローラの製作 ●

　プレイステーション版「電車でGO!」コントローラ
　

　　「電車でGO!」コントローラで、鉄道模型を
　　運転します。

　鉄道模型用　MP3 サウンド・ユニット
　
　　　鉄道模型のリアリティーを追求するため、警笛や踏切音などのサウンドを収録した、
　　　SDカードのMP3ファイルを再生します。

　　　電車でGO! コントローラにも接続して、コントローラーのボタンにより警笛が鳴らせます。

　鉄道模型用踏切音発生器の製作
　
　　　鉄道模型の踏切音を、AVRマイコンのPWMサイン波形でリアルに再現しました。　

　マイクロSD・USBメモリー対応 MP3ファイルサウンド・ユニット
　
　　　安価なMP3プレーヤー・モジュール「DFPlayer」を使用した、鉄道模型にも使える
　　　サウンド・ユニットです。押しボタン操作だけで、14トラックの効果音が再生できます。　

■ 電子工作のヒント ■

　長年楽しんできた、電子工作に関する小技やヒントをご紹介します。　　　

Ｍｅｎｕ
１．ICピンの掃除
２．愛用のハンダとハンダ付け
３．ハンダごてとポンプ
４．便利な治具
５．便利な工具
６．基板への部品取り付け
７．部品の高さ調整
８．すずメッキ線のハンダ付け
９．基板のワイヤー配線
１０．基板ハンダ面の洗浄
１１．結束線の結び方
１２．収縮チューブ
１３．シールド線の末端処理
１４．スペーサー（支柱）の自作
１５．フラットケーブルコネクターの加工
１６．ケース加工　空き缶も工具に？
１７．ブレッドボード用、AVR書込器 ISPケーブル
１８．ジャンパー線の折り曲げ器