電子工作

ユニバーサル基板 ＜サンハヤト＞

今回i8085の回路を組むための基板を＜サンハヤト製＞CPU-7G整理番号：107G 44ピンのエッジコネクタ付き・・・にしてみた。ネット上でとても安価に手に入れる事が出来た（コネクタ込みで1000円程度）こちらが配線面44ピンのエッジ部分から＋５V電源を供給すれば、余計なコネクタを板上に設ける事も不要でスッキリすると考えたからです。基板のサイズ的にもこの程度の大きさが手軽かな？っと。昔懐かしい「エッジコネクタ」・・・最近はあまり見かけなくはなりましたが、抜き差ししていると結構接触不良によるトラブルも発生するもの。その主な原因は、基板の「ソリ」や「ゆがみ」なんですが、この基板はゆがみにくい材質らしい↓コネクタ部分はKEL製の44ピン（ピンとピンの間は4mmピッチ）基板上に既に電源ラインが引き回されているので配線...ユニバーサル基板＜サンハヤト＞

DC５V電源について

電源を用意しないと、どんなコンピュータでも動かない！ということで、「＋５V電源」について考えてみます。昔のマイコン製作の書籍をみると、AC100Vから重いトランスを通して、ダイオードで整流して、ヒューズと電源スイッチも付けて、ケースに入れて・・・と電源BOXを自作する所から説明が始まっていたりします。回路の勉強にはなるでしょうが、大変な話です。もう少し新しくなると、スイッチング電源↓を購入してきて・・・云々もっと最近になると、９V程度のACアダプタをDCプラグを使って基板に挿し、その先に５Vの三端子レギュレータを付けて５Vの安定電源回路を基板上に作って使う・・・みたいな話になっていると思います。中には電池４本を「電池ボックス」に入れて電源として使いましょう・・・みたいな簡単な方法で済ませている本もありますが、長...DC５V電源について

最初の回路・・・パイロット・ランプ（LED）

基板には４４ピンのエッジコネクタを通して、＋５V電源を供給します。その際に、基板を逆に挿してしまっても部品が壊れないよう…ちょっとした工夫をしておきます。コネクタの接続表を見ると↓分かりやすいかもしれません。1番・2番ピンに「＋５V」、3番・4番ピンに「GND」をつないで電源を基板に供給しますが、その反対側43番・44番ピンは「空き」にしておき何も接続しないようにします。これなら間違って基板を逆に挿しても＋５Vが入らないので壊れません（というか動作しません）GNDはできるだけ基板の左右どちらからも供給した方が、接触不良を防げます。ただ、４４ピンと数少ない限られたピン数なのでできるだけ効率良くピン配置を使いたい、設計したいと思います。今はこのまま進めます・・・回路を全部完璧に設計し、全部を配線してから一度に試すの...最初の回路・・・パイロット・ランプ（LED）

S-100バス仕様　：　Altair8800

温故知新：S-100バスの仕様を詳しく見てみる。というのも、今回作ろうとしているマイコンボードにも４４ピンのエッジコネクタがあり、ここにつなげる信号の配置をこれから決めていこうと思っているのだが・・・現時点では全くの白紙。せっかく新たに仕様を決めるのであれば、今後使いやすい奇麗な設計にしたい。そのためには過去の制作例を調べて参考にし、良いところは取り入れ、悪いところは同じ過ちを繰り返さないようにしたいと思います。 IntelのCPU8080を使った最初のマイコンの成功例としては、↓Altair8800（アルタイル８８００）が、とても有名です。 Microsoft社のビルゲイツとポール・アレンとポール・アレンがこのマシンで使える言語BASICを作ったことで成功し、現在のマイクロソフトが存在していると言ってもいい。...S-100バス仕様：Altair8800

STDバス仕様 ： mis 山下システムズ

STD-bus規格というバス仕様がある。今回の44ピンのエッジ・コネクタに一番近いバス仕様だと思う。S-100バスは、使われているCPUは確かに同じi8080だったり8085だったりするが、あまりに設計がヒド過ぎるし、100ピンと44ピンではピン数が違いすぎる。そこで、できるだけ近い仕様で、参考になるものを見つけて来た。STD-bus（エス・ティー・ディーバス）：IEEE-961仕様の詳細は、例のアーカイブから、↓こんなドキュメント（DataBook）をダウンロードし、参考にてみしました。（海外の英語の本）このwinSysrtemsという会社のボード製品カタログのような内容だが、技術的な資料も所々載っていて参考になる。詳細な仕様を調べたければIEEE-961ドキュメントを取り寄せればいいのだが正規の値段だと2万...STDバス仕様：mis山下システムズ

ICソケット

今後、ユニバーサル基板に8085-CPUをハンダで取り付けて回路を組んでいく事になるのですが、直接、基板にハンダ付けするのではなく、ICソケットを付けてからそこにCPUを挿す事になります。そうでないと、ショートでもしてCPUが壊れた場合など、せっかく40ピンもの配線を済ませた後では壊れたICを交換するのも一苦労となってしまいます。ただ、コネクタやら、ICソケットやらの接触部分を増やせば増やすほど、接触不良による動作不具合が出やすくなり、いざ不良が発生してもどこが悪いのか見つけるのが非常に困難になります。（できることならソケット等は増やさない方がいいのですが、便利なのでついつい多用してしまいがちです）ICソケットにも種類があって、①平ピンICソケット一昔前までは、「ICソケット」と言えばこれだったのですが・・・安...ICソケット

丸ピン・ヘッダー （孫基板）

これから、8085-CPUに必要な①リセット回路だったり②クロック回路をユニバーサル基板上に配置、展開して回路を組んでいくことになるのですが、回路の方式をいくつか変えて試してみたくなることがあります。例えば、リセット回路の場合、（１）C-Rによる簡単な原始的なリセット信号発生回路から（２）電圧検出IC TL7705CPを使った本格的な回路 に変えてみたいとか・・・そんな場合、ICソケット（ピン・ソケット）を付けておき、その上に【孫基板】を挿して回路を構成しておくと、簡単に基板ごと変える事ができます。文章での説明では判りづらいでしょうから・・・①丸ピン・ヘッダーを用意し、②この細い方のピンをICソケットに挿し、↓③その上に小さな基板を（孫基板として）乗せ、④その基板上に目的の回路を組みます。ここでは、例えば「リセ...丸ピン・ヘッダー（孫基板）

ピンヘッダ と ピンソケット

昨日、紹介した部品は、丸ピンヘッダと丸ピンのICソケットでしたが、今回は、角型の「ピンヘッダ」と「ピンソケット」です。そして通常は、ピンソケットを基板側に挿して↓使う事が多いの思いますが、ここでの提案は、ヘッダ（要するに安価なピンを）基板側に挿して使う、使い方です。例えば、前に５V電源をONした際にパイロット・ランプとして赤いLEDが点灯するように付けました↓が毎回、毎回LEDを付けなくとも、ピンヘッダを取り付けておき、確認ランプが必要な時だけそこにLEDモジュールを挿せばいいのでは？というまた「手を抜く」方法のアイデアです。かなり細かな作業となるので最初に作るのは手間がかかりますが、一度出来てしまえば、後々流用が可能になります。ピンヘッダは、こんな感じ↓に必要なピン数でもともと分かれている物を購入した方が、カ...ピンヘッダとピンソケット

ピンソケットによる テストLEDモジュール

今回は角型の「ピンヘッダ」と「ピンソケット」を使った提案です。【テストLED】への拡張、確認できる信号のビット数を4ビット→8ビットと増やして行きたいと思います。実はこの「８ビット版のテストLED」は、実際の回路設計・回路の動作テストの際に大変便利に使っています。まずは、4ビットタイプの物↓から見て行きましょう。６ピンのピンヘッダソケットを基板側に半田しそこ↓に挿して使います（奥側）1番ピンは＋５V、2番ピンはGNDまでは、前の1個だけのLEDのモジュールと同じです。３~５番ピンが、それぞれ確認したい信号です。1番ピンの５Vから4.7KΩの抵抗を通して、各LEDのカソードにつなぎます。（今回、2番ピンのGNDは使いません）本当なら4素子の集合抵抗を使いと良かったでしょう。（ハンダが汚いのは目をつむってもらって・...ピンソケットによるテストLEDモジュール

S1モジュール（仕様）の基本

昨日紹介した「ピンソケットによるテストLEDモジュール」のようなシングル・ライン（1列）のソケットを用いたテストモジュールの事を【S1モジュール：エス・ワン・モジュール】と名付けることにしました。（シングル=Singleを１本だけ使用したモジュール）何かしら名前があった方が呼びやすいので。その基本形として1ビットの信号のHi／Lowを1個のLEDで確認するためのモジュールを以下に説明します。回路図は↓こんな感じ。 これまで通り、1番ピン＋５V2番ピンGND3番目以降が「信号」。・・・とします。ここでは3番のピンの信号名をD0とし、そこにLEDを付けています。その実物の写真が↓これです。 3ピンソケットに小さな基板ここでも１番ピンが分かるよう1番側の基板を削って目印にしています。もしくは、1番側に赤い印を付けるこ...S1モジュール（仕様）の基本

超小型デジタル電圧計（S1モジュールの応用）

超小型の「デジタル電圧計」という商品が安価で売られています。私の場合350円にて（送料を含まず）入手できました。「２線式」というタイプで、電源と電圧を測定する線を兼ねている（＝電源電圧を測って表示している）もので、横2.5cmx縦1cm程のかなり小さい７セグメント表示器です。それでも、DC３V～15Vまで（0.01V精度）で測定できる優れモノです。こんなものを購入して使ってしまうのは、すべて手作り：DIYの精神からは外れる事かもしれませんが安さ、手軽さには替えていられません。ここに電源を供給する際にも昨日紹介した「S1モジュール」を応用して使ってみます。要は電源コネクタなのですが、「逆挿し防止」の機構を取り入れています。↓それはこんな簡単なアイデアです。1番ピンに「プラス５V」、2番ピンに「GND」は今まで通り...超小型デジタル電圧計（S1モジュールの応用）

ポリスイッチ （繰り返し使えるヒューズ）

ユニバーサル基板にデジタル電圧計を付けたので、５V電源の電圧は常時監視できる。これを行った上で、「ポリスイッチ」と呼ばれるヒューズの一種を取りつけてみます。回路を構築して行く上で、何処かで配線をショートしてしまい、電子部品全部を壊してしまわないために！（何しろi8080とかi8085といった骨董品に近い貴重なCPUを動かすのですから、失敗はゆるされません）従来、ヒューズと言えばガラス管に入った30mm長のものが一般的でした。（最近は滅多に見かけなくなったが・・・）少し時代が進むと、もっと小型↑の20mm長のガラス管ヒューズが出て来ました。これ（短い方）は今でもホームセンターで普通に買えます。これを使うには、ヒューズ・ホルダという部品もいっしょに取り付けなくてはいけません。これはBOXやパネルに取り付けて使うもの...ポリスイッチ（繰り返し使えるヒューズ）

パスコン （面実装 部品のすすめ）

バイパスコンデンサ（通称、パスコン） 使用するICのできるだけ近くに容量の小さなコンデンサを取り付ける事によって、①電源の変動に対して強くなる（回路の動作が安定する）→ICが急に大きな電流を使ってもパスコンから供給される②ICから出るスイッチングノイズを外へ出さないようにするといった働きを期待して取り付ける「おまじない」？または「お守り」のような部品です。使われるコンデンサもいろいろな種類、色々なサイズがありますが、最近では「積層セラミック」コンデンサ↓というのが良く使われます。（安価、容量が大きくても小型、そして壊れない＝劣化が少ない）ピン間の幅が↑ 左側２種類は2.54mm（狭い）で、右側２つはその2倍（広い）です。どちらが使いやすいか?は、使ってから自分で判断してください。昔は、大きな↓セラミック・コンデ...パスコン（面実装部品のすすめ）

ユニバーサル基板 （両面スルーホールのすすめ）

これから信号確認等で超小型の「S1モジュール」などを各種作成して行くにあたって、絶対に必要な部品の１つに「ユニバーサル基板」が、あります。そして、けして安い買い物ではありません。サンハヤト製のもので、基板だけで5000円だの7000円だのするものがたくさんあり、色々作ろうとすると基板の費用だけでもとても払いきれるものではありません。だからといって、できれば「片面スルーホール」の基板は使わない方が良いです。「片面」の方が多少安価だが、銅箔が剥げて失敗しがち・・・特に「ハンダ付け初心者」は「両面スルーホール」を使いましょう。多少高くとも！今回のように超小型のモジュールを作ろうとした場合、小さな基板からさらに切り出して大きさを調整すれば良いので、そんな時良く使うのは,例えば＜秋月電子＞の95mmｘ72mmサイズ 板厚...ユニバーサル基板（両面スルーホールのすすめ）

基板カッター （HOZAN K-110）

ユニバーサル基板を使っていく上で、どうしてもサイズをぴったりに切りたい・・・という要望が出てきますそんな時に便利なのが 「基板カッター」＝「PCBCutter」です。 私が長年使っているのが K－１１０という型番ですが、今 手に入る現行品だとＫ－１１１という↓型番のようです。 「PCBカッター」という名前が示す通り、基板を切る専用カッターです。１万８０００円を超える金額なのでおいそれとは買えないかもしれませんが、鉄ノコ（ハンドソー）などで苦労して切っているよりは、ぜんぜん楽で便利です。これでアルミ板もアクリル板も綺麗に切れますし、私はこれを買って２０年以上使い込んでいるのでもう「元は取った」感じがしています。この基板カッターで使える「刃」は２種類あって、ノコギリのようなギザギザのある刃↓では基板は綺麗に切れませ...基板カッター（HOZANK-110）