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大人の科学マガジンVol.24ふろく「GMC-4で電子ブロックを制御してみた」電子ブロック機器製造(株)大鹿正喜 はじめに Vol.24 のふろくのマイコン、GMC-4と「電子ブロック光実験60」をつないで信号機の動作を再現してみました。「電子ブロック光実験60」に付属している、赤・緑・フルカラー(黄)の3種類のLEDを信号に見立てます。
今回は、次のような点灯時間と順番を制御するプログラムを組んでみました。

交通信号機
青(緑)、黄、赤を順に点灯します。各色の点灯時間が異なります。
押しボタン信号機
歩行者用信号機のように青(緑)、赤を順に点灯します。赤に切り替わる前に青(緑)が点滅します。
工事用信号機
片側通行などでよく見かけます。赤、青(緑)の信号と同時に、GMC-4 の7セグLED で残り時間をカウントダウン表示します。

なお、GMC-4 を用いて外部の回路から入力信号を取り込んだり、信号を出力したりするには、基板上のランドにリード線を半田付けする必要があります。ある程度電子工作の経験の有る方向けの改造ですので、自己責任で行ってください。(「電子ブロック光実験60」の商品情報は、コチラをご覧ください。)

GMC-4 の回路説明と外部接続インターフェイスの設計

回路図、プログラム等のダウンロードはこちらから

1 出力回路の設計

 外部出力には、LED点灯用の出力を利用します。GMC-4のLEDは見た目に連続して点灯しているように見えますが、2進LEDと7セグメントLEDは8msec毎に交互に点灯しています。

 点灯を切り替えている信号がP2.4とP2.5です(GMC-4回路図参照)。P2.4がLowレベルの時、2進LEDがP3.0~P3.6の出力内容で点灯し、P2.5がLowレベルの時、反対に7セグメントLEDが点灯します。その為、外部へ2進LEDの点灯信号を出力するには、P2.4がLowの時だけ、その出力データを固定(ラッチ)するインターフェイス回路が必要になります(信号実験回路図参照)。

GMC-4回路図、信号実験回路図

 インターフェイス回路中の74HC174がラッチ用のICです。P2.4の信号をタイミング信号に用い、P3.4~P3.6の3本の出力信号をラッチしています。

 ラッチ出力は、電源電圧の違うEX150に接続するため、フォトカプラを通じて信号のON/OFFのみ伝達します。フォトカプラは、電気信号を光に変換して伝える素子で、電圧が異なる回路間の信号伝達に用いられます。

2 入力回路の設計

 外部信号を入力するには、キーマトリクススイッチのどこかの接点と並列に繋げば結構です。今回は、1回路のみ使用するので、P1.3とP2.3を用いて、その信号をON/OFFします。

3 EX-150+光実験60の準備

 写真と信号機インターフェイス回路図の中の抵抗値を参考にブロックを配置してください。ブロックとブロックの隙間に接続端子を挟んで接続します。標準セットのコードでは本数が足りませんので、ゼムクリップなどで挟み込み用の端子を作ると良いかも知れません。隣のスプリング端子とショートしないように気をつけてください。

プログラムの書き込み

下記のとおりにプログラムを書き込みます。書き込み方は本誌の46ページからをご覧ください。プログラムは【RESET】【1】【RUN】で実行します。

FXプログラム信号機1、FXプログラム押しボタン信号機_歩行者、FXプログラム工事用信号機_カウントダウン

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