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「ＰＩＣ１８Ｆを使う」は私が初めてＰＩＣ１８Ｆを使うにあたって勉強したことを纏めた記録です。
慣れるためには、何か、使えるものを作ってみるのが１番です。
とりあえず、「換気扇コントローラ」を作ってみようと思い、それに沿った内容であった訳です。
コントローラは、その後、すぐ出来たのですが、回路図とソースファイルの清書が面倒で、ＵＰが遅れてしまいました。
換気扇コントローラは、温室内で２年ほど使用していますが、問題なく動作しています。
大分遅れましたが、ドキュメントを整理しましたのでＵＰします。
尚、園芸のページの方では概略だけを紹介済みです。
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回路は今まで説明した通りですが、電源回路と出力回路が追加されています。
制御回路の電源はトランスレス、出力のオンオフにはトライアックを使っています。
サーミスタの抵抗値から温度を求める為にエクセルの関数を使用して、直線近似の傾きと切片を求めています。
このとき、電源電圧５Ｖで計算していますので、ＬＭ３１７Ｌで電源電圧を５Ｖに合わせています。
今まで同様、Ｃ１８の評価版を使用しています。
ただし、今までVer3.11でしたが、今回Ver3.31を使用しました。
温室で２年間動作したのはVer3.11ですが、今回、結果に出ないような微細なバグを修正したり、清書したりしたので、
Ver3.31でコンパイルし直しました。
修正後の動作は確認してあります。
プロジェクト
使用メモリ
Ver3.11とVer3.31に大きな違いはありませんが、リンクスクリプトファイルに互換性が無く、置き場所（パス）も変わって
いるので、一旦、プロジェクトからリンクスクリプトファイルを削除して、新しいファイルを追加します。
ファームウエアのダウンロード （ＺＩＰ圧縮されています。）
温度値により、出力をオンオフするだけですから、ソフトは簡単です。
ただし、設定値編集中も、ＥＥＰＲＯＭに書き込み中も、バックグラウンドで出力制御を行っているので、
構造が、やや複雑です。
設定値の入力と出力制御のどちらかを選択するような構造にすればば、非常に簡単になり、今回は、そちらの方法でも問題
ありません。
ただし、装置によってはパラメータ入力中も止められない場合もあり、今回は、こちらを想定してみました。
ａｄｃｏｎｖ．ｃ
Ａ／Ｄ変換部分です。
Ｃ１８の組み込み関数は使っていません。
ＣＣＰ割り込みで起動されます。
ＣＣＰはソフトウエアタイマーの基準時間にもなっているので、１ｍＳ周期で起動されます。
ｃｎｆ１３２０．ｃ
ＰＩＣ１８Ｆ１３２０のコンフィギュレーションが書かれています。
ｄｅｌａｙ．ｃ
ディレールーチンです。
動作中は他の作業が出来ません。
ｅｅｐｒｏｍ．ｃ
ＰＩＣ内蔵のデータＥＥＰＲＯＭの読み出し関数、書き込み関数です。
書き込み完了には５ｍＳ程度を必要とし、ＣＣＳＣの組み込み関数等では書き込み完了まで待ちますが、
このプログラムでは待たずに他の処理に飛ばします。
従って、ロック関数を独立させ、後でロックします。
ｉｎｐｕｔ．ｃ
４個の押しボタンのチャッタ取りを行います。
方法はタイマー０の割り込みルーチン内で入力時間をカウントします。
レベル入力、長押し、ＯＮパルス、ＯＦＦパルスの４種類の入力が取り出せます。
パルス入力はメインルーチン１回分だけ有効です。
ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ．ｃ
タイマー０、ＣＣＰ、２種類の割り込み処理が書かれています。
ｌｃｄｌｉｂ４ｌ．ｃ
液晶表示器に関するサブルーチンです。
クロックスピードが上がると初期化出来ない（かもしれない）バグがあったので修正しました。
ポートの下位４ビットに接続します。
ポートや制御信号のアサインはｇｌｏｂａｌ．ｈの中で宣言しています。
ｍａｉｎ．ｃ
メインルーチンです。
ｎｕｍ＿ｓｅｔ．ｃ
設定値を入力するためのルーチンです。
ｏｕｔｐｕｔ．ｃ
通常動作中の出力制御と温度表示を行います。
ｔｉｍｅｒ．ｃ
１６ビットのソフトウエアタイマーで１ｍＳのＣＣＰ割り込みルーチンでカウントアップされます。
使用するタイマーの最大数は予め宣言しておきます。（余っても良い。）
宣言した数×４バイトのメモリを消費します。
メモリに余裕があれば、何個でも実装出来ます。
ｄｅｌａｙと違って、起動後、他の処理を実行出来ます。
タイムアップはポーリングでチェックします。
ｇｌｏｂａｌ．ｈ
複数のソースファイルから呼ばれる変数、関数、型は、ここで宣言しておきます。
実装は各ソースファイルに振り分けてありますが、ｇｌｏｂａｌ．ｃを作って、ここに纏めても良いと思います。
１８ｆ１３２０＿ｇ．ｌｋｒ
リンカーに指示を出すチップ毎のファイルで、システムに用意されているものを拾ってきます。
コンパイラのバージョンにより、名称や内容が微妙に変化するようです。
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|---|---|
| 装置外観 | 装置内部 |
装置は温室内で換気扇の温度制御に使用します。
自動灌水装置で水が掛かりますので、防滴構造にしなければなりません。
せっかくの防水ケースですが、液晶表示器の表示窓を切り欠いてしまいました。
上から透明アクリル板を貼り、シールしています。
ＡＣ１００Ｖで２４時間動作させる装置ですので、単に動作するだけではいけません。
安全性、耐久性、耐候性、操作性が良く無ければいけません。
通常画面
電源を投入で赤のパイロットランプが点灯し、短時間、起動メッセージを表示します。（あまり意味無し）
その後、通常画面に移って、測定温度値とＥＥＰＲＯＭから読み出した温度設定値を表示します。
温度とサーミスタの抵抗値との関係は−５℃〜＋４５℃の間でリニアライズしましたので、この範囲外では
測定温度の精度が極端に落ちます。
私の温室内では、この範囲外になることは、まず、ありません。
万が一、範囲外になったとしても、設定範囲外ですので、動作に影響は与えません。
通常画面
温度設定値の入力
パネルのＭＯＤＥ釦を長押しすると設定値入力画面になります。
設定値以上の温度で出力はオフになります。
温度設定値入力画面
ここでＤＯＷＮ、又はＵＰ釦を押すと数値が増減します。
長押しすると増速します。
入力範囲は１０℃〜４０℃で分解能は１℃です。
初期値は２５℃で、万が一、電源投入時に正常範囲内の設定値が読み出せなかった時は、この値に書き直されます。
数値を変更しても書き込まなければ結果は反映されません。
ＥＮＴ釦を長押しすれば、設定値がＥＥＰＲＯＭに書き込まれ、通常画面に戻ります。
設定中もバックグラウンドで出力制御は行われています。（変更前の設定値で）
設定値入力を中止するには再びＭＯＤＥ釦を押します。
以前のままの設定値で通常画面に戻ります。
ヒステリシスの入力
オンする温度とオフする温度が同じではハンチングを起こします。
この為、オンする温度とオフする温度に差（ヒステリシス）を付けます。
パネルのＥＮＴ釦を長押しすると設定値入力画面になります。
ヒステリシス設定画面
入力範囲は０．１℃〜５℃で分解能は０．１℃、初期値は１℃です。
入力方法は温度設定値の場合と同じです。
温度設定値が２５℃、ヒステリシスが１℃の場合、２５℃でオンし、２４℃未満でオフします。
これと同じ物を個人で製作するのは自由ですが、感電や事故等のトラブルには一切、責任を持ちません。
電源がトランスレスですので、デバッグには多少、危険を伴います。
最初、電源と制御回路を切り離し、別々に動作を確認し、確認後ケースに組み込みます。
制御回路のデバッグは、別に用意した定電圧、定電流電源で行います。
しっかりしたケース、保護ヒューズは鉄則です。
電圧をドロップさせるコンデンサーの種類、耐圧にも注意します。
今回、使用したのは２．２ｕＦ、ＡＣ２５０Ｖ耐圧のメタライズドフィルムコンデンサーで、秋月のトランスレスチャージャーに
付属していたものを流用しました。
ケースに組み込んだ時、蓋の部分の部品が本体部分の部品と接触しないように注意します。
ＡＣ１００Ｖの充電部とＤＣ回路の充電部と接触すると悲惨な結果になります。
通常の家庭用の換気扇は紐を引っ張らないと電源が入らないため使えません。
紐を引くことにより、電源が入ると同時にシャッターを開けているのです。
自動制御するには、紐の無い「電動シャッター付き」の換気扇を使う必要があります。
外観や取り付け寸法は同じで、紐が無いだけです。