必要なすべてのパーツ
アストロフォトタイマ２の製作
製作の実際・回路編
さて、実際の製作ですが、量産というわけではないのですが、友人知人にも製作を頼まれて複数台まとめて作るのに便利ということで、プリント基板の原板も作ってみました。最近はご家庭で気軽に作れるプリント基板製作キットも販売されているので、それらを利用して作ってみてはいかがでしょう。
というワケで、パーツリスト、回路図とプリントパターン、ケースの穴あけ型紙、ＰＩＣのプログラムをご提供いたします。なお、プログラムは初めてＰＩＣに触れた頃のモノがベースで、他人様にお見せできるほど洗練されたモノではありません。したがって、.hexファイルのみとさせていただき、恥ずかしいのでソースの公開はご勘弁下さい。また、ディスアセンブルもご容赦下さい。本当はいろいろと盛り込みつつある機能もあったのですが、開発途中で投げ出しています。そのため、そうとうゴミがたまっています。あんまり参考になりませんから・・。
プログラムに関しては、いずれ、マイクロチップテクノロジＭＰＬＡＢネイティブのアセンブラに移植して、公開できればと考えています（しないかも・・）。そのときには、月食や日食、その他特殊な天文現象にも利用できるような機能を盛り込みたいとも考えています。回路そのものは簡単なので、エキスパートな方ならどのような仕組みかは一目瞭然でしょう。さらにインテリジェンスなプログラムを書けるという方、公開していただけるとうれしいです。
必要なすべてのパーツ
基本となるのは、もちろんＰＩＣ１６Ｆ８４Ａです。基板への取り付けは直接ハンダ付けするのではなく、ＩＣソケットを使うのをおすすめします。水晶は、秋葉原ではごく一般的なモノで、９．８３０４ＭＨｚです。一見、ずいぶん半端な数字と思われるでしょうが、ＰＩＣ内蔵のタイマ０で、プリスケーラを１２８カウント、さらにタイマ０本体を２５６カウントでフリーランすることで割り込みさせ、これをプログラムで７５カウントすることで１秒を作っています。精度的には常温５時間で、１秒程度時間が進むという誤差が出ています。時計用の水晶発振器ほどの精度がないので、これは仕方ないでしょう。実用上はそれほど問題ないと思っています。どこぞのメーカーさんのＲＣ発振のインターバルタイマよりはよほどマトモです。
表示器は、ＳＣ１６０２ＢＳＬＢです。２行１６桁表示、バックライト付きで、秋月電子さんで入手しました。ＶＲ１は液晶のコントラスト調整用、ＶＲ２はバックライトの明るさ調整用です。
操作のためのスイッチは、タクトスイッチと呼ばれる押しボタンが２個です。このスイッチに付けている電流制限用の抵抗は１０ｋΩです。
カメラのリモート端子との接続は、フォトＭＯＳリレーです。松下製のＡＱＶシリーズで、２１７とか２１４でＯＫです。秋月電子さんの並びに店を構える千石電商さんで購入しました。電流制限用の抵抗は１ｋΩとしましたが、７００Ωから２．２ｋΩくらいが実用範囲です。あまり小さいと、ＰＩＣの出力ピンの定格を越えるので注意が必要です。また、あまり大きいと、フォトＭＯＳリレーの特性上、周囲の温度が上がったときに動作しないということもありますので、こちらも注意したいモノです。この部分、本当はＰＩＣ側で電流を吸い込みたいところですが、プログラム的にどうしても電源投入時に一瞬シャッターをレリーズしてしまうという問題が起こります。これは、ＰＩＣの仕様のようです。仕方ないので、ＰＩＣ側から電流吐き出しの形となっています。また、フォトＭＯＳリレーの出力、つまりカメラのリモート端子からのケーブルは極性統一型のＤＣジャックを使って接続しています。
電源は安定化のためにＬＭ２９４０という５Ｖ１Ａまで流せるレギュレータを使いました。全体の消費電流はわずかで、１Ａなどまったく必要ありませんが、ＬＭ２９４０にはサーマルダウン機能や逆バッテリ保護機能が内蔵されていて、電源極性のいい加減な天文機材系においては、この逆バッテリ保護機能があるとたいへん安心できます。早い話が、電源の極性を反対につないでも壊れない、ということです。また、電源入力が５．５Ｖでも５Ｖが安定して出力できるので、多少ヘタった単３電池４本６Ｖでも問題なく動いています。新品電池なら２〜３晩くらい連続して動作させても、まったく問題ないでしょう。９Ｖの００６Ｐなどを使っても、じゅうぶんかも知れません。とはいえ、寒いときには電池は保温したいモノです。まあ、いちばん電気食いなのは、ＬＣＤのバックライトです。ＰＩＣ自体は、条件さえそろえば、３Ｖや６Ｖでも動くのですが、ＬＣＤの仕様上、５Ｖがどうしても必要になります。もっとも電源のハナシとなると、運用上はアストロフォトタイマ２よりもカメラの電源のほうが悩みの種です。
とまあ、こんな感じで、回路はパーツも少なく、工作も簡単でしょう。パーツそのものも秋葉原を２時間散歩すれば十分入手可能なものばかりです。
ご用意したプリントパターンは、２枚とも部品実装面からの図となります。４００ＤＰＩでプリントすると実寸のはずです。サンハヤト製の１０ｋ（１００×７５ミリ）にあわせてあります。
スイッチボードは６枚まとめて作れます（意味無し・・）。本当は、一枚のボードから切り出せるようにしたかったのですが、やむなくこうなりました。
穴あけは、電子部品は０．８〜１ミリ、４隅のケース取り付け穴が３．８ミリ（３ミリのタップネジ用）、ＬＣＤ固定用の４つが３ミリ（２．６ミリネジ用）、スイッチボードとメインボードの接続の穴とレギュレータ固定の穴が３．８ミリです。
配線開始のメインボード。
ごらんのようにジャンパー線は５本です。
だいたいの部品を載せました。
１４ピンのふたつのＩＣソケットはフォトＭＯＳリレー用です。
ひとつのソケットにふたつのフォトＭＯＳリレーを１ピン開けて装着します。
水晶発振器が少し遠いのが気に入りませんが、とりあえず問題なく動作しています。
レギュレータはネジで固定しました。
１８ピンのコネクタにはプログラム書き込み済みのＰＩＣを差し込みます。
二階建て部分のスイッチボード。コネクタでメインボードと接続します。
ＬＣＤのコネクタは、長いピンのほうを改造してユニットの背面からハンダ付けします。
このようにしないと、寸法の関係でケースに収まらなくなってしまいます。
ＬＣＤコネクタの長いピンのほうをラジオペンチなどでピンをコネクタの片側にすべて突き出すようにします。
こんな形にまとめます。
これで中身はほぼ完成です。
