ＥＡＳＹ８４シリーズその２　早押しマシーン「ＳＰＥＥＤＫＩＮＧ」(2002)

ＥＡＳＹ８４シリーズとは、ＰＩＣ１６Ｆ８４を使って簡単な電子工作を楽しもうという企画である。


２回目はスイッチを使った作品である。
これはまた 基本的な事例である。
よほどのことがない限りスイッチのない装置はないといえるくらい入力手段の大御所である。
さてスイッチ工作の代表例といえばクイズ番組でおなじみ「早押しマシーン」であろう。いちばん早くボタンを押した人を検出する装置である。

仕様を考えよう。
まず、何人用にするかである。
１人につき、入力（押しボタン）と出力（ＬＥＤ）が必要である。
１６Ｆ８４　１つで作るとすると、入出力は１３ｂｉｔあるので、
リセット入力用とサウンド出力用の２を引いて１１ｂｉｔ。
１１÷２＝５余り１なので、５人用が作れる。
ポートＡが５ｂｉｔだからちょうどいい。

というわけで次のように決めた。
・５人用
・２位まで検出。（１位はＬＥＤ点滅、２位は点灯）
・スイッチを押した時にサウンド発生。
ところで、ただ１枚の基板上に回路を実現しただけでは実用性に乏しい。
そこで、使用部品をこだわることにしよう。


部品

スイッチ
大きくて軽い押し具合。アーケードゲームなどにもよく使われている。
さすがにとても押しやすい。
ＬＥＤ
発光面積の大きいものがいい。でこれ。実はＬＥＤ３個分である。このうち２個使用。
サウンド
押した時のサウンドはやはり「ピンポン」がいい。ドアチャイムを利用しよう。
これは昔からあるドアチャイムである。
ボタンを押すと、電磁コイルが棒を動かし（いわゆる電磁石ですね）、金属板をつついて音が出る。
これをリレーを使って鳴らすことにしよう。

回路図

回路図はこうである。

いたってシンプルである。
ポートＢはＰＩＣ内部でプルアップすることができるので、スイッチをつなげるだけでよい。
電源はドアチャイムの電源からとってしまおう。
ＰＩＣやリレーにはやや高すぎるが別電源を用意するのがいやだったので、無理やり使ってしまった。
ホントは５Ｖが望ましい。

ところでドアチャイムであるが、電磁コイルを動かすから、動作時にとても電流が流れる。
実測２Ａであった。このくらいの電流を制御できるとなると、小信号用のリレーは使えない。
ここでは松下電工製のＤＳリレーを使用した。

プログラム

メインループでは、
ポートＢの各ビットを順にスキャン
ＬＥＤの点灯制御
サウンド用のリレー制御
を繰り返す。

スイッチが押された場合の処理では、
ステータス変数(STS）を参照し、確定している番号により処理分岐する。
この処理はどのスイッチでも同じある。
        ・・・
PUSH1   BTFSC   STS,1
        RETURN
        BTFSS   STS,0   ;１番確定しているか？
        GOTO    SETS1   ;
        BTFSC   FST,S1  ;自分が１番として既に確定しているたら戻る
        RETURN
        BSF SND,S1          ;２番として受け付け
        INCF    STS,F   ;状態を２番確定にする
        RETURN
SETS1   BSF FST,S1      ;１番として受け付け
        INCF    STS,F   ;状態を１番確定にする
        MOVLW   TLP
        MOVWF   TCNT
        RETURN
        ・・・

タイマルーチンでは、ＬＥＤの点滅フラグとリレー用カウンタを制御する。

製作

基板に部品を配置して配線する。
ＬＥＤやスイッチ類は、コネクタで接続する。


さて、入れ物を作ろう。

１．
木板と角材でハコを作る。大きさは５人が取り囲んで使うことを考えて適度な大きさにする。
大きい方がもちろん使いやすいがあまり大きくてもねぇ。

ところで、スイッチをバラバラにするカタチもあるが、延長された配線でノイズを拾いやすくなるので、一体構造にした方がいい。
２．
天板はアクリル板を使う。スイッチとＬＥＤを取り付けるための穴を開ける。
３．
天板に部品と基板を取り付け、配線する。
４．
１で作ったハコの側面を着色する。家庭用スプレー塗料を利用すると簡単だ。
５．
ハコの中にドアチャイムを収納し、固定する。
６．
天板に貼り付けるラベルを作る。ラベルはこのようなインクジェットプリンタ用の透明フィルム を使って作る。粘着シールなので、印刷したら切り抜いて貼り付ければＯＫ。
７．
天板をハコに取り付けて完成！

人数ゴマかしバレバレのサンプル ムービー（MPEG　996KBytes）


製作を終えて

スイッチを使った工作例だったのであるが、回路やプログラムはさほど時間はかからなかったが、 入れ物の構想と製作に２ヶ月もかかってしまった。
これではもはや電子工作ではないね。

ホームパーティのイベントとして利用してはいかがだろうか？
あるいは家族会議で、家事役割分担を決めるのに早押しで決めるなんてのもしゃれているかもね。


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