ラーメン・タイマーの製作

■ ラーメン・タイマーの製作 ■

　8ピンの安価なAVR「ATtiny13A」を使用して、簡単な工作をしてみようと思い、即席カップ麺の出来上がり時間を知らせる、ラーメン･タイマーを作りました。
　
主な機能
　・カップ麺に合わせて、3分、4分、5分の出来上がり時間を選択できます。
　・設定時間になると、ピピピのアラーム音、またはチャルメラのメロディー音が鳴ります。
　・小型のケースに組み込み、裏面の板磁石で冷蔵庫等に貼り付けができます。

回路の解説

　
１．電源回路
　
　・ボタン電池「CR2032」 3Vを使用します。
　・消費電流は、動作時で最大3mA、停止時はATtiny13Aのマニュアルから約0.15μAです。
　　（微少の電流計を持ち合わせていないので、想定値です）

２．AVRとクロック
　
　・AVRマイコンは、8ピンの安価なAVR「ATtiny13A」を使用。　
　・動作クロックは、内臓発振器9.6MHzを1/8した、1.2MHzで動作しています。

３．周辺回路
　
　・いたってシンプルな構成で、2個のLED、1個の押しボタンスイッチと圧電スピーカです。
　
　・LEDは、電池の消費を抑えるためにハイパワータイプの高輝度LEDを使用し、赤色で1mA、
　　緑色で1.5mA程度の少ない電流でも、明るく点灯できています。
　
　・AVRにプログラムを書き込むためのISP端子は、完成後に使用することはないのですが、
　　ケースの高さ制限からAVRチップをICソケットにできないため、あえて取り付けてあります。
　・代わりに、ISP端子のピンにジャンパーピンを差し込むことにより、ピピピのアラーム音と
　　チャルメラのメロディー音を選択するスイッチとして利用しています。

● （V１）「フリスク」ケース版 ●
　

回路図

　GIF版　RamenTmCir.gif　(68KB)

　PDF版　RamenTmCir.pdf　(89KB)

部品配置図

　GIF版　RamenTmPcb.gif　(75KB)

　
　　　注意！この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

プログラム	テキスト形式ソースファイル	RamenTimer101.TXT　(12KB)
	ＢＡＳＣＯＭ-ＡＶＲ用ソースファイル	RamenTimer101.bas　(12KB)
	インテルHEX形式オブジェクトファイル	RamenTimer101.hex　(3KB)

　
裏面 (板磁石)

　ケース加工
（LED穴あけ）

　
基板部品面

　
基板ハンダ面

　
ケース組み込み

基板とケースの加工

　
　・基板は片面ユニバーサル基板を、部品配置図の寸法のように加工します。
　・スイッチ部分の切り出しが難しいですが、ケースに合わせながらヤスリで削っていきます。
　・ハンダ面の部品の足は、できるだけ短く切りそろえて下さい。（1.4mm程度）
　

・ケースは、「フリスク」の空きケースを使用しました。
・高さに制限があるため、電池ケースの取付方法と、スイッチの
　選定に苦労しました。
・ケースの上ぶたをスライドさせると、スイッチとLEDが現れる
　構造です。
・スイッチやLED部分は、上ぶたの方に切り込みを入れる方法も
　可能です。（スピーカーの穴もお忘れ無く）
　
・①の部分を切り取ってしまえば基板加工が楽になるのですが、
　上ぶたのストッパーを兼ねているので、残しておく方が良いと
　思います。
・LED用の穴は、3mm程度のドリルで斜めに穴をあけてから、
　リーマで穴を広げてあります。
・②の下ケース中央にある丸い突起は、カッター等で削り取って
　下さい。

　・ケース裏面に、板磁石（マグネットシート）を両面テープで貼り付けてあるので、冷蔵庫などの
　鉄部分に貼り付けることができます。

● （V４）秋月電子「SK-2」ケース版 ●
　
　秋月電子で販売されているスチロール・ケース「SK-2」（外形寸 68×38×15mm）に入る大きさでプリント基板化しました。

回路図

　PDF版　RamenTimer4Cir.pdf　(105KB)

部品配置図

　PDF版　RamenTimer4Pcb.pdf　(384KB)

　
　　　注意！この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

プログラム

　ＢＡＳＣＯＭ-ＡＶＲ用ソースファイル

　RamenTimer401.bas　(14KB)

			ケース裏面	ケース前面
			高さ13mmタイプの取付	ケース後面

　
プリント基板

　
基板部品面

　
基板ハンダ面

製作について

　
・回路図に記載の部品表は、部品の背が低い順に記載してありますので、この順番に取り付けて
　行きます。
　
・1/6W抵抗器は、３目 (2.54X3 = 7.62mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。（3本）
　（向きを問わず）（1/4W抵抗器でも可）
・ICソケット8ピンは、半円の切り込みを配置図の向きに合わせて取り付けます。（任意で取付）
　ICソケット4ピン2個は、高さ7mmタイプのタクトスイッチを選択時に取り付ます。
・積層セラミックコンデンサは、5.08mmピッチの物が取り付け可能です。（向きを問わず）
・圧電スピーカーは、端子の向きを問わず。
・ボタン電池ホルダーの3本の足は、成形の誤差が多いため穴と足の位置を微調整して下さい。
・LED（発光ダイオード）は、取り付ける向きが決まっています。足の長い方が[A]です。
　図面のように基板から2mm浮かして取り付けます。
　（イラックスチューブ0.7mm等を2mmに切って足に通すと、高さ調整がしやすくなります）
・LED光拡散キャップは輝度を調整するための物で、お好みで取り付けて下さい。
・ISP端子ピンヘッダは、AVRマイコンのプログラム書き込みと、アラームとメロディー音の選択に
　使用します。（書き込み済みAVRの場合も、音の選択時に使用します）
・ATtiny13A-PUは、表面の丸いくぼみが1番ピンの印で ICソケットに挿すか直接ハンダ付けします。
・タクトスイッチは、180度の向きを問わず。
　高さ7mmタイプ（ICソケットが必要）と、高さ13mmタイプを選択可能です。
・ボタン電池は、必ず完成後に入れること。
　
・ケース(SK-2)を部品配置図のように加工して、組み立てて下さい。
　スチロールケースは、ドリル加工で割れやすいので注意して下さい。（キリなどでも加工可能）
・基板の固定は、ネジを使わずに両面テープでも固定できます。
　皿ネジで取り付ける場合は、ケース裏面にざぐり穴を加工します。
・ケース裏面に、板磁石（マグネットシート）を両面テープで貼り付けると、冷蔵庫などの鉄部分に
　貼り付けることができます。

AVRマイコン ATtiny13Aの、ヒューズビット設定
この製作では、ヒューズビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

操作方法
１．電池を入れる　　・ボタン電池を入れると、赤と緑のLEDが２秒間点灯し、パワーオンの動作を表示します。　・その後、AVRがパワーダウン状態に入り待機します。
２．時間の選択　　・待機状態からスイッチが押されるとAVRが起動し、3分間（初期値）のタイマーが始動します。　・さらにスイッチを押すと、3分→4分→5分の繰り返しで時間が選択できますので、即席カップ麺の　　調理時間に合わせて選んで下さい。　・スイッチでの時間選択後、設定時間を示すLEDが1秒間隔で点滅し、時間計測を開始します。
３．出来上がりの通知音　　・設定時間が経過すると、ピピピのアラーム音、またはチャルメラのメロディー音が鳴ります。　・音色は、ISP端子の４ピンと６ピン間にショートピンを差し込むことで選択できます。　　　○ショートピンを差し込まない → チャルメラのメロディー音。　　　○ショートピンを差し込む → ピピピのアラーム音。
４．強制中断　　・スイッチを２秒以上押し続けると、時間計測を中断して待機状態に戻ります。　・確認音として、400Hzの低い音が鳴ります。
	動作映像
５．設定時間の微調整　　・時間の計測は、AVR内蔵のRC発振器を基準にしておりますので、AVRチップにより数秒の　　誤差が出ることがあります。　・誤差が大きい場合には、プログラム内のタイマー値を変更して微調整して下さい。　　　○プログラムの冒頭にある、　　　　Const Timer_value = 114　　　　　'Timerの微調整値。　　　　　[114] の値を、 [110：時間が短くなる] ～ [120：時間が長くなる] で調整し、　　　　再度コンパイルしてプログラムを書き込んで下さい。
※ Timerの設定時間を調べる機能　（周波数カウンターが必要です）　・「５．設定時間の微調整」を行う際に、周波数カウンターで最適値を調べる事ができます。　１． ISP用ピンヘッダの5ピンと6ピンをショートさせて、AVRをリセットします。２．リセットがかかると[赤]と[緑]のLEDが２秒間点灯しますから、その間にスイッチを押し続けます。３．２秒経過すると[赤]LEDが消えて[緑]だけの点灯に変わりますから、スイッチを離します。４．スイッチを離すと、[緑]LEDがAVR内蔵発振器に合わせて10Hz(100ms)で点滅します。５．抵抗器100Ωの右側に周波数カウンターのプローブ、ISP用ピンヘッダの6ピンにGNDを付けて　　周波数を計ります。（この状態が現在の「Const Timer_value =」値です）６．ISP用ピンヘッダの4ピンと6ピンをショートさせると、タイマー値が[110：時間が最短]に戻ります。７．スイッチを押すたびにタイマー値が＋１されて周波数が低く（時間は長く）なっていきますから、　　周波数カウンターを見ながらスイッチを押した回数を記録して下さい。８．記録したタイマー値を「Const Timer_value =」に書き込んでコンパイルし、AVRに書き込みます。 ○ 「ATtiny13A」のフラッシュ容量が少ないため、調整値を自動で書き込む機能までは搭載　　できませんでした。

◎ このプリント基板と、書き込み済みAVRを、実費頒布しております。
　
　　● 基板・部品の頒布室 ●

　　　　　　　　　　　　　　■■■　これ以降は過去の作品です　■■■

● （V２）「TAKACHI SW-55」ケース版 ●
　
　フリスクケースに入る小型の圧電スピーカーが売り切れになったので、入手可能なSPT08でプリント基板化しました。

回路図

　GIF版　RamenTm2Cir.gif　(76KB)

　PDF版　RamenTm2Cir.pdf　(96KB)

部品配置図

　GIF版　RamenTm2Pcb.gif　(121KB)

　
　　　注意！この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

プログラム

　「フリスク」ケース版と同じ

				ケース加工
				裏面 (板磁石)

　
　
プリント基板

　
基板部品面
（スピーカー固定前）

　
基板ハンダ面

製作について

　
・回路図に記載の部品表は、部品の背が低い順に記載してありますので、この順番に取り付けて
　行きます。
　
・1/6W抵抗器は、３目 (2.54X3 = 7.62mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。（2本）
　（1/4W抵抗器でも可）
・積層セラミックコンデンサは、2.54mmピッチの物が取り付け可能です。
・ATtiny13A-PUは、1番ピンの向きを間違えないように取り付けて下さい。
・ISP端子ピンヘッダは、AVRマイコンのプログラム書き込みと、アラームとメロディー音の選択に
　使用します。（書き込み済みAVRの場合も、音の選択時に使用します）
・LED（発光ダイオード）は、図面のように基板から8mm浮かして取り付けます。
　（イラックスチューブ0.7mm等を8mmに切って足に通すと、高さ調整がしやすくなります）
・押しボタンスイッチは、ミヤマのMS402を推奨します。
　（汎用タクトスイッチの場合は、太めのメッキ線等で足をケタ上げして下さい）
・圧電スピーカー(SPT08)は、リード線を15mmほど残して切り、基板にハンダ付けして下さい。
　（赤線が[＋]、黒線が[－]）
◎圧電スピーカーを基板にネジ止めする前に、ハンダ付けを確認して電池を入れ、AVRの
　プログラムを書き込んで下さい。（圧電スピーカーを固定すると、ISPケーブルが刺さりません）
・圧電スピーカーは基板から6mm浮かすため、3mm中空スペーサーを2x2個使用しネジ止めします。
　
・ケース(TAKACHI SW-55)を図面のように加工して、組み立てて下さい。

AVRマイコン ATtiny13Aの、ヒューズビット設定
この製作では、ヒューズビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

操作方法
１．電池を入れる　　・ボタン電池を入れると、赤と緑のLEDが1秒間点灯し、パワーオンの動作を表示します。　・その後、AVRがパワーダウン状態に入り待機します。
２．時間の選択　　・待機状態からスイッチが押されるとAVRが起動し、3分間（初期値）のタイマーが始動します。　・さらにスイッチを押すと、3分→4分→5分の繰り返しで時間が選択できますので、即席カップ麺の　　調理時間に合わせて選んで下さい。　・スイッチでの時間選択後、設定時間を示すLEDが1秒間隔で点滅し、時間計測を開始します。
３．出来上がりの通知音　　・設定時間が経過すると、ピピピのアラーム音、またはチャルメラのメロディー音が鳴ります。　・音色は、ISP端子の４ピンと６ピン間にショートピンを差し込むことで選択できます。　　　○ショートピンを差し込まない → チャルメラのメロディー音。　　　○ショートピンを差し込む → ピピピのアラーム音。
４．強制中断　　・スイッチを２秒以上押し続けると、時間計測を中断して待機状態に戻ります。　・確認音として、400Hzの低い音が鳴ります。
５．設定時間の微調整　　・時間の計測は、AVR内蔵のRC発振器を基準にしておりますので、AVRチップにより数秒の　　誤差が出ることがあります。　・誤差が大きい場合には、プログラム内のタイマー値を変更して微調整して下さい。　　○プログラム48行目　　　　Ocr0a = 114 - 1 　　　　[114] の値を [110～122] の値で調整して下さい。（大きくすると時間が長くなります）

● （V３）初級者向け簡易版 ●
　
　ISP書込端子を排除し、楽にハンダ付けと組立ができる様に、プリント基板を変更しました。

回路図

　PDF版　RamenTimer3Cir.pdf　(97KB)

部品配置図

　PDF版　RamenTimer3Pcb.pdf　(370KB)

　
　　　注意！この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

プログラム

　ＢＡＳＣＯＭ-ＡＶＲ用ソースファイル

　RamenTimer301.bas　(12KB)

				ケース加工

				ケースラベル

　
　
プリント基板

　
基板部品面

　
基板ハンダ面

製作について

　
・回路図に記載の部品表は、部品の背が低い順に記載してありますので、この順番に取り付けて
　行きます。
　
※ 部品のリード（足）は、ハンダ付け後に全て3mm以内にカットして下さい。
　
・抵抗器（1/6W）は、３目 (2.54X3 = 7.62mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。（3本）
　（色の帯で判別、向きは問わず）
・ICソケットは、半円の切り込みを配置図の向きに合わせて取り付けます。
・積層セラミックコンデンサは、2.54mmピッチの物が取り付け可能です。（向きは問わず）
・圧電スピーカーは、向きを問わず。
・ピンヘッダは、向きを問わず。（ジャンパーピンは、音色に合わせて取り付けます）
・電池ホルダーは、配置図の向きに合わせて取り付けます。
・LED（発光ダイオード）は、光拡散キャップを付け、0.7φイラックスチューブ（8mm）を片方の足に
　通して取り付けます。（足の太さにかかわらず、足の長い方が[A]です）
・押しボタンスイッチは、向きを問わず。（上部の取り付けネジは使用しませんので外します）
・ATtiny13A-PUは、1番ピン（丸いくぼみ）の向きを間違えないように、ICソケットに挿して下さい。
・ボタン電池は、必ず完成後に入れて下さい。（上面が[+]です）
・ケースを加工し、ケース底面とプリント基板の間に3mm中空スペーサーを入れてネジ止めします。
　
・ケース裏面に、板磁石（マグネットシート）を両面テープで貼り付けると、冷蔵庫などの鉄部分に
　貼り付けることができます。

AVRマイコン ATtiny13Aの、ヒューズビット設定
この製作では、ヒューズビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

操作方法
１．電池を入れる　　・ボタン電池を入れると、赤と緑のLEDが1秒間点灯し、パワーオンの動作を表示します。　・その後、AVRがパワーダウン状態に入り待機します。
２．時間の選択　　・待機状態からスイッチが押されるとAVRが起動し、3分間（初期値）のタイマーが始動します。　・さらにスイッチを押すと、3分→4分→5分の繰り返しで時間が選択できますので、即席カップ麺の　　調理時間に合わせて選んで下さい。　・スイッチでの時間選択後、設定時間を示すLEDが1秒間隔で点滅し、時間計測を開始します。
３．出来上がりの通知音　　・設定時間が経過すると、ピピピのアラーム音、またはチャルメラのメロディー音が鳴ります。　・音色は、ピンヘッダ（3ピン）にジャンパーピンを差し込むことで選択できます。　　　○AVR（ATtiny13A-PU）に近い方へ差し込む → ピピピのアラーム音。　　　○基板外側へ差し込む、またはピンを差し込まない → チャルメラのメロディー音。
４．強制中断　　・スイッチを２秒以上押し続けると、時間計測を中断して待機状態に戻ります。　・確認音として、400Hzの低い音が鳴ります。
５．設定時間の微調整　　・時間の計測は、AVR内蔵のRC発振器を基準にしておりますので、AVRチップにより数秒の　　誤差が出ることがあります。　・誤差が大きい場合には、プログラム内のタイマー値を変更して微調整して下さい。　　○プログラム52行目　　　　Ocr0a = 114 - 1 　　　　[114] の値を [110～122] の値で調整して下さい。（大きくすると時間が長くなります）　　※ プログラムの書き換えは、AVRを取り外してブレッドボードなどの外部で書き込んで下さい。

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