ウェ○ブメー○ーもびっくりPIC多目的タイマー を作ろう

某社のウェ○ブメー○ーを凌ぐプログラミング式のウェーブコントローラーを作ろう。
ついでにメタハラも制御可能な電子タイムスイッチを作ってしまおう。
温度アラームも付いているので制御プログラムをいじれば高精度サーモスタットにもなる……かも。

と思いつつ作り出したのですが、機能的に不必要な部分が多くもったいないのでアクアリウム専用コントローラを別途作ることにしました。

名付けてなみこん
機能を特化したお陰で手のひらに載る位の大きさ(140W*40H*100D)に仕上げることが出来ました。

最大で15A(1500W)までの機器を秒単位でノイズを出さずに制御することが出来るようになりました。

また、ご希望者にはお作りすることにしました。
興味のある方は上の『なみこん』の文字をクリックしてください。


ウェーブコントローラーについて

ウェーブコントローラーは水槽内にランダムな水流を発生させるために便利な機械です。
しかし現在発売されているウェーブコントローラーに共通していえるのは
 ・制御可能な電力が小さい(小さな機器しか接続できない)
 ・設定の変更ができない、あるいはできてもその設定範囲が狭い
 ・機能に比べ相対的に高い
など不満が多いのではないでしょうか。

タイムスイッチについて

タイムスイッチは照明等の自動化に最適な機械です。
しかし現在発売されているタイムスイッチに共通していえるのは
 ・制御できる接点数が少ない(ほとんど1台/1回路)
 ・制御できる電力が小さい、または大電力を制御できる機器だと大きい・高価
など不満が多いのではないでしょうか。


製作動機

管理人も前作「シーケンサ」および「配電盤」にてウェーブコントローラーとタイムスイッチの機能を果たしてきていました。
しかし(3度目!)今見ると配電盤は便利な反面大きく場所を取り、設定も決して簡単とは言えませんでした。
軽薄短小のご時世を繁栄して、なんとか同じ機能をもう少しコンパクトにまた、設定もスマートに出来ない物かと思っていました。

そこで目に止まったのが秋月電子通商の「PIC多目的タイマーKit」でちょっと余計な機能が付いてはいるが価格ともに一応合致。
一台購入して組み立ててみることにした。

ただ、このキットのままでは商用電源(AC100V)を直接制御できないので、商用電源制御は「シーケンサ」でも使用したSSR(ソリッドステートリレー)を使用することにした。


部品の調達1(PIC多目的タイマー偏)

PIC多目的タイマーは秋葉原の秋月電子通商で購入しました。
4,500円です。


部品の調達2(SSR偏)

SSRキットも秋葉原の秋月電子通商で購入しました(6セット使用します)3円/1セット
管理人が使用したのは旧キットですが、新キットでも基板以外のパーツは同じで基板のみ新型の小型基板になっています。
(右側においてあるのが新基板です)
小さな海ではこの基板は使用しないので旧キットの方がまとめ買い割引もできて良かった。
パーツ単位で買えるかなぁ………今度行ったら聞いてみよう。


部品の調達3(ケーシング偏)

アルミケースを予定していますが、制御盤内に組み込む場合は不要です。
写真はサンプルです。実際にはもう少し高さのあるケースでないと収容しきれないです。


部品の調達4(電源偏)

PIC多目的タイマーを駆動するためのDC12V1A位の電源基板あるいは電源ユニットを使用します。
ただ、この電源基板は思ったより発熱が多かったのでもう少し発熱の小さな電源に交換する予定です。
あとメモリのバックアップ用に9Vの積層乾電池(006P形)が1つ必要です。


部品の調達5(その他小物パーツ偏)

ACコードやソケット、ヒューズなどは適当な物を購入してください。
ごめんなさい、写真はありません。


使用工具1(ハンダゴテ&ハンダ)

普通のハンダゴテと糸ハンダで十分です。
管理人が使用しているハンダゴテは20/130W切替式の即暖タイプです。
糸ハンダはいろいろな太さやがありますが0.8mmまたは1.0mm位が使いやすいでしょう。
ちなみに管理人が使用している糸ハンダは0.6mmです。


使用工具2(ニッパー・ラジオペンチ)

普通の電気工事用のニッパーでも問題はありませんが、電子工作用の精密ニッパーの方が使いやすいです。
管理人はイタリアピジコム社製の精密ニッパー(型番YN−12、右側)を使用しています。
ラジオペンチは同じ イタリアピジコム社製の精密ラジオペンチ屈曲形(型番YP−18、左側)を使用しています。
(この工具類は非常に使いやすいのでお勧めです)



使用工具3(ドリル&歯)

ケースに電源ケーブルを通す穴を開けるための工具です。
歯は2φ〜3φ位がちょうど良いでしょう。
この写真は電動ドリルドライバーです。


お待たせしました、工作開始です。

その前にパーツがちゃんと揃っているか検品してください。
部品表とパーツを照らし合わせ万が一不足品があったら販売店に連絡してください。
不足分のパーツを直ぐに送ってくれることでしょう。
写真は一番数の多い抵抗の検品中です。
左のパーツリストと照らし合わせ、指定された抵抗値を持つ抵抗が指定された数だけ入っているかを仕分けします。
秋月のキットには予備パーツは入っておりません。
カラーコードが読めない人はテスターを抵抗レンジにして測るのも手です。

抵抗のカラーコード表はhttp://www.okakogi.go.jp/People/miwa/document/electronics/colors.htmlなどを参照してください。


基板への部品の実装。

基本的に部品の実装は背の低い物から図面に従って間違わないように慎重に行います。
理由は半田付けするときに保持しやすいためです。
抵抗の足を曲げるのに管理人はちょっとした治具を使っています(サンハヤト製)
基板の穴のピッチは2.54mmのため治具を何種類か作っておけば抵抗などの足の折り曲げ作業がはかどります。
右写真は全ての抵抗とダイオードの実装を終えたところです。


半田付けの極意。

ハンダはしっかりと流してください。
いもハンダやてんぷらハンダになるとパーツがちゃんと接続されず誤動作や発熱の原因となります。
極意は
@はんだごてはしっかり暖めておくこと(暖めすぎた場合はこて先を濡れタオルなどでちょっと冷ますと良い。
Aはんだごての先に糸ハンダを付ける、すっと溶けてこて先にハンダの幕が出来るようならGOOD!「ハンダメッキ」と言います。
Bパーツの足にはんだごてを当てて熱し、糸ハンダを付けると「すっ」と流れるようにハンダが溶け基板とパーツが接続されます。この時はんだごては動かさないようにしてください。
Cハンダが流れたら速やかにはんだごてを離し、ハンダが固まるまで(数秒)保持しておきます。このとき息を吹きかけて強制的に冷やす人がおりますがそうするとハンダが急激に冷やされるため内部でクラック(ひび割れ)を生じ結果的に接続不全状態になる場合があります。自然に冷えるまで待っていてください。
綺麗に流れたハンダは滑らかで銀色に光っています。でこぼこしているような場合はハンダ付け不良なのでやり直してください(左がハンダ付け不良、右が良好。右側のハンダ付け部分を見てください。右写真の方が断然綺麗でしょう)
コツを飲み込んでしまえば簡単です。


Timer本体部分完成。

すべての部品の実装完了。
ワニ口クリップにて電源を供給して動作テスト。
アクアリウム用としては余計な機能が付いているがほぼ期待通りの結果である。
このまま組み込んでも大きな問題は出ないであろう。

各設定値は更新の都度EEPROMに記録されるので万一電源が落ちても設定情報の再セット・再スタートが不要な点は嬉しい。
時計部分は電源が落ちてメモリバックアップ電池が接続されていないときは、電源が落ちた時間を保持し、通電時にそこから計時が再開される。
バックアップ電池が接続されている場合はタイマー・時刻計時共に正常に動作。

温度計測は1秒ごとに0.1℃単位にて計測・表示している。


途中経過ですが。

組み上げて単体でしばらくテストした結果、多機能なのだがアクア用としては使う機能が限られてしまう。
結論から言ってしまうと、持っている機能の半分も使わないでアクア用というのはちょっと気が引ける。
そこで今回はケースに組み込まずここで終了ということにした。
元気のある方はSSRキットを購入されればタイマーとして十分な機能を持っているのでチャレンジして欲しい。

小さな海としてはこのままで終わるのも何か悔しいためもっとアクア用に特化したタイマー「なみこん」を作ることにした。
ブレッドボード上ではプロトタイプが完成しテスト動作を開始しています。

もう少し機能と使い勝手を煮詰めてから発表します。


注意
 簡単に制作できると言っても相手は電気です。
 誤った配線やショートをした場合には最悪の場合、部品が発煙したり、破裂する事もありますので、配線終了後にもう一度チェックを行い危険のない体勢で電源を投入して下さい。
 万が一動作しない場合には直ぐに電源プラグを抜き、配線やハンダ付けのチェックを行ってください。


警告
 制作はあくまでもご自身(制作者)の責任で行ってください。
 また、制作により発生した二次的被害について小さな海の管理人は一切の責任を負いかねますことをご了承ください。


ウェーブコントローラ『なみこん』発表

『なみこん』

ただ今テストバージョンが動作中です。
基本的な部分は9割方完成しているのでもう少し機能を煮詰めたらプリント基板を起こしてケースに入れます。
途中で欲が出て機能を追加していったら使っていたPIC(1チップマイクロコンピュータ)の能力を超してしまい、
別の新しいPICにプログラムを載せ替えました。
よって、 もう少々お待ちください。
(今回はPICに書き込まれているのプログラムから始まりすべて小さな海での開発になります)


『なみこん』その2

ただ今テストバージョンが動作中です。
ケーシングの加工が終わり第4コーナーにさしかかりました。
最後の直線で落馬しないようにしないと。
よって、 もう少々お待ちください。

なんとかお見せ出来るくらいまでになりました。


『なみこん』その3

簡単に機能の一部をご紹介します。
時計機能内蔵形アクアリウムコントローラ
出力は3回路、扱える電力量は3回路合計で1500W(15A)まで。ウェ○ブメー○ーの10倍
1日最大15通りのOn/Off設定(1秒単位で設定可能)を3回路に振り分けて制御可能
設定内容は内部不揮発性メモリに保存するため電源を切っても設定内容は消去されません
時計機能は内蔵電池によりバックアップされています
小型設計 W140,H40,D100(mm)
イメージ映像の解説は、現在時刻22:41:01 機能動作中 出力は1がOff,2がOn、3がOffです

設定例として:
扱える電力量が大きいため1回路をメタハラ、1回路を蛍光灯、、残る1回路をパワーヘッド に設定し
メタハラ・蛍光灯は各1日1回On/Off、残りの13通りをパワーヘッドのOn/Offに振り分けることが可能


『なみこん』その4 販売開始

ぞくぞくと増殖を始めている『なみこん』です

興味のある方は管理人までご連絡ください、詳細をお知らせ致します
価格は ウェ○ブメー○ーのン割! 機能は数段上を行くつもりです

今後の機能追加としては間歇モード、給餌モードの追加、制御Ch数の増加などを予定しております
現機能で購入して頂いた方にも機能アップのサポートは行う予定でおります。


『なみこん』その5 Ver.UP!

増殖が止まらない『なみこんVer.2』です。

プログラム入れ替えに伴ってパネル面のリニューアルを行いました。
今まで出っ張っていたスイッチ類を全てタクトスイッチに取り替えデザインも変更。
時計の精度も向上しています。
最終形は上から3段目に決定しました。
今後の増殖はこのデザインで進めます。

向かって右側に写っているのがこちらもリニューアルしたシーケンサ(ウェーブコントローラ)です。
こちらも上に乗っている方が量産系です。

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