GW短期集中連載!マイクロはちゅねで楽しいネット工作の世界へ

第4回 体と頭脳をつなぐインターフェース回路を組み立てる

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電源まわりの回路は電圧や電流を考えて作る

コイル駆動部に続いて,電源まわりの回路を見てみましょう図4⁠。

図4 最近のマイコンは3.3V~5V駆動である場合が多い。電源電圧をどうするかは,他の回路や各種デバイスとつなぐときに,とくに良く考えなければならない。また,誤動作防止用のコンデンサを省略しないこと

図4 最近のマイコンは3.3V~5V駆動である場合が多い

電源を考えるにあたっては,まず,電圧を決める必要があります。最近のマイコンは3.3V~5Vの範囲で動くものがほとんどです。マイクロはちゅねを単独で動かすなら,この範囲内であれば何でも構いません。しかし他の回路とつなぐなら,出来るだけ統一するようにします。電源電圧の異なる回路どうしは,単純にはつなげられないからです。電圧が食い違う問題は,センサやアクチュエータなどを複数種つなげる時などに良くぶつかるものです。

回路全体の消費電流についても見通しを立てる必要があります。マイクロはちゅねのような小電力・低速な回路なら,どのように電源まわりを作っても大して問題ありません。しかし,アンペア単位の電流になったり100MHz単位の動作速度になったりするなら,話はかなり違ってきます。回路が安定して動くかが,電源まわりの設計や実装に大きく依存するようになります。

電源そのものとしては,ACアダプタや電池などが考えられます。これらを直接マイコン等につなぐのではなく,一定の電圧にするため定電圧レギュレータという素子を通します(レギュレータを選ぶとき,十分な電流容量のものにすること⁠⁠。電池にもアルカリ電池,リチウム電池,酸化銀電池,空気電池,鉛蓄電池など多くの種類があり,それぞれ供給できる電圧・電力や大きさが違います。最近の携帯機器などでは,リチウム・ポリマー電池が高電圧(3.7V⁠⁠・大容量・小型軽量なので良く使われています。マイクロはちゅねも,動かす場所に応じてそれらを適宜使い分けています図5⁠。

図5 電源にACアダプタなどが使えないなら電池駆動になる。電池にも多くの種類があり,サイズや必要な電力・電圧などを元にして選定する。最近はリチウムポリマー電池が良く使われる

図5 電源にACアダプタなどが使えないなら電池駆動になる

電源まわりで忘れてはならないのが,マイコンなどの誤動作防止用のコンデンサバイパス・コンデンサ図4です。これもまた,手抜きで省略しても何となく動いてしまったりする部品ですが,分かりにくい誤動作の原因になったりするので丁寧に入れる癖をつけましょう。

検討が必要になる他の回路

普通は,マイコンを動作させるためのクロック供給源やリセット回路についても検討が必要となります。マイクロはちゅねでは,クロック源はPICに内蔵のオシレータを使い,リセットはPIC内蔵のパワーオン・リセット機能を使うことにしています。


今回説明したとおり,物を実際に動かそうとすると,電圧や電流について程度の差こそあれ意識をしなければなりません。純粋なプログラミングやディジタル回路設計には無いセンスですが,その基礎を掴むうえでマイクロはちゅねは良い素材です。次回は,マイクロはちゅねを発展させていく話です。

著者プロフィール

森岡澄夫(超電磁P)

ニコニコ技術部所属。マイクロはちゅねを皮切りに,はちゅねミク小型化戦争やはちゅねミククローン戦争などで作品を発表。現在は,はちゅね宇宙航空研究開発機構(HAXA)の主謀者として積極的に活動中。

URLhttp://www002.upp.so-net.ne.jp/morioka/