秋葉原で、ICL7136という電圧計用のICが売られていた。このICはわずかな外付け部品で3+1/2桁の電圧計を作れるという便利な物だ。安いので作ってみようかなと思ってWebで調べたら、どうやらスタティックLCDのみの対応のようだ。スタティックLCDは入手性が悪いし、高いので、LEDを使えないかと思ったが無理そうだ。そこで、これに相当するような機能を持った電圧計をPICで作れないかと検討してみた。

とりあえずブレッドボードに組んでみた。

回路図は以下のとおり。(一部、上記画像の回路と異なります。クリックで拡大。)

＜説明＞

マイコン部	PIC18F25K80を使用。12bit ADCを内蔵し、秋葉原で入手可能な唯一の8ビットPIC。 PICマイコンはリセット回路を省略可能というが、確実性を高めるためCRのリセット回路を外付けする。ダイオードは電源が0Vになったときにコンデンサをすばやく放電するために必要。空きピンはすべてオープンにし、プログラムでLow出力に設定する。
表示部	4桁青色LEDを使用。通常はコモン信号をトランジスタ等でドライブするが、以下の理由で省略。・PICのI/Oポートはドライブ能力が高く、PIC18F24K80のRB,RCポートの出力電流の絶対最大定格は25mA。かつすべてのポートの合計で200mA。・このLEDは高輝度で2mA流せばまぶしいくらい光る。・2mAなら小数点を含め８個同時に点灯させても16mA。・16mA＜200mAなのでマージンが10倍以上あり問題なし。
リファレンス	TL431を使用し、外部抵抗を付加することによりにより4.096Vを生成。
電圧入力	20Vフルスケールになるように、1/5に分圧。PIC18F25K80の仕様から、出力インピーダンス＜2.5kΩにする必要がある。汎用性を持たせるならオペアンプでバッファした方がいいが、この回路は可変電源の出力電圧測定を想定しているため、若干インピーダンスが低いが回路を簡略化するためこの定数とした。 PICの入力保護にクランプダイオードを付加。
電源	可変電源に使用することを想定しているため、高い電圧を入力できるNJM2930Lを選択。入出力間のダイオードは、入力電圧＜出力電圧となったときにレギュレータ内部のトランジスタを破壊から保護するためのもの。

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蒲田街道

PICを使用した電圧計の製作

発端

構想

PICの選定

ブレッドボードでの検討

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