エレキジャック誌No.8号では、78K0/KB2マイコン基板と書き込み用基板（ベース基板）、LM73温度センサ基板の3枚が付録しました。また、その応用例（Mission2 4章）として
サポート・ページに「温度をパソコンに表示する温度計」を紹介しています。
今回はさらに続編(応用例2)として、7セグメントLEDに温度を表示する温度計を実験・製作しましたので、簡単に説明します。
7セグLED表示の温度計は暗いところでも、遠くからでもよく見えます。
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エレキジャック誌8号付録の78K0/KB2マイコン基板を使った応用事例第3回目は、温度を「サーボ・モータにてアナログ表示する温度計」です。
今回の温度計は、プログラムを書き込んだ78K0/KB2マイコン基板にてLM73温度センサから一定間隔で測定し、温度をモータの回転角度でアナログ表示します。
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エレキジャックNo.8号付録の78K0/KB2マイコン基板を使った「サーボ・モータでアナログ表示する温度計」の続きです。ここでは温度計を製作して動かします。
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エレキジャック誌No.12号には、エレキジャック誌No.8号に付属した78K0/KB2マイコンを使った7セグメントLED表示温度計の記事があります。
145～155ページ 「78Kマイコンを用いた 7セグメントLEDに表示する温度計の製作」
記事では7セグメントLED（以下7セグLED)は3個内部で連結されたものを使い、ユニバーサル基板で動かしています。
今回はその補足工作として、
・3個連結して作った3連7セグLED、
・普通のLEDを並べて作った7セグLED
・マイコン部分の変更
などを、紹介します。
最初は、3個連結して作った3連7セグLEDと感光基板で作った温度計です。
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引き続き、後半はLEDを並べて大きな7セグLEDを作り、大きな文字の温度計を紹介します。
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省エネ・スイッチの構想と準備●人がいなくなると、独りでに切れる便利なスイッチBOX みなさんは、何かのスイッチを入れっぱなしにして忘れてしまい、電気をむだに使ってしまって自責の念に苛まれる…ということはないでしょうか？ 筆者は人並み外れた忘却力の持ち主で、毎日のように電気のむだ使いをして地球環境と財布に厳しい生活をしています。
そんなことで、今回は赤外線で人の動きを見張って、人がいなくなり、しばらく経つと独りでにスイッチが切れる、便利な省エネ・スイッチを製作しようと思います。
写真1 製作する省エネ・スイッチの外観
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1 省エネ・スイッチの構成と動作●
省エネ・スイッチの構成 図2に省エネ・スイッチのブロック図を示します。ご覧のようにシンプルな構成です。赤外線人感センサ「NaPiOn」のセンサ入力をエレキジャックNo.8付録基板の78K0/KB2マイコンで処理して、リセット機能付きの電源スイッチ「J8スイッチ」のリセット・コイルを駆動します。
ACプラグからのAC 100Vの入力は10Aのヒューズを介して電源スイッチ「J8スイッチ」を経たのち出力のACコンセントに達します。電源には小型のスイッチングACアダプタを使用します。このACアダプタは出力のACコンセントと同じACラインから電源を供給しています。すなわち、主電源の「J8スイッチ」がONと同時に電源が入り、手動で電源をOFFするか、省エネ・スイッチ・プログラムが「J8スイッチ」のリセット・コイルを駆動することにより、スイッチが切れてコントロール基板自身の電源もOFFになり待機電力はゼロになります。
図2 省エネ・スイッチのブロック図
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3 ビジュアル・プログラミング言語による簡単プログラム作成
今回の省エネ・スイッチには、NECエレクトロニクス社が提供する、簡単ビジュアル・プログラミング・ソフト「Applilet EZ PL」（アプリレットイージー ピーエル）を使ってプログラムを作成します。「簡単ビジュアル・プログラミング・ソフト」はどのようなものか？ 実際に使いながら説明をしていきます。
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5 プログラムをシミュレータで試す
Applilet EZ PLには、ターゲットのMCUがなくても、プログラムを動かして試すことができるシミュレータ機能が搭載されています。このシミュレータ機能を利用して、簡単なプログラムを作って試してみましょう。
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●ブレッドボードで作る78K0マイコン書き込み器
78K0マイコンにはシリアル信号から内蔵フラッシュ・メモリにプログラミングできる機能があり、その方法と回路がNECエレクトロニクス社のホームページで公開されています。その情報をもとにエレキジャックNo.8付録の78K0/KB2基板をブレッドボード上で書き込める回路を図 1に示します。
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●ブレッドボード書き込み器の使用方法
ブレッドボード書込み器の使用方法を説明します。
・デバイス・ドライバのインストール
まず、パソコンにUSB-COM変換モジュールのデバイス・ドライバをインストールします。インストール手順はここでは詳しく述べません。USB-COM変換モジュールの説明書またはFTDI社のサイトを参照してください。デバイス・ドライバのインストールが終了したなら、USB-COM変換モジュールをパソコンに接続し、認識された仮想COMポートNo.をメモしてください。仮想COMポートNo.は図 2のようにWindowsのデバイス・マネージャに表示されています。後にこの仮想COMポートNo.を書き込みソフトに設定する必要があります。
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■ ブレッドボードでの省エネ・スイッチの設計と試作
ここからは、実際の省エネ・スイッチをブレッドボード上に試作して機能・性能に不足はないか、意図通りの動作をするか、などを試してみます。
●省エネ・スイッチの回路
省エネ・スイッチの機能と動作は“78K0マイコンで作る省エネ・スイッチ（1）”で示したとおりです。この仕様に基づきブレッドボード上に回路を図8に示します。
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● Applilet EZ PLでプログラムを作る
図 9にApplilet EZ PL作成した省エネ・スイッチ・プログラムのパネル配置を示します。以下に各部の設定と動作を述べていきます。
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■実用機の製作
●実用型・省エネ・スイッチの回路
ブレッドボード上に試作して省エネ・スイッチの機能・性能を確認したので、いよいよケースに入れた実用品を製作することにします。
・コントロール基板の回路
ブレッドボードに試作した省エネ・スイッチの回路に、若干の変更を施したマイコン部分の回路を小型ユニバーサル基板（サンハヤトICB-288G相当品）に実装します。コントロール基板の回路を図15に示します。
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● AC100V回路の部材
AC100Vの電力を扱う部分の配線は、マイコン・ロジックや低圧の小電流の配線と異なる手法を用います。一般にはAC１００Vを使用する機器のAC配線をはんだ付けを用いて接続配線することはまれで、基本的に圧着・圧接の工法を用いて配線します。
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■7セグメントLEDを使ったマイコン工作
電子機器の状態を表示する素子に中で“日”の字型にLEDを並べた7セグメントLEDは、色や大きさを選べて、さらに安価で特別な電源やコントローラーを必要としないなどの理由で多くの電子機器に使用されています。我々アマチュアの電子工作においても入手しやすく、安価なため大変魅力的な素子です。しかし、1桁あたり7セグメント＋小数点の合計8個のLEDがあるため、多数の桁を点灯させるには、少々の工夫が要ります。
本稿では、少ない配線数で多数の桁の7セグメントLEDを表示することができる、ダイナミック点灯方式を用いたLED温度計を動作や設計の要点の解説を交えながら、エレキジャックNo. 8に付属した78K0/KB2マイコンを用いてブレッドボード上で試してみたいと思います。さらに、ボレッドボードで作る78K0マイコン書込み器を用いてプログラムして、プログラム済みのマイコンでLED温度計をユニバーサル・ボードに製作する、実用例も解説します。
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■ 78kマイコンを使ったLED温度計（ハードウェア） 7セグメントLEDとダイナミック点灯方式の概要を述べたところで、実際にエレキジャックNo.8に付属した78K0/KB2マイコンを使用したLED温度計をブレッドボード上に作ることにしましょう。
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キー・コンポーネント 今回の製作で要となる部品を紹介します。
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ダイナミック点灯用7セグメントLED LTC-4627シリーズ 今回のLED温度計を製作するための表示器として、写真 2のような1桁型の7セグメントLEDをブレッドボード上に並べてダイナミック点灯用の配線を施すのは大変な労力を必要とします。そこで、LED内部でダイナミック点灯に適した配線がすでになされている、市販の7セグメント複合LEDを使用することにします。使用したLEDは、写真3のLite-On社のLTC-4627という4桁＋記号用LEDがセットになった複合LEDです。
写真 3 Lite-On社のLTC-4627シリーズ複合LED
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● 7セグメントLEDダイナミック点灯回路の検討
・アノード・コモン/カソード・コモンの選択
7セグメントLEDには先に、LEDの共通端子としてアノード・コモン型とカソード・コモン型があると述べました。では、アノード・コモン型とカソード・コモン型、どちらを選択すればよいでしょうか？ 結論からいうと、使用部品にアノード・コモン型のLTC-4627を使用していることからわかるように、アノード・コモン型を使用します。アノード・コモン型を使用する理由は、使用するスイッチ素子の特性が関係します。
まずは、7セグメントLEDの各端子にどれくらいの電流が流れるか検討してみましょう。LTC-4627シリーズは低電流型のLEDを使用していて比較的低い電流値で効率よく発光します。したがって、高輝度を欲張らない限り、各セグメントのLEDの駆動スイッチに78K0/KB2マイコンの出力ポートが使用できる見込みがあります。78K0/KB2マイコンの使用する出力ポートとして、7セグメントと小数点の合計8ポートを一度に出力できるP10～P17の8ポートを使用することを検討します。
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● LED温度計の回路
さて、このように7セグメントLEDのダイナミック点灯回路が完成したところで、おなじくエレキジャックNｏ.8に付属したＬＭ73高精度温度センサICを組み合わせて、LED温度計の回路を完成します。
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● LED点灯のソフトウェア
・ ダイナミック点灯ドライバ
LED温度計のダイナミック点灯を制御しているソース・コードをリスト 1に示します。
ダイナミック点灯のソフトウェアは、Applilet2が自動生成した、Timer_user.cというファイル内のタイマ・モジュールTM50の発生する割り込み処理ルーチン内に作成します。Applilet2が生成したコードには、ユーザー・コードを記述する領域が確保されていて、その部分に対象のソース・コードを記述します。
リスト内、変数“DisplayDigit”は現在表示しているLEDの桁を記憶する変数です。この変数はstatic変数として宣言してあり、次に関数がコールされたときには、前回の値を記憶しています。関数BlankDisplay（）は、ブランク・タイム確保のための関数です。関数内ではすべての桁とセグメントを数10μSecの間OFFして終了します。
関数BlankDisplay（）ですべてのLEDがOFFになったところで、変数DisplayDigitが示す桁にswich文で制御が移ります。各桁の制御部分では、該当する表示DATAをセグメント出力ポートに出力した後、該当桁のコモン出力をONにします。このときのnONというマクロは「不論理のON」という意味で、“0”が定義してあります。
これで、該当桁の点灯制御は完了しました。次に制御する桁を変数DisplayDigitにセットして割り込み関数を終了し、次の割り込みで同様の処理を繰り返します。
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■ 実用バージョンの製作
● 実用バージョンを作る
ブレッドボードに組み立てたLED温度計は回路の試作やプログラムの開発に便利ですが、「温度計」という実用品としては、いま一つ実用性に乏しいものになっています。
そこで、面倒にならない範囲で実用的なLED温度計を作ってみることにします。ハードウェアは手軽に製作できる、ユニバーサル・ボードの回路を配線して製作します。プログラムは、MINICUBE2などの専用ハードウェアを使用せず、ROMライタで書込み用に用意するプログラム・ファイル（HEXファイル）を汎用のUSB-シリアル変換モジュールを使用した簡易書込み器をブレッドボードで製作してプログラムします。
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● ソフトウェアの変更とHEXファイルの用意
実用バージョンの製作にともない、ブレッドボードで検証したソフトウェアを完成品として、そのまま78K0/KB2マイコンに書き込めるROMイメージファイル（HEXファイル）にするための変更をしました。
変更個所は、Applilet2内でオンチップ・デバッグの設定を未使用に変更します。同時にオンチップ・デバッグに使用していたOCD1A,OCD1B（P31,P32）ピンが未使用となるため、ポートの設定で該当ピンを出力ポートとして設定し、電位の固定をします。
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