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鉄道模型工作室 マイコン式の運転操作台を作ろう ロータリスイッチのコート化ユニットの製作
マスコンやブレーキ操作レバーの代わりに、ダイヤル式のロータリスイッチを使用する事にしているが、コード化処理機能付きのロータリスイッチが見当たらなかった。 ブレッドボードによる事前テストで使用した基板取付け用の小さなスイッチでは使用に耐えられないので、以前と同じ細工を採用することにしました。
■ ロータリスイッチのコード化
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以前工作した内容は、「ロータリスイッチのコード化」（2021/1/16）です。 この時は、ダイヤルを目一杯に使用しようと、チャネルを４本まで使用するコードに変換させましたが、今回は選択数は ０〜７ までの３ビットまでとすることにしました。
ブレッドボードによる事前テストで使用した基板取付け用の小さなスイッチでは正論理回路でのコード化でしたので、今回も右の回路図のような構成で作成することにしたのですが、これが失敗でした。
10KΩ抵抗でのプルダウン回路とArduino入力保護のための1KΩの抵抗からなる回路です。 ロータリスイッチの傍に設置出来るようにチップ部品を使用してコンパクトにまとめました。 ダイオードはスイッチングダイオード1SS355VM TE-17 です。
見てくれよりも確実性と言いながらも、未熟なハンダ技術と小さなチップ部品や狭い回路などに悪銭苦闘しました。
基板の表と裏を使用して縦横のマトリックス回路を構成しています。 下の写真。
イモハンダを気にしながらも、正確に機能しなけらば意味が無いので、LEDを使って機能テストを実施しました。
最初は、点灯するかどうかが心配でしたので、上左の写真のようなDC5V用のACアダプターを使った回路で点灯テストを実施しました。 無事に点灯することが確認できたので、回路構成とハンダ付けの状態をチェックするため、全ダイヤルの回路をチェックしました。 やはり数カ所のハンダ不良を発見し修正を実施しましたが、LEDの点灯状態の異常に気が付きました。
■ 負論理回路に変更
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本来は点灯してはいけないはずなのに、うっすらと点灯しているのです。 他の場所でも明るさの程度は異なりますが、ぼんやりと光っているの分かりました。 何度も回路をチェックしましたが、ショートしている様子もありませんでした。 あれこれ悩んだ末に、LED の代わりに１MΩの抵抗を使用して電圧を測定してみました。 上右の写真。
すると、ONの場合は4.8ボルトありOKですが、OFFになる場合では、１から２ボルトの電圧があります。 このままでは、LOW状態をHIGH状態と判断される場合が出てくるのではないかと心配になりました。
原因はよくわからないが、スイッチングダイオードの漏れ電流の関係ではないかと勝手に解釈し、以前のような負論理構成の回路に変更することにしました。 右の回路図です。 ５Vへのプルアップ回路ですが、LOW状態のときは、ダイオードの順電圧以上にはならないはずなので、確実にLOW状態を認識してもらえるものと判断しました。
ブレッドボードでの確認では、LEDは確実に消灯しており、電圧も約0.6ボルトでした。 狙いどうりに作動することが確認できたので、工作済みの基板も修正し、３このユニットを完成させました。
この様な現象は、失敗して初めて得られる知見ですね。 失敗は成功のもとと言われるがなるほどです。 以前の工作品は、何故負論理回路にしたのか思い出せませんが、今後はハッキリと負論理回路にしておくべきですよ言い切る事ができますね。
2021/4/28 作成