アンドロメダ マイコン制御系統概要

October 25 [Wed], 2017, 1:15
うれしいことにご要望をいただきましたので、今回のアンドロメダの電飾回路について回路図やプログラムをあげていこうと思います。

自分でも整理しないといけないので、ペースはゆっくりになると思いますが、おつきあいくださいませ。
あいだに電飾タイム支援装置の記事も挟んでいきたいと思ってます。

まずは、概要をつかんでいただくためにこんな図を書いてみました。

細かいところで省いてるところはありますが、全体の制御概要はこれでつかめると思います。
でも電気系の理系向きなのかもと思わないでもないので、もちっとかみ砕けや!とか、この言葉意味不明、とかあればコメントいただければできるだけ、わかりやすいように説明したいなと思ってます。

実はこの図を書くのでさえ、ちょっとプログラムや回路図をのぞいて、そういえばこうしてたなぁ、とか思い出しながらでした。
後々、今回のプログラムや回路を改変流用するときの自分のためにもなりますんで、よい機会を与えてもらったと思っています。

基本的に、ベースがなくても電源だけで航行状態ではLEDが点灯してブンドドできる仕様です。
電源つながないといけないので、本当のブンドドにはなりませんけどね。
そのうえで、ベースと接続すると、波動砲撃ったり土方さんが波動砲発射の号令を発したりとかいろんな効果が楽しめるようになります。

ちょっと、解説をうだうだ書きますね。ここまでで食傷した方は、飛ばしちゃってください。

PIC5ベースマイコンが人とのインターフェースを担当します。
ボタンが押されたことの検出やそれに対するリアクション、波動砲発射音の制御をやってます。

波動砲発射音は別途中華製のDF Player miniというMP3ボードを使って鳴らしていて、その再生開始タイミングをPIC5から指示しています。
本当はボリューム制御や複数音声の使い分けをしたかったのですが、シリアル通信がうまくいかず時間切れで断念しました。

PIC5から船体内のメインマイコンであるPIC4へ、動作モードのコマンドを送信します。3本の線(3bit)で接続してますので、8通りのコマンドを送信できます。今回は、デバッグモードも含め、7通りのコマンドを送信しています。

PIC4が船体内でのボスで、残りのPICはボス(PIC4)の指示のもと担当部分の制御を実施します。

PIC4はPIC5から受け取ったコマンドを元に、船体内の残りのサブマイコン3つ(PIC1、PIC2、PIC3)にコマンドを送ります。
ここでは、コマンドが11通りに増えます。
増えた分の一例として、PIC5からは波動砲を打て!ってコマンドがやってきたら、PIC4は波動砲発射をさらに2つのシーケンスに分解します。波動砲発射準備〜発射まで、と発射完了〜通常状態への復帰まで、の2つのシーケンスです。分けなくても実現はできるのですが、この方があとでいろいろ調整しやすいし、各サブマイコンのプログラムも簡単になります。波動砲の砲口制御に直接関係のないマイコンにとっては、波動砲の発射に何秒かかってるかなんて数えたくないので、始まったで〜と終わったで〜を教えてくれる方が制御しやすいのです。

また、メインマイコン→サブマイコン間の通信には、I2Cバスという工業規格の2線バスを使用しています。これを使用すると、線は2本だけで済むのに、実質無限通りのコマンドを送信できますので、後々の拡張も簡単です。
#実は送受信可能なので、サブマイコンから情報を吸い上げることもできます。今回はやってませんけどね。

コマンドが無限通りということは、例えば、ヒトロク式(明るさセンサー)もつけて、明るさによってさらに制御を変更する、とかも簡単に拡張できます。
ドロオフの電飾タイムでは、少し暗めに、とかLEDの明るさを変えて、周囲が明るくても暗くてもそれなりの見栄えになるように電飾を調整なんてことも可能です。
#今回はそこら辺は時間の関係ですっぱりあきらめました(+_+)

PIC5→PIC4間にこのI2Cを使わなかったのはブンドドできるようにするためでした。

長くなってきたなぁ、まぁ、もう少し。

PIC1はメインエンジン専門です。
メインエンジンの回転噴射炎のシーケンス制御に専念しています。
わざわざこれだけでマイコンを1個分けてるのは、
・実現する機能が限られているので、プログラムが簡単になる。
・マイコンを物理的にメインエンジンノズルの近くに置けるので、マイコン→LEDの配線を局所的にできる
 すなわち配線が楽
とかが理由です。

PIC3とPIC4が分かれてるのも同じような理由です。
このキットはモナカなので、上部船体と下部船体に別々に電飾回路を仕込む必要があって、そうすると必然的に上部船体用と下部船体用でマイコンを分けた方が都合がよかったのです。
PIC2で兵装関係を独立させたのも、波動砲のLED制御は結構複雑なので、そこら辺に専念するマイコンを置いた方がプログラムも配線も効率がよいとの判断です。

説明が前後しますが、

PIC2は、波動砲や主砲、主砲測距儀など兵装関係のシーケンス、LED制御を担当しています。

PIC3は上部船体と艦橋周りのLED制御を担当しています。

も少しマニアックなことを。
私が使ってるPICマイコンは発振回路を内蔵しているので、電源さえつなげば動いてくれるんですが、どうしてもこの発振回路の周波数にはIC間で個体差いわゆるバラツキがあります。
これは、計測している時間に、PICによって微妙に誤差が発生するということを意味します。
短時間だったら、この誤差が人間に認知できるほどの大きさになることはないのですが、展示会で一日電源入れっぱなしとかだとそうも言ってられません。
今回、航行灯の点滅制御をPIC3、PIC4が別々に実施してます。本来全く同じタイミングで点滅してほしいですが、こういう理由で、長時間放置しておくとずれてしまう可能性があります。
そこで、メインマイコンPIC4から、今が点滅の開始タイミングやで、って指令を常にPIC3にコマンドとして送ってます。これで、PIC3は常時タイミングを補正して、PIC4と点滅のずれが発生しないようにしています。
う〜ん、言葉で書くとややこしいなぁ。私の説明が下手なだけって話か???

あと、この図は
・電源(12V、5V、GND)の接続
・後からPICマイコンのプログラムを書き換えるためのプログラムインターフェース
をはしょってます。
この図の意図はそこではないので、そこら辺は、また別記事で。

よし、とりあえず、この図で言いたかったことは書いてしまったので、今回はこの辺で。

ご質問はなんぼでもどうぞ。
すぐに回答できるかはわかりませんが、私の知識の限りは回答させてもらいますんで。

次は、アンドロメダに実際に使ったプログラムではなくて、もう少し基本的なLED制御プログラムを一回のっけてみよっかと思ってます。それを理解してもらったうえでの方が、実際のプログラムはわかりやすいと思いますんで。

長文失礼しました。ここまで読んでくださった方にはそれだけで感謝です!

ではでは。

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apuroさん>
わたしにはそっちのが難しいです。アナログ回路が顔を出してくるとお手上げなもんで(^^;)
お、おほめいただきありがとうございます。この後落としませんよね?
仕事上、よくパワーポイントで資料を作りますが、特にアドリブで喋るのは苦手です(笑)

by なお October 28 [Sat], 2017, 11:01

えーい!
フリップフロップならトランジスタと抵抗+リレーでやっちゃる!  ワケないw。 1bitレジスタ♪
しかし綺麗な解説図ですねぇ、プレゼン慣れしてますか?。

by apuro October 28 [Sat], 2017, 4:39

ばばさん>
なおってよかったね。趣味で忙しいのでゆっくりではないかも(笑)

by なお October 27 [Fri], 2017, 21:37

コスギさん>
そんな大層なもんでは、、、(^^;)
少しでも参考になっているのならうれしいです。
まとまりはないと思いますが、しばらくいろいろ書いてみようと思いますので、気が向いたらたまにのぞいてみてくださいませ。
mk.4改が静岡?浅草橋?の地で派手に波動砲をぶっ放すのを楽しみにしてます。

by なお October 27 [Fri], 2017, 21:36

鮭さん>
ちゃらららっちゃちゃー。←レベルアップ音のつもり
経験値になったのならうれしいかぎりです(^^)/
手を動かす!何事もそれが大事ですよね〜。鮭さんのPIC電飾楽しみにしてます。

by なお October 27 [Fri], 2017, 21:33

ガンダムの画面が狭くなったと行っていたけど、今日何故か戻りました。煩わせたわね
週末はユックリできますか?

by ばば October 27 [Fri], 2017, 20:50

最後まで読ませていただきました。
凄い、凄すぎます!!
これだけの記事をまとめ上げるのは相当大変だったと思います。

内容はしっかり把握いたしました。
拡張も可能な制御方法はとても参考になります。
各マイコンの波数誤差を補正する方法なんかは、プロ(仕事)の域ですね!

製作中のヤマトで是非使わせて頂きたいと思います。

by コスギ October 27 [Fri], 2017, 20:40

近い将来こちらの記事がスルスルと頭のなかに入ってくる…そこを目指して手を動かします♪
一つのPICにまとめることもできるけど、複数に分けると配線の取り回しや、より細かい指示もだせるよってことが分かりました。(今はここまで)またひとつ成長してしまった(笑)

by 鮭 October 27 [Fri], 2017, 11:09

toshiさん>
やった〜!この称号がもらえただけで、この1年間の苦労、もとい、楽しみが報われます←楽しみが報われるとは???
はい、陽の当たらない世界をご一緒させてください(笑)

by なお October 26 [Thu], 2017, 23:30

>ドロオフ電子工作員!
もうとっくになっているじゃないですか?一緒にドロオフで暗躍しましょうwww

by toshi October 26 [Thu], 2017, 21:41

ヒトロク師匠のtoshiさん>
ドロオフマイコン部、入部OKですか?いつもいろいろと教えていただいてありがとうございま〜す!
ドロオフ電子工作部員の称号もいただけるように、さらに精進します(笑)

by なお October 26 [Thu], 2017, 1:01

ヒトロク仲間!!!ありがとうございますwww
ブログリンクさせて頂きました。ドロオフマイコン部よろしくです!!

by toshi October 25 [Wed], 2017, 23:22

ばばさん>
こりゃあねぇ、分かんないでもしょうがないです。
たぶん、マイコンに馴染みのない人はほぼ同様な反応ではないかと思いますが、それでも一人でもこれを見て、やってみよかな?って思ってもらえたらうれしいなぁと思ってます。

by なお October 25 [Wed], 2017, 20:46

この解説を書くのは大変だったでしょうね。パッと理解できると面白いだろうなと思っても、
分からないけどいつも読んでいますよ。好きなことがあるのはいいんことね。
又期待しているわ。新作をね。

by ばば October 25 [Wed], 2017, 3:19
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よくあるパターンですが、いまどきのガンプラにうん十年ぶりに触れて、またプラモを作るようになりました
近頃、電飾にはまり、目下修行中?です。
全塗装できないヘタレなおっさんモデラーですが、よければ読んでやってください。
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