ACが怖いので、プローブはハンダ付けしたケーブル経由である。以前はテスタープローブを滑らせて、このあたりの電子部品を全滅させた。うーむ、フォトカプラー出力をエミッターフォロワーにしてLEDをドライブしているが、1.6Vしかない。LEDを点けるだけならともかく、ここの出力は、マイコンの入力ピンに入れて制御に使いたいので、これでは心配だ。エミッターの負荷抵抗を色々変化させるが思わしくはない。フォトカプラーの勉強をした結果、わかったことは、入力のフォトダイオードに流れる電流が小さすぎて十分なコレクター電流が流れていないのが原因のようだ。入力側は、20KΩでAC100Vを降圧し、ダイオードと100μFのコンデンサーでDCにしてフォトダイオードをドライブしている。前に入力電圧を測ったところでは、1.0V以上あったので問題ないと思っていた。ACからDCは半波整流だし、このあたりは良い加減に5mAでも流せればと、とりあえず100V/20KΩ=5mAという乱暴な計算で抵抗値を決めた。これをもう少し増やしてみよう。降圧用の抵抗を半分の10KΩにしてみた。おお、良いぞ、フォトダイオード側の電圧が、1.1V、出力側の電圧が2.7Vまで上がった。今度のシステムはすべてVccを3.3Vに統一することにしている。Highがこれだけあれば十分なようだ。アナログは奥が深くて難しい。対症療法だが、とりあえずはスペックを満足しているようなので先に進むことにする。それに、ソースを確認していないが、どうもこのTTL入力は使っていなかったような気がする。主基板のアートワークは両方の面を作る(7/12/2012)電源制御部が完成したので、次は、本体側の実装に移った。主基板の大半は、ACコンセントと、ACアダプターやリレーを載せたドーター基板で占められており、CPUやNICチップ(ENC28J60)が置けるスペースが少ない。レイアウトに苦労する。CPUはCHANEYのガイガーカウンターにも使ったQFPのMega328である。秋月の32ピンQFPの変換基板に載せる。1号機と同様にクロックはNICチップから貰うので水晶を載せる必要がなく、あまりこの変換基板を使うメリットはないが、在庫処分のつもりである。久しぶりの本格的な汎用基板でのハンダ付けなので、少し慎重に準備する。アートワークは基板のトップ面だけでなく、裏のハンダ面のものも作り直した。前のNIC基板のときはスキャナーで画像を撮り反転させて作った。今度も同じようにするつもりだったが、最初のアートワークが不満で、もう一度検討するため、あえて手書きで全部作り直した。場所が限られているので、チップを自由に配置することができない。スペースはあってもドーター基板の部品が張り出しているので気をつけないと干渉する。結局、アートワークをやり直しても期待したような画期的な改善は図れなかった。何度も繰り返すと回路の構造が頭の中に入ってくる。アートワーク上の配線のイメージがより具体的になりハンダ付けするときのミスが格段に少なくなる。ソフトウエアの開発にも似たようなところがある。擬似コーディングというのもロジックを繰り返して確認しているようなものだ。実装はモジュラージャックの固定から(7/13/2012)本体基板の実装の最大の難関は、LANモジュラージャックの固定である。ブレークアウト基板が売られているように、こいつのフットプリントは複雑で穴あけは一筋縄ではいかない。前に作ってあった紙のフットプリントパターンを頼りに。穴明けの計画を練った。本の端子のピッチは、大体どれもmil(2.54mm)規格だが、上段と下段は半分(1.27mm)ずれている。これらが完全に入るようにまず1ミリドリルで汎用基板のピッチの中間に正確に穴をあける。これにピンを少し入れながら、あとは少しづつ現物あわせをしていくのがコツのようだ。今度のモジュラーはLED付きなのでこのピン位置が全くmilを無視している。これを空けるのがまたひと苦労だ。あとの筐体のアースピンや、固定用のボス穴は大きいので、2ミリのドリルで開けたあとカッターで広げていけばそう難しくない。モジュラーの固定はこれまで4回(ひとつは変換基板)あるが、今度はこれまでになく綺麗にあけることが出来た。ボス穴もきれいにおさまって満足である。経験は積むものである。こんな苦労はそう度々やりたくない。ブレークアウト基板があれば、この工程は飛躍的に減らすことが出来るのだが、秋月では何故か、このパルストランスとLED付きのモジュラー用のブレークアウト基板は売っていない。売っているのは、昔のモジュラーだけの基板で、それも気をつけないと合わないモジュラーも売っている。パルストランスやLEDを外付けしないでコンパクトに作れるこのモジュラーは重宝している。値段も高くない(¥300)。早くこれに合うブレークアウト基板を作ってもらいたいものだが、やっぱり前のモジュラーの在庫がある限りは無理なのかも。ハンダ付けの終わったNICチップを付け直す(7/14/2012)ENC28J60である。最近は他にも色々なNICチップが出ているようだが、予備がひとつ残っている。同じソースを使うつもりなので選択の余地はない。この石は内部の5つくらいのブロックの電源が独立してピンに出ており、それぞれのVccとGNDにパスコンをつける必要がある。CPUチップのようにVccとGNDのピンが隣合わせではなく離れているので、チップコンデンサーを活用することが出来ない。ソケットをシングルラインにして内部にも盛大にコンデンサーを入れて実装していく。電源周りだけで配線は結構複雑である。夜半、やっと出来たので組み上げてみたら、何と、ドーター基板のリレーと干渉する。アートワークでそうならないように調べて設定した基板の配置をピッチひとつ間違えて半田付けしていた。うはあ、これは大変だ。こればっかりは簡単にずらすわけにはいかない。何とか、このままで組み上げられないか色々模索する。ドーター基板はリレーは動かせても、ACアダプターのコンセントはずらせない。ドーター基板ごと本体基板からずらすのは、ドーター基板を固定しているアングルの作り直しになる。穴も開けなおしである。あれこれ考えていたが、結局もういちどハンダ付けをすべてやり直す方が工程上早いと結論した。ハンダ付けしたところを、全部ばらした。低温ハンダは使わない(これ後始末が大変なので広範囲は避けたいところである)。ハンダ吸い取り線でハンダを徹底的に取り除く。完全に1ピッチずらすだけなので、取り出した部品はそのまま固定できるはずなのだが、悲しいことに、一旦はずしてしまうと前の形を忘れて部品が元通りつけられない。そのうち、頭の中が混乱してきて、今何をやっているのか途中で思考が切れてしまう。日を替えると進捗が早い。順調に進む(7/15/2012)次の日、フレッシュな気分で再開した。昨夜あれほど苦労したところが、何の問題もなく解決していく。いやあ昨夜あんなに無理することはなかったのだ。うまくいかないときはさっさと諦めてやり直すことの大切さをあらためて学ぶ。ハンダ付けの対象は、NICチップの電源周りから、モジュラーとの接続へと移る。ここでの心配は、モジュラーの分圧抵抗の定数である。殆どの回路図が、50Ωや、49.5Ω(しかも誤差1%)を指定しているが手持ちがない。47Ωにしたのが心配の基である(分圧抵抗ではなく、終端抵抗だった。伝送エラーが出たら取り替える予定。おかしくなっても、影響があるのは、使っているスイッチングハブの範囲内だけなので余り心配するのは止めた。動かなくなってから考えることにする。ハンダ付けはCPU基板に移る。変換基板にパスコンのチップコンデンサーを載せたので、主基板の部品が少ない。アートワーク上にサインペンで塗られた線が増えていく。ものが組みあがっていくのを実感できる。この過程がいつも、どきどきわくわくする。火入れは少しづつやっていく(7/16/2012)ハンダ付けはほぼ終了しつつある。残りは、UARTを残すだけとなった。それに滅多に使わないUARTを実装するのも無駄のような気がしてきた(究極のケチである)。迷ったが、USB-TTLアダプターは入れないことにして、ソケットで外へ出すことにする。ハンダ付けするところがなくなった。何となく達成感がない。2号機ということもある。前と同様に動いて当たり前という気持ちもある。ソフトは前と同じなので、全く新しいものを作ったときの、あの気持ちの高まりは味わえない。火入れをすることにした。何から動かしていくか迷う。このセットのCPUクロックは、ENC28J60からの外部クロックである。うまく動けば良いが、一旦フューズビットを外部クロックにしたら最後、そのクロックが来ない限りチップは動かなくなる。手順を間違えると大変なので、少しづつ手順を踏む。NICチップをはずして、内蔵クロックのCPUだけで動作を確認する。ISPケーブルからCPUを認識するか。クロックは内蔵のCR発振のまま、次のステップに移る。NICチップを入れて電源を入れ直す。うむ、モジュラーのLEDが点いた。ハブにも新しいノードが追加されたことを示すLEDがついた。よーし、NICチップの誤配線はないようだ。