センサー試作4 – 完成

電源スイッチ、通信確認用LEDを接続し、センサー側回路の試作を完成させます。

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電源スイッチの取り付け

ブレッドボード上での使用の場合は、マイクロUSB差込口を抜き差しすることで電源の入・切を行うことが可能です。しかし、基盤化することを考えると、スイッチを取り付けることをおススメします。

ブレッドボード上の限れられたスペースの中、リレースイッチ右側の3列が空いているため、ここを活用していきます。

ここでは、秋月電子で購入できる基板用小型3Pトグルスイッチを使用します。

なお、このトグルスイッチはブレッドボードに取り付けた際には大変ゆるく取れやすいです。基盤化をしない場合は、取り付けない方が使いやすくなります。

スイッチをブレッドボード上に取り付けていきます。

21:19番列から21番列にかけてトグルスイッチを取り付ける。
22:5V電源プラスにつないでいたコードを21番列につなぐ。
23:20番列と5V電源プラスをつなぐ

これで、スイッチがオフの状態では19番列と20番列が接続され、回路に電流は流れません。一方、スイッチが音の状態では、20番列21番列が接続され、回路に電流が流れます。

通信確認用LEDの取り付け

最後に、通信確認用のLEDを取り付けます。ブレッドボード上の唯一残っているスペースである、リレースイッチ左側の19番列から21番列を使用します。

【通信確認用LEDの必要性】
以前、市販品の光電管を練習で使用していて困ったことがありました。それは、センサー側からウォッチ側への信号が届いているのかが分かりづらいということです。
例えば100mの加速走を行おうとする場合、100mのスタート地点とゴール地点にセンサーを置き、ウォッチ側はゴール付近で待機します。すると、スタート地点でセンサーのセッティングをした際、ウォッチ側へ信号が届いているかの確認を行う必要があります。これが大変です。いつセンサーを切ったのか、そして信号が届いているのか。この確認に大声を出したり、携帯電話で電話しながら確認したこともありました。 その問題を解決するため、通信確認機能を盛り込みます。

動作の流れとしては以下の様になります。

①光電センサーが物体を検出し、信号がストップウォッチ側に送信される
②ストップウォッチ側が信号を受信し、ストップウォッチの操作を行う。
③同時にストップウォッチ側からセンサー側へも信号を返す。
④センサー側が信号を受信し、通信確認用LEDを点灯させる。

こうすることで、通信の成否が大変わかりやすくなり、使用の際の手間を省くことができます。

24:TWELITE DIPのデジタル信号出力1と17番列右側をつなぐ。
25:300Ω抵抗と17番列の左右をつなぐ。
26:17番列と19番列をつなぐ。
27:LEDの足のカソード(足の長い方)を19番列に、アノード(足の短い方)を20番列につなぐ。

28:20番列と3.3V電源マイナスをつなぐ。

TWELITE DIPからの出力によるLEDの点灯の詳細については以下を参照してください。

追記

29:リレースイッチの6番ピン(23番列右側)と3.3V電源プラス列をつなぐ。

以降の画像、動画では上記の29の配線が行われておりません。配線がされていない場合でも動作しますが、TWELITE DIPの動作が不安定になる場合があります。

動作確認

全ての接続が完了し、電源を入れると光電センサー、電源確認用LED、通信確認用LEDの全てが点灯します。

センサー側の通信確認用LEDは、ウォッチ側の電源を入れ、センサ側とウォッチ側の通信が成立すると消灯します。その後、センサーが物体を検出した際の信号の送受信が成功すると点灯します。

動作の様子は以下の動画をご覧下さい。ストップウォッチの動きとともに、通信確認用LEDが点灯しているのが分かると思います。なお、ここではセンサーの代わりにジャンパー線を使用しています。

DIYで作る光電管タイム計測器|通信確認用LEDの動作

以上で光電センサー側回路の試作は終了です。