micro:bit extension board

Created Date: 2017-12-23/ updated date: 2018-01-14
  • Medium img 3505
Owner & Collaborators
License
By nc
Summary
micro:bit extension boardは、micro:bitと接続してフルカラーLEDを制御したり、ヤマハのFM音源YMF825から音を鳴らすための拡張ボードです。この拡張ボードの実装方法と、使い方について紹介します。

Materials

    Tools

      Blueprints

        Making

        • micro:bit extension boardとは?

          0
          Thumb ki
          micro:bitは、イギリスBBCが中心になって開発した教育向け小型マイコンボード。
          イギリスの小学生に無償で配られたこともあり、授業での活用を通して、このマイコンボードに接続できる多くの各種拡張デバイスが開発、販売されています。

          本ボードもそういった拡張用ボードの一つです。
          4つのフルカラーLEDを自由な色に光らせたり、ヤマハのFM音源チップを鳴らす用途で、子供向けWSなどで活用してもらうために、このボードを製作しました。
          Small img 3505
          • 用途その1: フルカラーLEDの制御

            0
            Thumb ki
            本ボードの第一の機能は、PCA9685を利用したRGBフルカラーLEDの制御です。

            このボードにPCA9685、およびチップ部品をハンダ付けしていただくことによって、最大4つのフルカラーLEDをmicro:bitから簡単に制御できるようになります。
          • 用途その2: YMF825Boardを鳴らす

            0
            Thumb ki
            ウダデンシから販売されているヤマハ製FM音源チップを搭載したYMF825Boardが接続可能です。

            FM音源を使って、micro:bitのプログラミングで音楽を鳴らしたり、FM音源で発音する電子楽器を簡単に作ることが出来ます。
          • 用途その3: micro:bit拡張端子のピン接続用

            0
            Thumb ki
            micro:bitの全拡張端子を2.54mmピッチのピン接続に変換出来ます。
            また、I2C端子のピンも引き出しています。

            micro:bitの拡張端子を使った各種機能をこのボードから利用することが可能です。
        • フルカラーLED制御用の実装

          0
          Thumb ki
          フルカラーLEDを制御する用途では、以下の部品の実装が必要です。
          1. PCA9685
          2. 1608の10kΩ、1kΩ、0.1μFのチップ部品
          3. チップトランジスタ2SA1313

          さらに、micro:bit用のコネクタをハンダ付けし、フルカラーLED用のピン出力にピンなどをハンダ付けします。
          Small img 3507
          • 部品を実装する

            0
            Thumb ki
            写真の番号の部品は以下の通りです。
            1. チップトランジスタ2SA1313
            2. 抵抗10kΩ
            3. 抵抗1kΩ
            4. PCA9685
            5. コンデンサ0.1μF

            いずれも小型の表面実装部品ですが、頑張って手付けでハンダ付けしてみてください。
            Small img 3504
          • エッジコネクタのハンダ付け

            0
            Thumb ki
            エッジコネクタをハンダ付けします。
            実際に回路と接続しているのは、内側の2列だけなので、全部の穴をハンダ付けする必要はないです。
            Small img 3495
          • ピンヘッダのハンダ付け

            0
            Thumb ki
            LEDと接続するためにピンヘッダを付けておくと便利です。
            私は、写真のようなL型ピンヘッダをハンダ付けしました。

            LED1,LED2,LED3,LED4と書いてある端子にハンダ付けします。接続するLEDはアノードコモンを想定しており、各LEDごとに4本ある端子の一番左側には、3.3Vの電源電圧がかかります。
            Small img 3503
          • 接続するLED例

            0
            Thumb ki
            この拡張ボードと接続するLEDの一例を紹介します。

            写真で使っているLEDは以下の部品です。

            この部品と電流制御用の抵抗を付けた回路を本ボードの端子と接続します。
            ちなみに、抵抗は赤のLEDに75Ω、青と緑のLEDに4.7Ωを使っています。
            Small img 3508
          • プログラミング例(MycroPython)

            0
            Thumb ki
            micro:bit上の5×5 matrix LEDと本ボードで制御するLEDを光らせるMicroPythonのプログラムを添付します。
        • YMF825Boardの実装

          0
          Thumb ki
          micro:bitでYMF825を鳴らします。以下の部品が必要になります。
          ・YMF825Board
          ・三端子レギュレータ
          ・レギュレータ用コンデンサ


          • YMF825Boardの3.3V化

            0
            Thumb ki
            micro:bitは3Vで動作するので、YMF825Boardを3.3V IFで使用する必要があります。YMF825Boardの公式サイトで紹介されている通り、このボードを3.3V化します。

            3.3V化には、チップ抵抗の取り外しと、パッドのショートが必要です。非常に狭く極小箇所の作業となり難易度は高いですが、ハンダのコテ先を極細タイプに替えると、作業は簡単になります。

            • Small img 3537
            • Small img 3544
            • Small img 3545
          • 5V供給方法の選択

            0
            Thumb ki
            YMF825BoardはIFを3.3V化しても、音を出すために5V電源は必要です。
            本ボードでは三端子レギュレータを用い、5Vから3.3Vを生成しますが、5V電源をこのボードに入力する必要があります。

            5V電源を入力する方法を以下から選んでください。
            1. USB microB端子を直接表面実装でハンダ付けする。(PCBパターンはHIROSE ZX62)
            2. 5V in端子に直接5Vを入力する。
            なお、5V in端子に電源用マイクロUSBコネクタDIP化キット:秋月電子を取り付けることが可能です。
            Small fabble1
          • 三端子レギュレータのハンダ付け

            0
            Thumb ki
            三端子レギュレータとコンデンサをハンダ付けします。

            まず、1608の0.1μFのコンデンサをC2にハンダ付けします。
            次に三端子レギュレータを、写真の向きにハンダ付けします。
            最後に、三端子レギュレータを買った時に入っている47μF電解コンデンサを、写真の向きにハンダ付けします。
            • Small img 3549
            • Small img 3550
            • Small img 3551
          • エッジコネクタのハンダ付け

            0
            Thumb ki
            エッジコネクタをハンダ付けします。
            実際に回路と接続しているのは、内側の2列だけなので、全部の穴をハンダ付けする必要はないです。
            Small img 3495
          • YMF825Boardのハンダ付け

            0
            Thumb ki
            extension boardのYMF825Boardと書いてある穴にピンヘッダをハンダ付けし、そのピンヘッダにYMF825Boardをハンダ付けします。

            YMF825BoardのRST端子をポートで制御したい場合、P16をショートさせれば、micro:bitのPin8で制御が可能になります。
            • Small img 3552
            • Small img 3553
            • Small img 3582
          • プログラミング例(C++)

            0
            Thumb ki
            mbedのこちらのページにプログラムを公開しました。
            YMF825のサンプルプログラムを使って、自動に半音ずつ音が上がっていきます。
          • プログラミング例(MicroPython)

            0
            Thumb ki
            MicroPythonでも作成してみました。2秒ごとに、ピアノの音が鳴る、消えるを繰り返します。
        Add Card Order

        References

          Usages

          Convert State

           to Annotation.

          Select the numebr of the state to annotate.

          OK
          cancel
          Loading

          facebook

          , data-width="400", data-show-faces="true" data-send="true"
          , data-width="400", data-order-by="reverse_time"