====== 簡易電源タイマー(切り忘れ防止) ======
===== 概要 =====
半田ごてを使用していて、うっかり電源を切り忘れてしまい、翌日にヒヤッとしたときが、過去に幾度かあります。
そこで今回は、電源の切り忘れを防止するための“電源タイマー"を製作しみました。
<仕様>
* タイマーの設定値は、1分~999分まで設定出来ます。(EEPROMに記憶)
* 商用電源(100V)をSSR(ソリッドステートリレー)を使用してON/OFFさせます。
* スタートスイッチを押下すると、設定した時間だけSSRをONします。
* 動作中に、スタートスイッチを押下すると、再スタートします。
* ストップスイッチを押下するとSSRをOFFします。
* タイムアウト直前の1分間は、1秒周期でブザーを鳴らせます。
<タイミングチャート>
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144350.png?500}}
===== 動作原理(ハードウェア) =====
◎タイマー値の表示
3桁の7セグLED(カソードコモン)を簡易接続方式で使用します。
※通常はトランジスタなどを利用して制御します)
◎商用電源(100V)のON/OFF
秋月電子で販売している、「ソリッド・ステート・リレー(SSR)キット」を使用します。
===== 動作原理（ソフトウェア） =====
◎メイン処理(タイマーモード)
* スタートスイッチ(SW1)が、押下されると、SSRをONにし、カウント変数(count_msec)に、設定値(set_up_count)をセットします。ドットフラグ(dot_flg)をONにします。
* ストップスイッチ(SW2)が、押下されると、SSRをOFFにします。ドットフラグ(dot_flg)をOFFにします。
* カウント変数(count_msec)が、“0"になると、SSRをOFFにします。ドットフラグ(dot_flg)をOFFにします。
* タイムアウト直前の1分間は、1秒周期でブザーを鳴らせます。
◎メイン処理(設定値変更モード)
* “分"インクリメントスイッチ(SW1)が、押下されると設定値(set_up_count)を“1分"インクリメントします。
* “分"デクリメントスイッチ(SW2)が、押下されると設定値(set_up_count)を“1分"デクリメントします。
◎メイン処理(その他)
* カウント変数(count_msec)から、“分"を求め、表示データ(seg_data)に設定します。
◎割り込み処理
* TIMER2を使用して、1msecの割り込みを発生させます。
* ダイナミック点灯処理を呼び出します。
* カウント変数(count_msec)をデクリメントします。
* ブザー用のビットをON/OFFします。
◎ダイナミック点灯処理
* 呼び出される毎に、7セグLEDの桁を順次切り替えて、表示データ(seg_data)の値を点灯させます。
* 1桁目のドットをON/OFFします。
===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144501.png}}
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144507.png}}
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
＜電源タイマー＞
*/
//**********************************************************************
//■■■マクロ定義■■■
//7SEG-SELECT
#define SEG_ON 0
#define SEG_OFF 1
sbit SEG1 at PORTA.B6;
sbit SEG1_Direction at TRISA.B6;
#define SEG1_ON SEG1 = SEG_ON
#define SEG1_OFF SEG1 = SEG_OFF
sbit SEG2 at PORTA.B7;
sbit SEG2_Direction at TRISA.B7;
#define SEG2_ON SEG2 = SEG_ON
#define SEG2_OFF SEG2 = SEG_OFF
sbit SEG3 at PORTA.B0;
sbit SEG3_Direction at TRISA.B0;
#define SEG3_ON SEG3 = SEG_ON
#define SEG3_OFF SEG3 = SEG_OFF
//7SEG-DATA
#define SEG_DOT_ON 1
#define SEG_DOT_OFF 0
#define SEG_DATA PORTB
#define SEG_DATA_DOT PORTB.B7
#define SEG_DATA_Direction TRISB
//switch
sbit SW_START at PORTA.B3;
sbit SW_STOP at PORTA.B4;
sbit SW_UP at PORTA.B3;
sbit SW_DOWN at PORTA.B4;
sbit SW_MODE at PORTA.B5;
//SSR
#define SSR_ON 1
#define SSR_OFF 0
sbit SSR at PORTA.B2;
//BUZZER
sbit BUZZER_BIT at PORTA.B1;
//other
#define INPUT_MODE 1
#define OUTPUT_MODE 0
#define BYTE unsigned short
#define WORD unsigned int
#define DWORD unsigned long
#define UN_LOCK 0
#define LOCK 1
//**********************************************************************
//■■■関数＆共有データ宣言■■■
extern void main();
extern void init_segment();
extern void init_timer();
extern void segment_disp();
extern void segment_set_data(short seg1, short seg2, short seg3);
extern void interrupt();
extern void buzzer(short msec);
extern DWORD count_msec;
extern short dot_flg;
extern BYTE buzzer_flg;
//**********************************************************************
//■■■メイン関数■■■
void main()
{
DWORD tmp, set_up_count;
WORD minute;
BYTE m1, m2, m3, mode, cnt, sec_new, sec_old;
union {
DWORD _long;
BYTE _short[4];
} set_up_count_eeprom;
//
OSCCON = 0b01110000; //クロックを8MHzに設定します。
ANSEL = 0b00000000; //A/D変換モジュールは使用しません。
TRISA = 0b00111000;
//
mode = 0;
SSR = SSR_OFF;
count_msec = 0;
dot_flg = SEG_DOT_OFF;
//
init_segment();
init_timer();
// カウント値を読み込む
set_up_count_eeprom._short[0] = Eeprom_Read(0);
set_up_count_eeprom._short[1] = Eeprom_Read(1);
set_up_count_eeprom._short[2] = Eeprom_Read(2);
set_up_count_eeprom._short[3] = Eeprom_Read(3);
set_up_count_eeprom._long = ((set_up_count_eeprom._long < 60000) || (set_up_count_eeprom._long > 59940000)) ? 3600000 : set_up_count_eeprom._long;
set_up_count = set_up_count_eeprom._long;
// 割り込みを許可します。
INTCON.PEIE = 1;
INTCON.GIE = 1;
//
for (cnt = 0; cnt < 5; cnt++) {
segment_set_data(10, 10, 10);
buzzer(100);
segment_set_data(11, 11, 11);
Delay_ms(100);
}
//
while (1) {
//タイマースタート
if ((SW_MODE == 1) && (SW_START == 0)) {
mode = 1;
SSR = SSR_ON;
dot_flg = SEG_DOT_ON;
count_msec = set_up_count;
sec_old = 60;
buzzer(100);
}
//タイマーストップ
if ((SW_MODE == 1) && (mode == 1) && (SW_STOP == 0)) {
mode = 0;
SSR = SSR_OFF;
dot_flg = SEG_DOT_OFF;
for (cnt = 0; cnt < 5; cnt++) {
segment_set_data(10, 10, 10);
buzzer(100);
segment_set_data(11, 11, 11);
Delay_ms(100);
}
}
//タイムアウト
if ((mode == 1) && (count_msec == 0)) {
mode = 0;
SSR = SSR_OFF;
dot_flg = SEG_DOT_OFF;
for (cnt = 0; cnt < 5; cnt++) {
segment_set_data(10, 10, 10);
buzzer(100);
segment_set_data(11, 11, 11);
Delay_ms(100);
}
}
//設定値（分）のインクリメント
if ((SW_MODE == 0) && (mode == 0) && (SW_UP == 0)) {
set_up_count += 60000;
set_up_count_eeprom._long = set_up_count;
Eeprom_Write(0, set_up_count_eeprom._short[0]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(1, set_up_count_eeprom._short[1]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(2, set_up_count_eeprom._short[2]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(3, set_up_count_eeprom._short[3]);
Delay_ms(20);
}
//設定値（分）のデクリメント
if ((SW_MODE == 0) && (mode == 0) && (SW_DOWN == 0)) {
set_up_count -= 60000;
if (set_up_count < 60000) {
set_up_count = 60000;
}
set_up_count_eeprom._long = set_up_count;
Eeprom_Write(0, set_up_count_eeprom._short[0]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(1, set_up_count_eeprom._short[1]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(2, set_up_count_eeprom._short[2]);
Delay_ms(20);
Eeprom_Write(3, set_up_count_eeprom._short[3]);
Delay_ms(20);
}
//タイムアウト直前の１分間
if (mode == 1) {
tmp = count_msec;
minute = tmp / 60000;
if (minute == 0) {
sec_new = tmp / 1000;
if (sec_new != sec_old) {
buzzer(100);
sec_old = sec_new;
}
}
minute++;
} else {
tmp = set_up_count;
minute = tmp / 60000;
}
//タイマー値の表示
m1 = minute / 100;
m2 = (minute % 100) / 10;
m3 = minute % 10;
if (m1 != 0) {
segment_set_data(m1, m2, m3);
}
if ((m1 == 0) && (m2 != 0)) {
segment_set_data(11, m2, m3);
}
if ((m1 == 0) && (m2 == 0)) {
segment_set_data(11, 11, m3);
}
//
Delay_ms(100);
}
}
//**********************************************************************
void buzzer(short msec)
{
buzzer_flg = 1;
Vdelay_ms(msec);
buzzer_flg = 0;
}
//**********************************************************************
//■■■セグメント初期化関数■■■
void init_segment()
{
SEG1_Direction = OUTPUT_MODE;
SEG1_OFF;
SEG2_Direction = OUTPUT_MODE;
SEG2_OFF;
SEG3_Direction = OUTPUT_MODE;
SEG3_OFF;
//
SEG_DATA_Direction = 0b00000000;
SEG_DATA = 0xFF;
}
//**********************************************************************
//■■■タイマー初期化関数■■■
void init_timer()
{
T2CON.T2CKPS1 = 0;
T2CON.T2CKPS0 = 0;
T2CON.TOUTPS3 = 1;
T2CON.TOUTPS2 = 1;
T2CON.TOUTPS1 = 1;
T2CON.TOUTPS0 = 1;
TMR2 = 0;
PIE1.TMR2IE = 1;
PIR1.TMR2IF = 0;
PR2 = 125; //125=1msec/((1sec/8MHz)*4*16PS)
T2CON.TMR2ON = 1;
}
//**********************************************************************
//■■■セグメントデータ設定関数■■■
short seg_dat[3] = {0, 0, 0};
//
void segment_set_data(short seg1, short seg2, short seg3)
{
seg_dat[0] = seg1;
seg_dat[1] = seg2;
seg_dat[2] = seg3;
}
//**********************************************************************
//■■■割り込み関数■■■
DWORD count_msec = 0;
BYTE buzzer_flg = 0;
//
void interrupt()
{
if (PIR1.TMR2IF == 1) {
PIR1.TMR2IF = 0;
//
segment_disp();
if (count_msec > 0) {
count_msec--;
}
//
if (buzzer_flg == 1) {
BUZZER_BIT = ~BUZZER_BIT;
}
}
}
//**********************************************************************
//■■■セグメントデータ表示関数■■■
short seg_tbl[12] = {
0b00111111, //0
0b00000110, //1
0b01011011, //2
0b01001111, //3
0b01100110, //4
0b01101101, //5
0b01111101, //6
0b00100111, //7
0b01111111, //8
0b01101111, //9
0b01000000, //-
0b00000000 //space
};
short seg_cnt = 0;
short dot_flg = 0;
int dot_cnt = 0;
//
void segment_disp()
{
dot_cnt++;
if (dot_cnt == 1000) {
dot_cnt = 0;
}
//
switch (seg_cnt) {
case 0:
SEG3_OFF;
SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[0]];
SEG1_ON;
seg_cnt = 1;
break;
case 1:
SEG1_OFF;
SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[1]];
SEG2_ON;
seg_cnt = 2;
break;
case 2:
SEG2_OFF;
SEG_DATA = seg_tbl[seg_dat[2]];
SEG3_ON;
seg_cnt = 0;
//
if (dot_flg == SEG_DOT_OFF) {
return;
}
//
switch (dot_cnt / 500) {
case 0:
SEG_DATA_DOT = 0;
break;
case 1:
SEG_DATA_DOT = 1;
break;
}
break;
}
}
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144616.png?500}}
SSRには、秋月電子のキットを使用しました。
全体を乾電池(3V)駆動させるため、制御入力側の抵抗を、330Ω￫100Ωに変更しました。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144629.png?500}}
左側:設定値を10分にしました。1桁目のドットは消灯したままです。
右側:スタート直後です。1桁目のドットが点滅します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144638.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144647.png}}
左側:SSRに扇風機を接続し、スタートさせました。扇風機が回っています。
右側:タイムアウトして、扇風機が停止します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144708.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144713.png}}
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