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SWEST9で使用したブラックボックス端末

SWEST9の分科会で使用した、演習用のブラックボックス端末の設計データです。プリント基板の無駄な部分を修正しました。


概要 ━━━━

このハードウェアは、テンキーと液晶を備えており、入力したデータに演算をおこなって表示するようになっています。これを利用して、ブラックボックスの演習をおこなうことができます。SWEST9の開発プロセスを振り返るで、この端末を利用したワークショップをおこないました。

製作例の写真

web上でこのアルゴリズムを再現したものが、SWEST9のブラックボックスのページで体験できます。

利用条件 ━━━━

  • このデータやソフトウェア・ハードウェアは、商用・非商用にかかわらず、またサーバ・スタンドアロンにかかわらず、誰でも自由に利用できます。権利表示などは必要ありません。
  • このデータやソフトウェア・ハードウェアを改造した場合も、自由に利用することができます。また、自由に配布することができます。この場合も、権利表示などは必要ありません。
  • なお、内容や動作についての保証はできません。ご了承ください。

製造マニュアル ━━━━

  • データ一式ダウンロード:bb071029.lzh
    • プリント基板のガーバーデータ
    • PICのソースコード
    • 写真・図版

本ドキュメントは含まれていませんので、このページを印刷するか保存してください。

完成見本

製作例1の写真 (拡大) ---- SWEST9で使用

製作例2の写真 (拡大) ---- 古い基板データです

製作例3の写真 (拡大) ---- 古い基板データです

製作例4・5の写真 (拡大) ---- 基板左下のジャンパーが修正されています。

回路図・部品表

種類品番数量備考
ICPIC16F648A1
LCDSD1602HULB-XA1SC1602BS-B等でも可
D1S15882または相当品
R47Ω1
1kΩ4
C0.1μF3
SWタクトスイッチ18
その他18ピンICソケット1
ピンソケット1LCD接続用
ピンヘッダ1LCD接続用
電池ボックス1
CR20321
基板1下記の基板またはユニバーサル基板
A-one 310311キーパッド用フィルム
ゴム足4

回路図

LCDモジュールは5V駆動なので、PICのクロック出力を倍電圧整流して約4.5Vにしています。この電圧だと、特にコントラスト調整も必要ないようです。

回路上はスキャン線がフローティングになりますが、ソフトウェアでフローティング状態が続かないようにし、特にハードウェアでの対策はおこなっていません。気になる方は、スキャン線をプルアップしてください。

基板

電池ボックス・LCDモジュールは、それぞれ2種類のタイプに対応しています。

ユニバーサル基板で作る場合は、以下の写真を参考にしてください。

ユニバーサル基板部品面 (拡大)

ユニバーサル基板半田面 (拡大)

マイコン

ソースコードはbb071029.lzhに含まれています。PIC-STARTなどでマイコンに書き込んでください。

PIC16F648Aは秋月電子通商などで入手できます。3Vで駆動でき、クロック内蔵です。全体の消費電流は実測で2mAほどでしたので、200mAhのCR2032で100時間程度駆動できることになります。

キーパッド

レーザープリンタ対応の白色フィルムのラベルに、以下のPDFを印刷して、切り取って貼り付けてください。表面のかすれが気になる場合は、この上に透明なフィルムを貼ってしまうのもよいと思います。

最初はフィルムのねじれを心配して縦一列に切っていましたが、特に気にしなくても良いようです。

キーパッドの貼り付け例 (拡大) ---- 古い基板データです

ユーザーズマニュアル ━━━━

以下は、操作方法の説明です。

リセット

電池を入れると、以下の画面が表示されます。

Menu code:_

「1147」と入力します(これは起動パスワードです)。以下の画面が表示されます。

Press Enter key
(Long)

ワークショップの場合は、ここで参加者にブラックボックス端末を渡すとよいと思います。

教材の選択

どの状態でも、Enterキーを3秒以上押すと、「教材の選択」の画面になります。

Menu code:_

  • 起動パスワードの画面と同じですが、Clearキーを押すと元の画面に戻ります。

4桁の教材番号を入力します。

  • 「3922」を入力すると、教材「やさしい」が実行されます。
  • 「0647」を入力すると、教材「ふつう」が実行されます。
  • 「9423」を入力すると、教材「むず1」が実行されます。
  • 「2711」を入力すると、教材「むず2」が実行されます。
  • 「3235」を入力すると、教材「むず3」が実行されます。
  • 起動パスワード「1147」を入力すると、教材の実行カウントがクリアされ、さらに50回入力できるようになります。

数値の入力

教材を選択すると、以下の画面になります。

(-49)Input
00 00 00 00 Ok
  • 「-49」は、入力できる残りの回数を示しています。0番まで入力することができますので、あと50回入力できます。回数は、教材ごとに独立してカウントされます。

2桁の数値を4組入力します。

  • テンキーを押すと、カーソル位置に数字が入力され、カーソルが右に移動します。
  • ←→でカーソルを動かすことができます。
  • ↑は、直前に実行した結果の画面に戻ります(1回目のときは、常に0が表示されます)。
  • 「Ok」にカーソルを合わせてEnterキーを押すと、入力した数値で計算がおこなわれ、「結果の確認」に進みます。

結果の確認

計算がおこなわれると、次の画面になります。

(-49)01 02 03 04
+002+005-002+001
  • 「-49」は、入力したときの番号です。
  • 「01 02 03 04」入力した数値がそのまま表示されます。
  • 「+002+005-002+001」は、2、5、-2、1の組が計算結果であることを示しています。

古い計算結果を呼び出すことはできないので、ノートなどにメモした上で、次の数字を入力していきます。

  • ↓は、数値の入力画面に進みます。ただし、すでに50回入力してしまった場合は、それ以上入力できません(番号が「0」になります)。

関連項目 ━━━━

[090903]追記: ブラックボックス演習は、以下で使用しました。


 
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