うＳＢ対応ＸＹステージ制御用基板　　　

　　ＵＳＢ対応ＸＹステージ制御用基板　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００９．１０．３０

　
　　　ここで紹介しているものは、正常に動かす為のファームを公開していません。
　　　公開予定も未定です。製作にないようにお願いします。

　　注意　　　（２０１０．１０．５）
　　　ここで使用しているUSBシリアルですが、通信（マイコンからパソコン）で文字が欠落する場合が
　　　あることがわかりました。　パソコンにより、発生したりしなかったりします。
　　　USBシリアルのファームが改善しない限り、直りません。（開発元では改善の意思なし？）
　　　これから作る場合、この基板は止めた方が賢明です。
　　　こちらのタイプをお勧めします。
　　　https://ss1.xrea.com/vega.s58.xrea.com/telescope/qcamft/control/control-new2.htm
　　　すでに作成された方で、具合の悪い場合は、パソコンソフト側で対処可能な場合もありますので
　　　連絡下さい。
　　　もしこの問題を承知の上で製作される場合は、ファームの書き換え環境を手元に置いて（AVRライターを所有して）
　　　製作された方が良いでしょう。

　　　データの欠落はこんな感じ　　赤の部分

送信データ	受信データ
Ｃ１０ＦＸＸＸ Y	Ｃ＿OK １＿OK ０＿OK Ｆ＿OK Ｘ＿OK Ｘ＿OK Ｘ＿OK Y＿OK	正常の例
Ｃ１０ＦＸＸＸＲ	Ｃ＿OK １＿OK ０＿OK Ｆ＿OK Ｘ＿OK ＿OK ＿OK ＿OK	データ欠落の例欠落は、先頭の１バイト

　　　　　　　　　　ファームに手を入れて、１文字、１文字転送の間に50msのWAITを入れ
　　　　　　　　　　最大転送バイト数を７バイトにしたところ、転送エラーがなくなりました。
　　　　　　　　　　そこで、ボーレートを変え、別のパソコンでも試してみました。

　　　　　　　　　　パソコンAでは、成績良いですが、パソコンＢは、全く駄目ですね。
　　　　　　　　　　エラーの内容は、先頭バイトが欠落します。
　　　　　　　　　　こんな訳で、これを作るのは、とてもリスクが高いです。

　　対策しました。　　2010.10.21
　　　　~~ファームにも手を入れたら絶好調になりました。４８００～３８４００　、パソコンA、パソコンBで　安定に動いてます。~~
　　　　~~まず問題無いと思います。　　　　　現在公開準備中です。~~
　　　　安定に動いてはいますが、対処療法による対策で、マザーボードによりトラブルが起きる場合も考えられます。
　　　　ファームの公開は、止めることにします。

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　　　Windows98, WindowsMe では、動作しません。（2010.5 追記）
　　　　　　
　　　(1) 新しい回路です　　~~2009.10.15 改~~　 2010.6.8 改

　　　　　　・　ＭＡＸ２３２等のＣＯＭポートＩ／Ｆの部分を変更し、ＵＳＢに接続するようにしました（Attiny2313使用）
　　　　　　　　パソコンから見れば、ＣＯＭポートの機器に見えます。

　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＵＳＢの部分のみ

　　　　　　・　モータードライブの部分は、前と全く同じです。　ファームも同じのが使えます。
　　　　　　　　Ａｔｔｉｎｙ２３１３を２個使用することになります。
　　　　　　　　　秋月では、Ａｔｔｉｎｙ２３１３は、＠１００円で購入できます。

　　　　　　・　ＵＳＢ　シリアル変換のファームは、ここから入手して下さい。
　　　　　　　　http://www-ice.yamagata-cit.ac.jp/ken/senshu/sitedev/index.php?AVR%2FHIDaspx_news02#o2ec2e47
　　　　　　　　　usbRS232(ファームウェア, ソースコード) ※4　：　usbRS232-2009-0914.zip

　　　　　　　又デバイスドライバーは、ここから入手して下さい。　Windows98、WindowsMe　には対応していません。（使用不可）
　　　　　　　　　　http://www.recursion.jp/avrcdc/downloadj.html
　　　　　　　　　　　avrcdc_inf.zip (40 KB, 2009-08-24 更新)

　　　　　　　まれに動かないマザーボードがあるらしいでが、USBハブ使用で解決する場合があるらしいです。
　　　　　　　　　
　　　　　　　動かない場合は、入手元の掲示板で解決できるかもしれません。

　　　　　　・　私は、ＵＳＢシリアルの部分だけ作成し、既存の部分と接続して確認しました。（　ＯＳ：WinＸＰ）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（青色ledが２個ですが飽和してます。これは改造前の写真。）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ショットキーバリアーダイオードをLEDと直列接続しました。　これでD-端子は、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　約２.8Vが3.0Vになり、LEDの明るさも減って具合よくなりました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　部品を追加しました。ＲＳ２３２Ｃの通信確認用ＬＥＤを追加。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＸＹステージのファームとの通信は、これを使用。　上とドッキングします。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　赤ＬＥＤは、Ｘモーター、Ｙモーターを動かした（つもり）場合に点燈。

　　　　　　　　　回路図どうりのパーツが無かったので、次のようにしましたが、動作しました。
　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　ＵＳＢのマイコンは、ＡＴＴＩＮＹ２３１３－２０ＰＵが良いです（１２Ｍｈｚで動かすから）。
　　　　　　　　（ＡＴＴＩＮＹ２３１３Ｖ－１０ＰＵは、１０Ｍｈｚまでなので規格外の働き）

　　　　　　　ＳＵＢから電源をとっています。5Vで動かした方が都合が良いです。
　　　　　　　モーター以外の電源はＵＳＢから供給できるはずです。
　　　　　　　１２Ｍｈｚは、セラロックは不可で、必ずクリスタルです。
　　　　　　　　ＺＤ（ツェナーダイオード）を使用する場合は、３．６Ｖ（３．０Ｖ～３．６Ｖが使える）がよいそうです。（極性注意）
　　　　　　　ｌｅｄを使う場合は、１個の場合は、青色以外不可です。（今回の動作時　２．８Ｖで少し低すぎ）
　　　　　　　赤色led等を２個直列で動作する方法もあるそうです。（３．３Ｖ前後にして）
　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　青色LED　　　　　　　　　　　　　ツェナーダイオード

　　　　　　ＵＳＢに接続する（マイコンに電源を供給）と、デバイスドライバーを要求されますので、上記を解凍しておいて、
　　　　　　そのフォルダからインストールさせて下さい。　　　上記ＨＰに詳しい説明があります。
　　　　　　コントロールパネル　->　システム　->　ハードウエア　->デバイスマネージャ　から　割り当てられたＣＯＭｘ（ＣＯＭ３とかＣＯＭ４とか）
　　　　　　が分かります。

　　　　　　Ｄ－に接続しているＬＥＤは、電源を供給した瞬間から光ります（プルアップしてるから）。
　　　　　　Ｄ＋に接続しているＬＥＤは、電源を供給した後点滅し、その後は（通信してる）光ります。
　　　　　　両方ＵＳＢ通信時にわずかに、瞬きます。

　　　　　　「ＢＵＳＹ　ＬＥＤ」　は、通常は、点燈せず、ＲＳ２３２Ｃ通信している間のみ点滅します。
　　　　　　ここは明るめにしないと、フラッシュがパッパッパッとなりません。ボーっと光るとかっこ悪いです。
　　　　　　まあこれは無くても、動いてしまえば不要ですが。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　ここで手順を追う場合は、ＵＳＢ用シリアル用マイコン外した状態での２ピン，３ピンを接続（短絡）し、ターミナルソフト
　　　　　　からループバックテスト（入力したキーがそのまま帰ってくるかのテスト）ができます。

　　　　　ドライブ用マイコンと正しく接続し、QCAMFTのモーター設定でＣＯＭｘを変更してください。
　　　　　これでＱＣＡＭＦＴから使用できるようになります。

　　　　　問題が１つあります。ファームの読出しが正しくできません　（Ver３．０Ａ２０）。　それ以外は、ＯＫでした。
　　　　　対処したＶｅｒ３．０Ａ２１　以降を使用してください。

　　　　　「使用した感想」
　　　　　　　安定に動いてます。　不安定な印象は、ありません。
　　　　　　　通信QCAMFTの通信テストに常用することにします。　モーター回さないのなら、電源不要で楽です。

　（２）　
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　　　　ＵＳＢコネクタ端子
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　こんなのありました。共立エレショップ　
　　　　　　　　　　　　http://eleshop.jp/shop/g/g94F311/　　　\250

　ＵＳＢコネクタの端子

　①５Ｖ (パソコンから供給）
　②Ｄ－
　③Ｄ＋
　④ＧＮＤ
　
周りの金属は、ＧＮＤに

ミニタイプ（上と下）は、
使用しない端子あり（③と④の間）

自作のＵＳＢ機器接続は、パソコン故障の
リスクがあります。（電源ショートなど）

私のパソコンてでの実測値

外側のケース（線のシールドと同じ）に対する電圧です

①　５Ｖ
②　４．３ｍＶ
③　４．３ｍV
④　０Ｖ

②と③は、逆に配線しても壊れないそうです。

　　　　　　　　　　　　　　　　１００円ショップでＵＳＢケーブルを購入し、機器側の先端を切って線をバラし、
　　　　　　　　　　　　　　　基板に半田付けする手もあります。
　　　　　　　　　　　　　　　線の色は、このパターンが殆どらしいです。　テスターで確認してください。
　　　　　　　　　　　　　　　　　赤：５Ｖ
　　　　　　　　　　　　　　　　　白：Ｄ－
　　　　　　　　　　　　　　　　　緑：Ｄ＋
　　　　　　　　　　　　　　　　　黒：ＧＮＤ

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　　　　　ＵＳＢ部分で秋月で購入できるもの
　　　　　　　AＴＴiny2313　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01600/ 　　こっちが良いらしい
　　　　　　　　　　　　　　　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01720/　　動くらしいけど規格外の使い方
　　　　　　　１２Ｍｈｚ　クリスタル発振子　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01765/
　　　　　　　青色ＬＥＤ　　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01222/
　　　　　　　ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ、ＵＳＢミニタイプ　２種類）
　　　　　　　　　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-00161/　　　　ＵＳＢコネクタ（Ｂタイプ、メス）　
　　　　　　　　　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-02107/　　　ヒロセ表面実装用ＵＳＢコネクタ・ミニＢ
　　　　　　　　　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-02235/　　　ミニＢタイプ

　　　　　ＵＳＢ部分で共立エレショップで購入できるもの　　http://eleshop.jp/shop/default.aspx
　　　　　　　２２ＰＦ　　　　　　　　　　http://eleshop.jp/shop/g/g4C613I/
　　　　　　　３．３Ｖツェナーダイオード　http://eleshop.jp/shop/g/g91S316/
　　　　　　　LED青　　　　　　　　　　　　http://eleshop.jp/shop/goods/search.aspx
　　　　　　　ＵＳＢコネクタ　　　　　　　　　http://eleshop.jp/shop/goods/search.aspx?style=D&search.x=0&tree=11201127
　　　　　　抵抗　　　　　　　　　　　　　　http://eleshop.jp/shop/contents3/search_regis.aspx

　　　（２）　　製作

　　　　　　　　　　　　トナー熱転写のパターンを配布しています。

　　　　　　　　　ここでは、新しくなった部分のみです。

　　　　　　　　　　　基板パターンのＣＡＤデータ（kban形式）とkbanの再配布は、これ。　　　2009.10.14

　　　　　　　　　　　ドリルサイズを変更しました。　これ（Limit　Drill　Size　をチェックしない）
　　　　　　　　　　　で印刷してして下さい。（６００は、プリンターに合わせる）
　　　　
　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　ＵＳＢコネクタは、２種類並列につけてます。（どちらかあればＯＫ）
　　　　　　　　　　　使用時は、どちらかに挿し込みます。　両方挿すと、パソコン壊れるかも。

　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板の部品側から、透視して見たパターンです。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　黄色ノ線は、シルクノ線で、部品を表しています。
　　　　　　　　　　　　　緑色線は、トップのパターンでジャンパ線を表しています。　、

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　部品配置です。

　　　　　　　　　　　　　　　　ＳＵＢ１は、ＳＵＢ－Ｂタイプ　（写真真中）コネクタ
　　　　　　　　　　　　　　　　ＳＵＢ２は、ＳＵＢミニ　（写真上）のコネクタ
　　　　　　　　　　　　　　　　ボリＳＷ０は、100mＡ（マイコン用）
　　　　　　　　　　　　　　　　ボリＳＷ１は、100mＡ（制御回路用）
　　　　　　　　　　　　　　　　ボリＳＷ２は、３Ａ（モーター電源用）

　　　　　　　　　　　　　　　　ＪＰ１４は、基板上で電源を共通（同時に供給）にする場合必要です。
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　右側の縦長黒線は、全てジャンパー線（１２本）です。　上記の緑線

　　　　　　　　　　　　　　電源は、２種類必要です。
　　　　　　　　　　　　　　　Ａ．　モーター用　　５Ｖ、３Ａ
　　　　　　　　　　　　　　　Ｂ．　制御系　　　５Ｖ、０．１Ａ以下
　　　　　　　　　　　　　　　

	ＴＡ７２５７Ｐの７ピン	ＴＡ７２５７Ｐの６ピン	ATTINY2313－１　の20ﾋﾟﾝ	ATTINY2313－２　の20ﾋﾟﾝ
Ａ．モーター用	○				外部から
Ｂ．モーター制御系		○			外部又は　ＵＳＢから
Ｃ．　マイコン			○	○	外部又は　ＵＳＢから

　　　　　　制御系の電源をＵＳＢ端子から取る場合は、誤配線等でパソコンにダメージを与えるリスクがあります。
　　　　　　基板が正しく動作することを確認し、その後に電源をＵＳＢに切替する方法もあります。
　　　　　　又電源の投入順序は、モーター用を後（又は同時）に入れて、先（又は同時）に切る必要があります。（ＴＡ７２５７Ｐ保護）

　　　　　　ＵＳＢから電源をとる方法は一見便利そうですが、電源投入順序などの煩わしさ（故障リスク）があるので、
　　　　　　マイコン以外の電源を外部から取る方法をお勧めします。　　電源は、同時投入。

　　　　　　もしＵＳＢから電源をとる場合は、ボリスイッチ0を使います。
　　　　　　外部電源は、ボリスイッチ１、ボリスイッチ１を介して供給します。　外部電源と、ＵＳＢ電源がぶつかる（同時に
　　　　　供給する）と、パソコンが壊れる恐れあります。

　　　　　 TA7257Pノ代わりにＴＡ７２４８Ｋを使用する場合は、６ピンに配線せず、７ピンにモーター用電源を配線します。ボリＳＷ２
　　　　　　をボリＳＷ１の位置につけます。　この場合は、ＳＵＢからの電源は、マイコンのみに供給します。
　　　　　　又ファームは、ＴＡ７２４８Ｋ対策したＶｅｒ１．４を使用します。
　

　　　　電源供給方式
　　　　　　　①　方式１　
　　　　　　　　　　ボリＳＷ０、ボリＳＷ１、ボリＳＷ２、ＪＰ４　使用
　　　　　　　　　　ＵＳＢ
　　　　　　　　　　　　　ATTINY2313（ＵＳＢ用)､ATTINY2313（ﾓｰﾀｰ制御用)
　　　　　　　　　　外部電源　５Ｖ（３Ａ程度）
　　　　　　　　　　　　　ＴＡ７２５７ＰにＪＰ４を結線して供給する。ＪＰ４使用で同時（同じタイミング）供給ができる。
　　　　　　　②　方式２　（全て外部から）
　　　　　　　　　ボリＳＷ１、ボリＳＷ２、ＪＰ４　使用　（ボリＳＷ０は、使用しない。間違うとパソコン壊れるかも。）
　　　　　　　　　上記のパターンの白丸（２個ある）のうち、いずれか一方をショートさせる。（これで２個のATTINY2313供給される）
　　　　　　　　　ＪＰ４に位置から外部電源（５Ｖ、３Ａ程度）を供給する。

　　（３）　プリント基板作製

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　トナーの熱転写方式で、作ってみました。　もっと綺麗に作るつもりでしたが．．．．．．。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板は、左右反転します。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　こんなように
　　　　　　https://ss1.xrea.com/vega.s58.xrea.com/telescope/qcamft/pcb/pcb.htm

　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（４）　製作と確認手順

　　　　　　　準備としてマイコンファームを書き込んでおきます。
　　　　　　①　まずモータードライブＩＣ付近以外の部品を付けます。
　　　　　　　　マイコンは、ソケットをします。
　　　　　　②　ＵＳＢシリアルのマイコンを実装し、ＵＳＢに接続します。
　　　　　　　　デバイスドライバーが要求されるので、インストールし　Ｖirtual　Ｃominucation　Port　（上記）なっているか
　　　　　　　　確認します。
　　　　　　③　ＵＳＢシリアルとし動作しているか確認するには、モータードライブ用マイコンを実装せず、
　　　　　　　　ＩＣピン上で２，３ピンをショート（抵抗の余り線等）します。
　　　　　　　　ここでターミナルソフトで、エコーバックすることで確認できます。（ＣＯＭｘを合わせる）
　　　　　　③　モータードライブ用マイコンを実装すれば、QCAMFTで通信のテストが出来ます。
　　　　　　　　　ＣＯＭｘを合わせれば、ＱＣＡＭＦＴから全ての操作（モータは動きませんが）ができます。

　　　　　　④　残りの部品を付け、外部からモーター用電源を接続し、モーターを接続してます。
　　　　　　　　これでモーターが動けば基板は完成。

　（５）　　基板使ってみました　　　　　2010.6.7

　　　　　動作するか分からない基板パターンを公開するのは、マズイですね。
　　　　　ということでモータドライブIC以外のパーツを実装してみました。

　　　　　手持ちの関係で、回路図とは値が結構異なりますが。　　

	１作目の基板を使いました。ツェナーダイオードが無いので、青色ダイオードを使いました。青色LEDは、仮付けです。抵抗は、1/6Wです。 1/4Wでは、R4,R5の穴間隔が少し狭すぎます。　電源は、USBから取ってます。モータードライブICの、実装予定はありません。
	パターンが広いので半田は、半球状態にならずあまり綺麗　ではありません。　サーマルランドにすれば、綺麗になると思います。
	パターンに間違いは、無かったようで動作しました。 QCAMFTから通信させました。 USB端子、どちらでも使用可能でした。クランプの為の青色LEDの電圧は、２．６２Vとなり USBの規格（2.8V～3.6V）より外れてしまいました。動作してますが、信号電流が流れすぎてパソコンの負荷になるはず。 LEDにシリコンダイオードを直列に入れました。 D-端子の電圧は、3.15Vになり、LEDの明るさも自然になりました。左端のLEDと右端のLEDが通信中に点滅します。写真は、改造前のものです。
	これからは、このタイプのマイコン書込み依頼があった場合、　これを使い動作確認します。

基板上のボリSW0を取り外しました。
これでUSB（パソコン）からの電源供給は、なくなります。

代わりに外部電源5Vに接続しました。

電源を供給するとD-側のLED(D1）のみ光ります。

この状態でUSBでパソコンと接続するとD+側のLEDが数回点滅し、その後
薄く光ります。　パソコンがこの機器を認識した状態です。
デバイスマネージャーで確認できます。

この状態で外部電源を切ると、LEDは消えデバイスマネージャーからも
消滅します。

【実際にQCAMFT（測定ソフト）を使う場合】

COMポートの自動オープンを使用する場合先に基板に電源を供給し、

その後QCAMFTを起動します。逆にすると、「COMxが使えません」

のメッセージが出ます。

　　改定回路図　 2010.6.22 改

　　　 ① USB（パソコンj）から電源供給はせず、全て同一の外部電源(5V)から供給します。
　　　　　上の回路図は、電源の供給が曖昧で、誤解を招く恐れがありました。
　　　　　ボリＳＷ０は、使用しません。（特に注意して下さい。パソコン壊れます）
　　　　　こうすれば、ドライブICの同時供給、同時遮断の条件は、満たされるます。
　　　　　このﾊﾟﾀｰﾝを使用する場合は、､上側の白丸の部分をショート(通電)します｡
　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　（このパターンには、まだC2がありません。）

　　　 ② C2の0.1uFを追加。
　　　　　　古い基板パターンを使用する場合は、C1の脇に実装してください。
　　　　　　　
　　　　③　D1は、D2は、無調整で使用できる3.6V（3.3V～3.6V）のツェナーダイオードの使用をお勧めします。
　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＴＯＰへ

	回路図	実際のパーツ
Ｒ１、Ｒ２	６８Ω	１００Ω
Ｒ３	１．５ＫΩ	２．７ＫΩ
Ｃ２、Ｃ３	２２ＰＦ	２０ＰＦ
Ｒ４、Ｒ５	１２０Ω	１００Ω

	BPI	パソコンA	パソコンＢ
１	4800	○	Ｘ
２	9600	○	Ｘ
３	19200	○	Ｘ
４	38400	Ｘ	Ｘ