micro:bit でスイッチインターフェース製作(電子工作 改訂版)

投稿者:マーチン 2018年10月8日

 以前、「micro:bit(マイクロ ビット)を使って、iPad のスイッチインターフェースを作る」という記事を書きましたが、書き足りなかった部分や、修正したほうがいい部分があったので、改めて記事にしました。
 前の記事は、【まほろば】micro:bit でスイッチインターフェース製作(電子工作)


●購入品

品目金額
【秋月電子】小型マイコンボードmicro:bit 2,160円
【秋月電子】電池ボックス 単3×2本 PHコネクタ付 70円
【マルツ】3.5mmモノラルジャック (MJ164H) 3個227円
【マルツ】超小形スライドスイッチ97円
石鹸ケース(Seria)108円
圧着端子 R0.5-3 6個
超低頭小ネジ M3×16(長さは12mmでも可) 3個
皿小ネジ M3×10 2個
ナイロンスペーサー M=3 L=2 3個
M3 ナット 9個、M3 座金 3個
M2 ネジ 2個、リード線 3本、両面テープ、乾電池
合計約3,000円
 ※前は、緩み防止のためにバネ座金を使用していましたが、ネジ締めを繰り返すと端子に傷がつくので、使用を止めました。
 ※ネジの違いが分からない人は、ネジの百科事典 を参考にしてください。


●製作方法

(1)モノラルジャックに8cmぐらいのリード線をはんだ付けする。この際、プラグの長いほうに黒線(GND)、短い方に赤線(信号)を付ける。反対側に圧着端子を、熱収縮チューブなどで絶縁して取り付ける。

(2)電池ボックスのリード線を途中で切断して、スライドスイッチをはんだ付けする。はんだ付けはここまでです。

(3)φ10mmの穴を2個、φ8mmの穴を3個、φ3.2mmの穴を3個、φ2.5mmの穴を2個あける。さらに、マイクロUSBコネクタ用15x8、スライドスイッチ用8x5の穴加工をする。
(追記) このスライドスイッチの位置だと、電源コネクタと近すぎて作業が難しいです。中心に対して反対側(写真では15x8よりも左側)に開けたほうがよかった。

(4)micro:bit の端子P0、端子3V に皿小ネジをナットで固定する。

(5)スライドスイッチをM2ネジで固定、電池ボックスを両面テープで固定する。電池ボックスのコネクタを、micro:bit 基板に挿す。

(6)micro:bit の端子P1、端子P2、端子GND に、超低頭小ネジ、座金、ケース、スペーサー(2mm)、基板の順に挿して、ナットで固定する。この時、赤い四角で囲ったように、ナットの面取りをしている方(丸まった方)を基板側にする。

(7)、モノラルジャックをケースの穴に通して固定し、赤線を 端子P0、端子P1、端子P2 に、黒線3本を端子GNDにナットで挟む。

●部品選定、組み立てのこだわり

◆皿小ネジ
 端子3Vは皿ネジを使っていて、ケースの外側から触れないようにしています。もし、3V端子が外に出ていて、電気を通しやすい物を外から接触させると、隣りの端子GNDや端子P2 とショートする可能性があるからです。また、頭が皿になっているので、必ずネジが穴の中心に来ます。もし、なべ小ネジだと、穴の端でも取り付けられてしまい、ネジの頭が隣の端子との短絡の可能性があります。
◆樹脂スペーサー
 ケースと基板の間に使います。間隔をあけるだけならナットを使ってもいいのですが、電気を通さないスペーサーのほうが、穴位置がずれたときにも、隣の端子と短絡するリスクが下がります。
◆超低頭ネジ
 ケースの表面に突出するため、値段は高いけど見栄えが良くなるように選んでいます。ナベ小ネジやバインドでも、機能的には変わりません。
◆ナット
 ナットには1種~3種という種類があり、1種のナットは片側のみ面取りとなっています。ナットの普通の使い方は、面取りしていない方を接合面にしますが、ここでは面取りしてある方を基板側にします。隣の端子との短絡のリスクを減らすために、あえてこのような使い方をしています。
◆座金
 超低頭ネジの下に座金を使用しています。ネジ頭をタッチした時に反応しやすくするために接触面積を大きくする目的です。
◆モノラルミニジャック
 例えば、【秋月電子】3.5㎜モノラルミニジャック MJ-355 は、使わないでください。このジャックに、ステレオミニプラグを挿入すると、GNDとR極が短絡する構造になっています。モノラルジャックにステレオプラグをつなぐこと自体が、正規の使い方ではないので、商品としては問題はないです。連載記事中のステレオプラグの外付けスピーカーが正常に動作しませんでした。

 【マルツ】3.5mmモノラルジャック (MJ164H) では、このような短絡はなく、動作することを確認をしています。
 あるいは、【秋月電子】3.5㎜ステレオミニジャック MJ-073H パネル取付用 の、GNDとL極だけを使用すれば、問題ありません。

◆購入先例
 1~2台作るだけなら、割高でもホームセンターで数個程度の小売りのものを買ったほうがいいですが、10台ぐらい作るなら以下のところで買ったほうが割安になります。(単に自分向けの覚書です)
品名値段単価
【モノタロウ】(+)皿小ねじ(鉄/三価ホワイト) M3x10 100個入215円2.2円/個
【モノタロウ】(+)超極低頭小ねじ(鉄/三価クロメート) M3×16 50個582円11.6円/個
【モノタロウ】六角ナット 2種(鉄/ユニクロ) M3 100個323円3.2円/個
【モノタロウ】ナイロンスペーサー M=3 L=2 50個431円8.6円/個
【モノタロウ】銅線用裸圧着端子(R型) 0.5-3 100個312円3.1円/個
【モノタロウ】収縮チューブ 直径2mm 2m 312円1.6円/10mm
【モノタロウ】アルカリ乾電池 単3形 20本 831円41.5円/本
【マルツ】塩化ビニル被覆平行電線 0.2sq 10m302円9.1円/30cm
合計3,308円約230円/台

●穴図面

 穴の位置関係の図面をダウンロードできます(PDFファイル)。これを印刷して、裏側から貼って、穴あけのときにお使いください。

 プリンタによっては、実寸から1~2%縮小(または拡大)して印刷されることがあります。一番下の50mmを実測してずれていたら、印刷時のカスタム倍率(Adobe Acrobat Reader DC)で調整してください。


◆連載

◆関連記事

◆関連サイト



Copyright © まほろば. All Rights Reserved.(http://mahoro-ba.net/)