MPW5 問題発生?
PIC16F1454/55/59の対応?
知り合いに「『PIC16F1454/55/59』はソケット非対応だよ。」と言ったら「何で?最新PICじゃない。」と、言われました。 知ってる人はいると思いますが、従来のICSPCLK/ICSPDATが低圧でしか使えなくなり、しかも新しい位置が従来の18PINの電源と重なると。 ので簡単には対応出来ません。 と言うことで、制御用PICをPIC18F25K50に変更しょうと思っています。
PIC18F14K50版は、MPW5-ICSPとしてICSP専用で作ります。 +5V/+3.3Vの電源切り替え機能やVPP生成及び書き込みは、多分共通にできると思います。
(回路とプログラムが少し無駄になったけど修正します。待っていた人…遅れてごめんなさい。)
以降 MPW5 の初期仕様
MPW5 (MPW3の3.3V対応版)
低圧対応版を作るか迷ったのですが、手持ちの部品で試作ぐらい出来そうなのでMPW3を元に設計することにしました。
MPW4でないのは、数年前に可変低圧電源版を作ったのですが入手困難な部品が複数あって簡単には作れないので非公開になってます。
2013/05/31
回路を修正しました。 で基板パターンも作ってみました。 これを元に作り方も書いてみる予定です。
2013/05/26
トランジスタで廃止品や非新規推奨が多く見直し中。 海外大手のデジトラ等入手困難そうなので、入手が簡単な普通のトランジスタに替える予定。 その為抵抗値の見直し等しています。 ただし、試作は手持ちのデジトラでやってみます。
2013/05/22
回路案が出来たので公開します。 部品を集めて6月中にはハードウェアを作る予定です。
何か要望が有ればメールか掲示板(BBS)に書いてください。
仕様・構成
MPW5は、マイクロチップ社製のフラッシュマイクロコントローラにプログラムを書き込む開発プログラマです。 対応するコントローラーは、後述のリストを参照ください。
今回のMPW5は、MPW3を見直してVDD=3V/VPP=9V書き込みに対応します。 また、ICSPコネクタをPickitのピン配列に合わせることにします。
MPW3と同様に1番ピン共通のゼロプレッシャーソケットが使える様に回路構成を取ります。 ただし、mmp同様にminiMPW5(仮)は、ICSP書き込みのみとします。
| 番号 | 項 目 | 内 容 | 備 考 |
|---|---|---|---|
| 1 | 制御用PIC | PIC18F14K50 | USB内蔵/自己書換え機能含む |
| 2 | VDD Target | +5V(VBUS電圧)/+3.3V(レギュレータ) 25mA | 自動切り替え |
| 3 | VPP/MCRL | +12.5V(VDD=5V)/+8.5V(VDD=3.3V) 2mA | DC/DC生成 |
| 4 | ソケット | 40pinゼロプレッシャーソケット | 8/14/18/20/28/40pinに対応 |
| 5 | USB | 2.0対応 Full Speed バスパワー(100mA) | 別途uusbd.dll/uusbd.sys 必要 |
Mobile PIC Writer 5 仕様(暫定)
回路図
一応3タイプ書いていますが、基本構成は同じです。ICソケット書き込み部が違うだけです。 ソケットの情報を取れるようにしてますので、Windows側で判別して処理を替えます。
回路説明
PIC18F14K50
USB内蔵の20ピンで価格も安いです。 しかも3V書き込み仕様なので、MPW3では簡単には書込できません。 まぁPickit2も使っているので書込できない訳ではありませんがね。
内部構造は、PIC16F19xxに近く新型PICに分類されるのかな? その他の特徴は、他ページでも記しているので割愛します。
回路電源
USBのバスパワーの+5VとLDOレギュレータより+3.3V(+3V)の2電源の切り換えになっています。
レギュレータは、NJM2866F33(新日本無線)やTRA5SB33(東芝)などのコントロール(イネーブル)端子があるものがベストです。 出力にダイオードを入れていますので、低損失3端子のXC6202P332TB(トレックス)等でも問題は無いです。
VPP電源
高圧書き込みを行なうために、+9Vや+12Vの電圧が必要です。 今まで通りDCDCを使います。
MPW～MPW3/mmpまでは、VPPを+12.5V固定にしていました。 その為、VPP電圧監視をコンパレータで行なっています。 ADCに比べ高速に判断できるのですが、MPW5は+9V系と+12V系を作らないと行けないのでADCを使う予定にしています。 コンパレータでも出来る様に配線しています。
DCDCの発振周波数ですが、MPW3までは100kHz越えてPFM/PWM兼用使用していました。 無制御電圧で30V越えて、VPPが無負荷の時はパルスを抜いてPFM制御しないと行けませんでした。
MPW5は、約50kHzに落としてPWM制御のみにする予定です。 シュミレーションの結果は、無制御/無負荷で約18V 無制御/6kΩで約14V 出力できます。 PWMの制御範囲内で、7V～13V(負荷5mAにて)制御できそうです。
ソケット制御/ICSP端子
MPWシリーズでは、40ピンソケットで書き込み出来るようにしています。
MPW4(未公開)で12F系/16F系/18F系/24F系/ds30F系 対応ソケットを作ったのですが、 構成が複雑で特殊な部品を必要となりました。
MPW5は、MPW3と同等に12F系/16F系/18F系にします。(2種作っています。) ただし、低圧に対応してVCAP用のコンデンサを付けています。
MPW3設計時点では、Pickitが公開されてなくてICSP端子が独自でしたが、今回は共通になります。
USB
PIC18F14K50の内蔵を使います。 ブートローダも付ける予定です。 ROM容量に余裕が有れば、ファームウェアの更新機能を付けられるかも。
クロックは、48MHzで内部のFoscを24MHzかな? ディレータイミングが合えば48MHzでも行けるけど、元の設計値が16MHzなので3倍(1.5bit)カウンタ増えるから入るかどうか…
部品表 (2013/06/08)
| 項 | ロケーション | 部品名 | 型格 | メーカ | 員数 | 参考価格 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | U1 | マイコン | PIC18F14K50-I/P | Microchip | 1 | AK @170 | USB内蔵 |
| 2 | U2 | レギュレータ | TA48M033F | 東芝 | 1 | AK @100 | 低損失3.3V |
| 3 | |||||||
| 4 | Q1-7 | トランジスタ | 2SA1015 | 東芝 | 7 | AK @5 | 電源制御用 |
| 5 | Q8 | トランジスタ | 2SC2655 | 東芝 | 1 | @30 | (代替2SC1627) |
| 6 | Q9-14 | トランジスタ | 2SC1815 | 東芝 | 6 | AK @5 | |
| 7 | |||||||
| 8 | D1～3 | SBD | 11DQ04 | NI | 3 | @30 | (代替1S4) |
| 9 | D9～11 | 小信号用 | 1N4148 | 各社 | 5 | AK @2 | |
| 10 | D4～8 | SBD | BAT43 | 各社 | 3 | AK @20 | |
| 11 | LED1 | 発光ダイオード | 黄色等 | 各社 | 1 | AK @20 | Φ3 |
| 12 | LED2 | 発光ダイオード | 緑色等 | 各社 | 1 | AK @20 | Φ3 |
| 13 | |||||||
| 14 | Y1 | セラミック発振子 | 12MHz | 各社 | 1 | AK @20 | |
| 15 | |||||||
| 16 | R1～4 | カーボン抵抗 | 33Ω 1/6W 5% | 各社 | 4 | AK @1 | |
| 17 | R5～17 | カーボン抵抗 | 10kΩ 1/6W 5% | 各社 | 13 | AK @1 | |
| 18 | R18～25 | カーボン抵抗 | 2.2kΩ 1/6W 5% | 各社 | 8 | AK @1 | |
| 19 | R26～34 | カーボン抵抗 | 2.2kΩ 1/6W 5% | 各社 | 9 | AK @1 | |
| 20 | R35 | カーボン抵抗 | 47kΩ 1/6W 5% | 各社 | 1 | AK @1 | |
| 21 | R36 | カーボン抵抗 | 8.2kΩ 1/6W 5% | 各社 | 1 | AK @1 | |
| 22 | R37～40 | カーボン抵抗 | 100kΩ 1/6W 5% | 各社 | 4 | AK @1 | |
| 23 | R41～44 | カーボン抵抗 | 100Ω 1/6W 5% | 各社 | 4 | AK @1 | |
| 24 | R45,46 | カーボン抵抗 | 560Ω 1/6W 5% | 各社 | 2 | AK @1 | LED電流制限用 |
| 25 | R47 | カーボン抵抗 | 1kΩ 1/6W 5% | 各社 | 1 | AK @1 | |
| 26 | |||||||
| 27 | L1 | インダクタ | 470uH 135mA | 各社 | 1 | @50 | DCDC用 パワー等 |
| 28 | |||||||
| 29 | C1,2 | 積層セラミック | RDEC71E106K2K1C03 | 村田 | 2 | AK @30 | DCDC用 |
| 30 | C3 | 積層セラミック | 2200pF 50V | 各社 | 1 | AK @15 | DCDC検出用 |
| 31 | C4～7 | 積層セラミック | 0.1μF 50V | 各社 | 4 | AK @10 | パスコン |
| 32 | C8,9 | アルミ電解 | 10μF 50V | 各社 | 2 | AK @10 | 電源用(25V品可) |
| 33 | C10 | 積層セラミック | 0.33μF 50V | 各社 | 1 | AK @10 | VUSB用(1μF可) |
| 34 | C8,9 | アルミ電解 | 47μF 35V | 各社 | 2 | AK @10 | 電源用(25V品可) |
| 35 | |||||||
| 36 | PS1 | ポリスイッチ | RXEF010 | タイコ | 1 | AK @30 | 100mA用 |
| 37 | |||||||
| 38 | CN1 | USB-Bコネクタ | 各社 | 1 | AK @50 | ||
| 39 | CN2 | ICSPコネクタ | ヘッダ | 各社 | 1 | AK @6 | 6ピン |
| 40 | SW1 | タクトスイッチ | □6.3 | 各社 | 1 | AK @10 | |
| 41 | J1 | ICSPヘッダ | ヘッダ | 各社 | 1 | AK @5 | 5ピン |
| 42 | SK1 | 40ピンソケット | 丸ビン | 各社 | 1 | AK @80 | |
| 43 | SK1 | 40ピンソケット | ゼロプレッシャー | 各社 | 1 | AK @1000 | |
| 44 | 基板 | 片面ガラスBタイプ | 95×72mm (CEM-3/FR-4) | 各社 | 1 | AK @120 | |
| 45 | 配線 | 錫メッキ線 | 適量 | 各社 | 1 | ||
| 46 | 配線 | ジュフロンETFE 電線 | AWG30(0.28mm) 適量 | 潤工社 | 1 | ||
| 47 | 合計 | 約\2300 | ソフト費含まず |
Mobile PIC Writer 5 部品表 (MPW5-011a版) 2013/06/08 単価調べ AK=秋月電商 / 他調べ
にしても、国内のTO-92相当パッケージトランジスタは軒並みディスコンですか。 結構手持ちあるのにな。
2SC1815/2SA1015は、セカンドソース品があるらしいのでそのままにしました。 2N3904/2N3906に変更しても良かったのですが、ピン配置が異なるので止めてます。
2SC2655は、2SC1627-Yで代用可能な設定にしました。 でも2SC1627も無くなるでしょう。 その場合はBC337-25です。ただしピン配置が異なります。
レギュレータは、手持ちの低損失3.3Vの3端子版があったので表面実装品から変更しました。
ゼロプレッシャーソケットを入れて2,500円以下になりますね。 ICSP専用なら1,500円以下 予想より安くできるようです。
回路シミュレーション (2013/05/31)
現在、盛大に施行中。 特にDCDC部を…トランジスタ替えると多少特性変わるし。 で今の構造だと+5V/+3V系に影響を与えているようなので回路修正が居るかな。
一応アナログ部の過渡特性は、終わったので回路修正しました。 DCDCの無制御/無負荷電圧(50kHz ON-60ms/OFF-40ms)の時に約17.5Vなので25V耐圧のコンデンサで何とかなるでしょう。
基 板 (2013/06/11)
漸く配置/配線ができました。 何回か間違った図も出していましたので気を付けてください。
秋月電子通商の95×72mm片面ユニバーサル基板に実装します。 今回は、なんとパソコン上で配置決めて配線考えてから作ることにしました。
通常、私の場合大物の位置を決めたらいきなり組み立てていくのですが、 基板を起こす予定が無いのでユニバーサルにどの様に作るか残していこうかと思ってます。
電源関連と制御部分を裏面のパターン配線で繋いでいます。 PICと制御部分接続とVPP配線を布線にしています。 配線2図では、直線で繋いでいますがある程度長さで綺麗に配線していきます。
配線1の線色
- 黒 - GND
- 赤 - VBUS/+5V
- 桃 - +3V
- 橙 - +5V/+3V
- 金 - VTG
- 水 - 8/14/18/20ピン用VTG
- 青 - 20/40ピン用VTG
- 黄 - VPP
- 他 - VPP関連
ソフトウェア
まだ、作り始めていません。