PICNIC を作ろう

概要

キットについて

インターフェイス

　Ethernet 10BaseT arp, ip, udp, tcp, icmp, dhcp, http (ホストとの通信用他)
　アナログ入力 0〜5V 10bit 4ch (実際には、8〜9bit 相当, 1sampling/sec 未満程度です)
　デジタル入出力 4ch/4ch (ホストから入出力の構成を変更可能です)
　シリアル (RS-232C) 1ch (設定用にも使用できます)
　温度計用 1ch (いつもの LM35DZ がついてますが校正してないのでテキトーです)

Ethernet コントローラ

　Realtech RTL8019AS
　つまり、です。
　ネットワーク屋を本業にしている者にとっては心もとないです。ま、このお陰でキットが安くなってるのはありがたいですし、CPU が PIC マイコンなので、大量の処理ができるわけでもありません。大きな負荷がかかれば、PIC の方が間に合わなくなると思うので、大丈夫でしょう。たぶん・・・。

基板

　電波時計キットと同様のガラスエポキシの両面スルーホール基板です。一度ハンダ付けすると取り外すのが大変なので、部品の種類と方向は慎重に確認した方が良いです。

ソフトウェア

　PIC だけでなく、ホスト側のプログラムもソースが公開されています。一部は付属のフロッピーディスクに入っていますが、トライステートの PICNIC のひろばで最新版が公開されているので、そちらから入手した方が良いと思います。
　問題は、ホスト側のソフトが Microsoft Windows 用のみってところでしょう。

説明書

　キットに付属の説明書は、少々不親切な印象です。組立手順については 1 ページにも満たない量でおしまい。動作確認と簡単な設定方法で 4 ページです。具体的な使い方なんかは全く記述がありません。参考になりそうなのは、FD に入っている Visual C++ で書かれたらしいサンプルだけですが、そんなもん手元にありません。
　説明書やトライステートのサイトを見ると、やたら「トランジスタ技術 2001 年 1 月号を参照」との表記があります。でも今更入手できません。そんな情報があるなら、とっとと説明書を改定するか Web で公開してください。

オマケ

　なぜか、ウィザースという商品名の「地球に優しい鉛フリーはんだ」なるもの 1.5m 巻が入っていました。あって困るものではないので、ありがたいのですが、データシートが付いていました。このデータシート、いろいろな特性が記載されていますが、どう読んだものかさっぱりでした。はんだマニアな人とかいて、伸びや硬さに興奮したりするんでしょうか。

その他

　購入前や組立前には、トライステートのサイトとそこにある FAQ を参照しておくと参考になります。

追加の部品等

電源

　8〜24V 100mA〜 の DC 電源が必要です。
　以前、組み立てた容量計のオマケについてきた DC アダプタを使用しました。手元になければ 9V の DC アダプタが,秋月電子通商で 850 円で売ってます。006P 9V の乾電池でも動きそうな気がしますが、現実的ではないと思います。電池駆動にするなら単一 8 本を覚悟した方が良さそうです。
　電源の極性は、ブリッジダイオードが入っているので、気にする必要はありません。

ケース

　組み立てて試すだけなら不要です。でも、スペーサで足くらいは付けてあげたいものです。

ホスト

　基本的にネットワークにつながってれば、何でもいいのですが、WWW のユーザエージェントが使えれば、動作確認が簡単です。

ネットワーク

　HUB と ケーブルがあれば使えます。HUB が無ければ、クロスケーブルでも動かせます。

液晶モジュール

　オプション品です。「16 文字× 2 行 超ハイコントラスト大文字 LCD モジュール」という汎用液晶表示モジュールが、秋月電子通商で購入できます。800 円で、ホントにハイコントラストで見やすいです。
　表示内容を制御できたりするようですが、組み立て直後の状態では、IP アドレスを表示する程度にしか機能しないので、なくっても問題ありません。また、液晶モジュールを使用する場合、デジタル I/O の利用に制限があります。詳細は後述しますが、使用目的によっては全く不要になります。

組み立て

1. 　部品の確認をします。
   　まずは、Web サイトに最新の正誤表があるので参照してください。47KΩ (R8) のカラーコードの誤りやパスコン (C11,12) の説明などがあります。また、付属の説明書ではわかりにくい回路図や実態図、組立上の注意事項などが紹介されています。その他、気づいた点は、次の通りです。
   
   
   

   C16

   　説明書に書いてあるので間違えないと思いますが、基板上の C16 のコンデンサは使用しません。
   

   C11, 12

   　わざわざ、C13, C14, C15 と「間違えないように!」と書かれていますが、露骨に大きさが違うのでひと目でわかります。異様に大きいのが C11, C12 です。
   　Web サイトの正誤表にもありますが、説明書と異なり 470pF (471) のコンデンサが入っていました。
   
   

   LED4〜7

   　「赤色など」と書かれていますが、見た目に透明な小さい LED が付属していました。動作させたら、赤く光りました。
   

   CN2, JP1, CN3

   　ピンヘッダが「少々」と書かれています。実際には 10cm 程の長いピンヘッダが入っていました。かなり余裕があるので、切断に失敗しても安心です。
   

   ジャンパピン (JP2)

   　「少々」と書かれていますが、ひとつしか使いませんし、ひとつしか入っていませんでした。
   

2. 　部品を取り付けます
   　説明書通りの順と違って、抵抗の次に小さいコンデンサ、次いで、ダイオード、ソケットの順に取り付けた方が、簡単だと思います。その後、LED や 電源まわりの半導体を取り付けます。
   
   　Web サイトの写真にある通り、コンデンサの足がまっすぐになるように加工する必要があります。
   
   　半固定抵抗の向きがわかりにくいのですが、間違った方向では穴にはまりません。回路図と基板のパターンを見比べてもわからなければ、素直にはまる方向を選べば間違えません。ズッポリいってください。
   
3. 　コネクタ類
   　取り扱い説明書にもありますが、10BaseT 用のコネクタは、基板に空いている固定用の穴と少しズレています。どうすりゃいいんだと思いましたが、努力すると入ります。コツとしては、8 本の端子を基板の穴にひっかけながら、作業するとハマりやすいように思います。難しければ、固定用の足 (こういうのって何と呼べば良いのでしょうか?) を少し曲げてしまうと簡単かも知れません。一気に力を込めて、端子を折ると悲しいので注意が必要です。また、足や端子を固定するハンダは、流し過ぎると表にはみ出してしまうので、適当に加減してください。
   　ブートストラップモード設定用の JP2 は、基板上の 1 と 2 をショートさせるためのものです。3 の穴も空いていますが無視します。
   　オプションとなってる CN2 と未使用となってる JP1 も、ピンヘッダが余っていたので取り付けました。
   
4. 　その他の部品を取り付けます。
   　集積回路をソケットにはめ込みます。
   
   
5. 　LCD の取り付け
   　まず、メインの基板に 14 ピンのヘッダ (オス) を取り付けます。そこにメス側を差し込んだ状態で、その上に LCD 基板を載せます。まっすぐの向きにセロファンテープなどで固定してから、ハンダ付けするときれいに仕上がります。完成写真を見ても LCD 基板の向きを間違えるような人は、人生をやりなおしてください。
   
   

ブートストラップモード

動作テスト

192.168.0.200/24

設定

液晶モジュール

　液晶モジュールを使用するには、Web 設定画面の中ほどにある Configuration の LCD Port UDP:# の設定を変更します。デフォルトで設定されている 0 は、液晶モジュールを使用しない場合の設定です。

　設定するポート番号は、Welknown (1〜1024) を避ければ何でも構いません。他のポートと重ならないよう、10000 とかにしておけば良いでしょう。
　ポートを変更したら、PICNIC の電源を入れなおします。すると、現在設定されている PICNIC の IP アドレスが表示されます。その後、半固定抵抗 VR1 を調整して見やすいように設定します。

注意: 液晶モジュールを有効にすると、RB2〜RB7 がモジュールの制御用の出力ポートとして使用されます。従って、ユーザが使用できるデジタル I/O ポートは、RB0 と RB1 だけになります。アナログ入力を中心に使用する場合には問題になりませんが、使えねぇ〜って印象があります。液晶モジュールがオプションになってるのは、このためだと思われます。

IP アドレス

　任意の IP アドレスを設定できます。
　ここで、0.0.0.0 を指定すると DHCP モードになります。要するに DHCP クライアントになるんですが、PICNIC の IP アドレスが固定できないのでは使いにくいだけです。何のために実装された機能なんだかディープな謎です。DHCP クライアントのルーチンを削除して、そこに実装して欲しい機能があれこれあります。

HTTP ポート

　PICNIC の設定を変更するのに使用するポートですが、パスワードによる保護ができるわけでもなく、Web 機能を禁止できるわけでもないので、少々不安です。もちろん、任意のホストに syslog を吐いてくれることもありません。一般に使用されている 80 を避けて、適当なポートに変更しておくとちょっぴりですが安心できます。できるだけ、ルータなどできちんとフィルタリングしておいた方が良いと思います。

Web での I/O 制御

<FORM ACTION="modify.cgi" METHOD="GET">
<INPUT TYPE="submit" NAME="RB4" VALUE="H">


http://192.168.0.200/modify.cgi?RB5="H"

http://192.168.0.200/modify.cgi?12w="12345"

UDP での I/O 制御

今後の予定

1. 　何よりも、PICNIC で何を制御するかってぇのが問題です。寒い日は、仕事場から帰宅する直前に、自宅のエアコンを動かしたい気持ちになります。以前は、電波時計をつなごうかとも考えてたんですが、壊れちゃいました。えへへぇ〜;-P
   
2. 　I/O するものが決まっても、UDP で制御する方法がわかりません。困ったもんです。サンプルを読むしかないんですが、Windows のプログラムなんて知りません。とても困ったもんです。
   
3. 　で、最後は制御する方法を実装しなきゃいけません。あ〜大変だぁ。
   
4. 　ケースに入れてあげようと思います。電源コネクタまで基板上にハンダ付けしてしまったので、ちょっと考える必要がありそうです。ケースに入れることを前提にするなら、電源コネクタのハンダ付けをやめときゃよかった。
   
5. 　ヒマができたら、リセットスイッチをつけたいところです。Push OFF のスイッチで電源を OFF/ON させるだけでも良さそうなので、簡単にできそうです。
   
6. 　この夏いよいよ、BEBOP です。個人的に・・・。じつわ、HTML 書きながら、ビデオ見てたりします。;-)

PICNIC Ver.2

• 　Web インターフェイスを無効化できる機能。
  
• 　特定のホスト或いはネットワーク以外からの接続を拒否する機能。
  
• 　できれば、何等かの方法でログの記録をする機能。
  

• 　もう少し、ちゃんとした説明書。または、情報提供。
  
• 　具体的な制御の紹介・・・というか、例えば、100V の電源を On/Off する回路の紹介とかがあれば、うれしいところです。
  

参考

• PICNIC
  http://www.tristate.ne.jp/picnic.htm
  　トライステートの PICNIC のページです。最新版のソフトウェアを提供しているPICNIC のひろばや FAQ が用意されています。ただ、情報量の少なさは否めないので、今後の拡充に期待したいです。
  
• LinuxでPICNICに行こう
  http://www.research.co.jp/picnic/
  　mac さんが書かれているページで、Linux で PICNIC のシリアルポートを操作出来るプロトコルコンバータを公開しておられます。
  
• PIC Network Interface Card kit (PICNIC)
  http://www.clavis.ne.jp/~listcam/sweet/sweet36.html
  　組み立て後に見つけたサイトです。写真がきれいなので、完成した状態がわかりやすいと思います。また、将来構想 (?) が楽しそうです。
  　ところで、このサイト、本来は ListCam (http://www.clavis.ne.jp/~listcam/) というカメラ画像を記録して Web で定点観測したりするソフトの本家です。カメラによる定点観測についての情報は、強烈に充実しています。
  

リンク

• (有)トライステート
  http://www.tristate.ne.jp/
  　このキットの開発元です。
• (有)秋月電子通商
  http://www.AKIZUKI.ne.jp/
  　言わずと知れたこのキットの発売元です。