秋月ファンクラブ掲示板

inara1(2019/03/17 Sun 12:06) [ 編集 ] [ 返信 ]

パルスカウント式加算器

Yahoo知恵袋の回答の補足のためにここを使わせてください。

ゲーム機などの点数表示用の加算器の回路図です。ブレッドボードで動作確認しています。

加算用スイッチをチョイ押しすると、5と10と20と50と100という決まった数が加算されて表示されます。加算スイッチ5を押すと表示が5に、その後加算スイッチ10を押すと表示が15になります。同じスイッチをもう1度押せば、同じ数が再加算されます。点数表示は4桁の7セグメントLEDですが、スタティック表示（常時通電）なので、カウンタIC(74HC390）とデコーダIC(4511）を増やせば桁数をいくらでも増やすことができます。

回路図では加算数は固定していますが、スイッチとダイオードを追加すれば、8bit（1〜255）の任意の数の加算ができます。この回路は、設定された加算数と同じ数のパルス列を発生させて、それを10進カウンタ（74HC390）でカウントして表示させるという原理で加算を行っています。したがって、加算スイッチを押すたびに、表示が「前の表示値＋加算値」に更新されます。「表示クリアスイッチ」を押すと10進カウンタがリセットされて表示が0000になります。

加算原理がパルスをカウントする方法なので、クロック信号の周波数が高いほど結果の更新（計算）が早くなります。例えば、クロック周波数が100Hzの場合、加算数を100とすると、結果が出るに1秒かかります（その間、点数表示がパラパラ変化する）。クロック周波数は可変抵抗で100Hzから10kHzまで変えられるようにしているので、瞬時に加算結果を表示する場合はクロック周波数を10kHzにすればいいです。

デコーダIC(4511）はカソードコモンLED用なので、7セグメントLEDはカソードコモンものを使います。動作確認で使った7セグメントLEDはこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00885/
です。サイズの大きなもの
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04302/
でも使えます。多桁の7セグメントLEDの中にはこれ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03673/
のように「ダイナミック接続」と書かれたものがありますが、このタイプは各LEDが独立していないため使えません。

inara1(2019/03/17 Sun 12:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re: パルスカウント式加算器

使用したロジックICをまとめておきます。質問者は共立電子から購入予定らしいので、そのサイトのURLを載せておきます。

TC4511（4個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11951/
または
74HC4511（4個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11602/
動作確認ではTC4511を使っていますが、74HC4511は電源電圧範囲が狭い（2V〜6V）だけで、機能はTC4511と同じです。

74HC574（1個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11573/
74HC390（2個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11562/
74HC191（2個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11520/
74HC112（1個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11486/
74HC14（1個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11464/
74HC00（1個） http://eleshop.jp/shop/g/gT11450/

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/27 Wed 16:05) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^2: パルスカウント式加算器

お世話になっています。

なんとか基板配線図を考え終わりました。

B基板４枚になりました。

桁数は色々考え、６桁としました。

今後秋月に部品を注文予定です。

知恵袋にてお話しましたが最終的にスイッチ部を前回の障害物センサーような赤外線センサーを使用したいと考えています。
使用LEDとトランジスタは同じものを使用します。
もちろん動作確認時は今回教えて頂いた回路図と同じタクトスイッチで行います。

送料等の関係もあるため、一度で注文したいと思いますので赤外線センサー使用時の回路図も教えて頂けますか？

+100は入力一つですが、+５や+１０はor回路にして２つ以上の入力にしたいと考えています。

すいませんが宜しくお願い致します。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/27 Wed 16:08) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^3: パルスカウント式加算器

センサーの作動方法は前回と同じく遮った時に感知となります。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/27 Wed 16:40) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^4: パルスカウント式加算器

マメに確認しますが、知恵袋のような書き込みがあった際の通知が無いため返信に時間が掛かる事があると思いますが了承下さい。

inara1(2019/03/28 Thu 03:22) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^5: パルスカウント式加算器

遮光したときカウントするには添付図のような回路にすればいいです。新規部品は使っていません。図はどちらかが遮光されると+5されるものですが、OR動作にしないときは一方の回路を取り除けばいいです。

74HC14と100kΩと10kΩと1N4148と0.1μFはよく使うので、余分に買っておいてください。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/28 Thu 06:44) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^6: パルスカウント式加算器

ありがとうございます。

センサー分の配線図を作り終え次第、必要部品を秋月に注文したいと思います。

前回の回路では赤外LEDの所に10uFのコンデンサが使われていましたが今回も使用した方が良いですか？

センサー数は全部で18個使用予定です。

inara1(2019/03/28 Thu 08:42) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^7: パルスカウント式加算器

＞前回の回路では赤外LEDの所に10uFのコンデンサが使われていましたが今回も使用した方が良いですか？

赤外LED数が多いとき（18個の場合）は10uFのコンデンサを付けてください。電解コンデンサでも積層セラミックコンデンサでもどちらでもいいですが、電解コンデンサを使うときは極性（＋−）に注意してください。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/28 Thu 09:35) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^8: パルスカウント式加算器

ありがとうございます。

電解の10uF(50v)は在庫があるので良かったです。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/29 Fri 06:24) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^9: パルスカウント式加算器

すいません、74HC4511ですが、こちらのパスコンは0.1uFで大丈夫でしょうか？
IC1個に付きパスコン1個で使用です。

inara1(2019/03/29 Fri 08:30) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^10: パルスカウント式加算器

＞74HC4511ですが、こちらのパスコンは0.1uFで大丈夫でしょうか？
全てのデジタルICには、パッケージ1個につき1個のパスコン（0.1μF）を付けてください。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/03/29 Fri 14:36) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^11: パルスカウント式加算器

わかりました。ありがとうございます。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/09 Tue 01:57) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^12: パルスカウント式加算器

お世話になっています。
遅くなりましたが基板実装が終わり、動作確認になりました。

いくつか不具合と言うか、動作違いがありました。
加算は押しボタンで行っていますが、
+５の時→37
+10の時→42
+20の時→52
+30の時→62
+200の時→232
となってしまいます。
+50と+100の時は正確でした。

又合計が10000になるとなってすぐは問題無いのですが、暫くすると(この間スイッチは押さない)90000の表示になります。内部では10000なようで20000までいくと表示は直ります。が30000になると暫くして3が消えます。
同じ現象が50000、70000の時も同様に、90000の時は初め１と表示され、その後９に変わる状態です。100000以降も万の桁の表示は同じ挙動をします。

inara1(2019/04/09 Tue 09:43) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^13: パルスカウント式加算器

加算ボタンの件は、32のラインが常時Hレベルになっているのが原因だと思います。回路図か配線をチェックしてください。

値がおかしい数値は正常値より32大きい数字になっています。50と100のとき表示が正しいのは、
> +50の時→50=2+16+32
> +100の時→100=2+32+64
なので、32が常時Hレベルでも正常値と同じになります。

1万台の表示がおかしい件については、数値が奇数のときだけおかいしので、1万の桁の7セグメントデコーダ（4511）の入力信号（ABCD）の最下位のAの信号線の接触が悪いのかもしれません。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/09 Tue 14:40) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^14: パルスカウント式加算器

今見ました。ありがとうございます。
これから仕事なので、帰宅後確認してみます。

また、結果は報告させて頂きます。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/10 Wed 10:25) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^15: パルスカウント式加算器

入力値の32多かった件につきましては74hc191の配線ミス(２つともに16ピンと5ピンが接続されて無かった)(片側の1ピンに接続すべきところが2ピンに接続されていた)を直したところ直りました。

1万の桁の表示に関しては次に時間が取れた時に確認します。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/11 Thu 09:33) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^16: パルスカウント式加算器

一万の桁の表示がおかしかった件ですが、ご指摘通り接触不良でした。

これで押しボタンでの動作は完了です。
ありがとうございました。

今後センサーによる入力を行う為の回路を組み立てて行きます。

又不具合等ありましたら新たに質問させて頂きますのでよろしくお願いいたします。

inara1(2019/04/11 Thu 15:51) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^17: パルスカウント式加算器

＞これで押しボタンでの動作は完了です
動きましたか。良かったです。

＞今後センサーによる入力を行う為の回路を組み立てて行きます
ここまで来たら後は大丈夫でしょう。

ただし、センサー回路をつないだときは、手動スイッチを外してください。手動スイッチを付けたままにしておいて、センサーが検出していないときに手動スイッチを押すと74HC14の出力（0V）に5Vがかかってしまいます。そうなっても74HC14が壊れることはありませんが、そういう使い方は良くないです。

問題が起こるとしたら、光を遮断したときに2・3回カウントされる（2倍や3倍の点数になる）という症状だと思いますが、その場合はセンサー回路
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4769.jpg
の0.1μFにつながっているほうの抵抗（10kΩ）を100kΩなどに変更してみてください。抵抗値が大きいほど、速く変化する信号に応答しなくなります。

その回路はピンボールの点数表示用ですか？穴にボールが入ったら点数が加算されるとか。スマートボールや野球盤では10万点というのはないですから。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/14 Sun 20:37) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^18: パルスカウント式加算器

> ただし、センサー回路をつないだときは、手動スイッチを外してください。
押しボタンでの確認後は外していました。たまたま外したのですが、正解だったようで良かったです。

> 問題が起こるとしたら、光を遮断したときに2・3回カウントされる
わかりました。この部分はセンサーを固定して確認してみます。

> その回路はピンボールの点数表示用ですか？穴にボールが入ったら点数が加算されるとか。
そうです。動作としてはその通りです。只、10万の桁は使用せず飾りです。
例えば1万の時に10000と表示されるより010000と表示された方が好きなんです。まぁ自分の好みですが。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/14 Sun 22:33) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^19: パルスカウント式加算器

> 問題が起こるとしたら、光を遮断したときに2・3回カウントされる。
この件に関して確認しました。
穴に入った玉(使用したのは白いビー玉です。)がバウンドして再度センサーを遮ることにならなければ(ここは木工作業のやり方ですね。)複数カウントはされませんでした。

前回のセンサー回路同様イメージ通りの作動でした。
これでこの回路を取り付ける本体の木工に移ることができます。

ありがとうございました。

inara1(2019/04/16 Tue 08:31) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^20: パルスカウント式加算器

＞複数カウントはされませんでした
大丈夫でしたか。本体が出来上がったら全体写真を見せてください。

このスレッドの始まりのYahoo知恵袋ですが、昨日、私が投稿した既回答が利用規約違反とみなされて、数十個まとめて削除されてしまったため、利用停止になってしまいました。「返答がないので回答を削除しました」という回答だけが削除されたのですが、ずいぶん前からこういう回答もしているのに、なぜ急に不適切な回答とみなされたのか分かりません。一定期間経過すれば再び利用できるようになるのか分かりませんがしばらくは回答できない状況です。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/17 Wed 00:26) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^21: パルスカウント式加算器

>本体が出来上がったら全体写真を見せてください。

わかりました。そんなに上手な訳では無いので恥ずかしいのですが、色々教えて頂いたので完成したら添付します。
暫く忙しいので材料購入も中々できない状況でして、完成まで１ヶ月程掛かる予定です。

> Yahoo知恵袋ですが、利用停止になってしまいました。

残念です。その解答を見た質問者が違反報告でもしたんでしょうか？(ちゃんと返信しない質問者が悪いのですが)

inara1(2019/04/17 Wed 05:41) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^22: パルスカウント式加算器

＞完成まで１ヶ月程掛かる予定です
全体写真でいいです。回路部分が写っていなくてもいいです。

Yahoo知恵袋のほうは、最初、登録していた全てのIDが利用停止となりましたが、いつも使っていたID(okwave_inara1)以外は使えるようになりました。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/17 Wed 08:29) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^23: パルスカウント式加算器

> 全体写真でいいです。回路部分が写っていなくてもいいです。
わかりました。完成したら添付致します。

ふと、知恵袋の過去質問を見ていたのですが、3年程前にもLEDの回路でinara1さんにお世話になっていました。遅ればせながらお礼を言わせて下さい。
ありがとうございました。無事完成していました。ちなみに、この時はままごとキッチンのコンロを作る時でした。

>いつも使っていたID(okwave_inara1)以外は使えるようになりました。
良かったです。IDがわかれば今後そちらに質問させて頂きたいと思います。
パソコンが無いので、スマホで利用しているのですがIDが半分以上*マークになっているので探すのも困難ですが。(今回のIDではokw*****となっていました。)

inara1(2019/04/18 Thu 11:58) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^24: パルスカウント式加算器

＞IDが半分以上*マークになっている
半分以上*マークになっているIDをクリックすれば、その回答者の回答ページが開くので、そこでフルIDが分かります。

私の前の回答ページはここ
https://chiebukuro.yahoo.co.jp/my/myspace_ansdetail.php?writer=okwave_inara1
です。URLの末尾のwriter=okwave_inara1がフルIDです。IDの一部を＊にしてもフルIDは分かるのに、なぜそんな小細工をするのか分かりません。

利用できる別IDはokwave_inara2です。
https://chiebukuro.yahoo.co.jp/my/myspace_ansdetail.php?writer=okwave_inara2
URLの末尾が2に変わっているだけです。この末尾の名前を変えてそのページを表示させると、そのIDが登録されているかどうか確認できます（未登録なら「お探しのページは見つかりませんでした」と出ます）。

Yahoo!知恵袋質問者(2019/04/18 Thu 13:48) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^25: パルスカウント式加算器

> 利用できる別IDはokwave_inara2です。
確認しました。
今後もよろしくお願いいたします。

inara2(2019/05/01 Wed 15:33) [ 編集 ] [ 返信 ]

Re^26: パルスカウント式加算器

さきほど知恵袋で返信しておきました。

こちらでは、Power Pointというプレゼンソフトのページ上に写真を張り付け、JPEG形式で保存したファイルを添付しているので、容量の大きな写真でも数百kBくらいに収まります。