MicroPython的午睡(65) ラズパイPico、アナログコンパレータのトリップ電圧

Joseph Halfmoon

前回MicroChip社製MCP4018デジタルポテンショメータをラズパイPicoに取り付けて制御。I2Cで制御できる「可変抵抗」です。今回は応用例としてデータシートに載っているアナログコンパレータの閾値調整をやってみます。想定の応用はセンサなどからのアナログ信号がある閾値を超えたらマイコンに割り込むとか。

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最近のマイコンにはADコンバータが搭載されていることが多いので、それを使って何かの電圧、例えばセンサの値などをモニタするというのはアリです。しかし定期的にADの値を調べるためにソフトウエアに負荷がかかります。その点、アナログコンパレータであれば、ある特定の電圧を超えたら割り込みかけるとか、アクションが不要な期間はソフトに負荷かけないで済むので楽です。

この頃のマイコンにはコンパレータ搭載している機種も増えている感じがします。コンパレータが反応する電圧を設定するためには、可変の電圧源、多くはDAコンバータの１チャネルが使われることが多いです。でもＤＡない機種も多いし。そんなとき、このプログラマブルな抵抗MCP4018が役に立つと。

実験に使用したMicroPythonスクリプト

例によって前回使用のスクリプトを流用、チョイ変で対処しています。前回のコードのmain関数のところを以下に差し替えただけです。

1. MCP4018の実験用の値設定に関数 setMCP4018UI()を追加
2. main()関数内で上記を呼び出して15から127まで16毎にポテンショメータの値を設定するようにした。１つの値に３０秒確保するようにした。

３０秒間同じ値で固定しているのでその間に波形などキャプチャして観察するという目論見。ただ呆然と待っていると３０秒は長いですが、波形キャプチャをしていると意外と短いです。

なお、Pin4を入力に設定しているのは、コンパレータの値を見て何かするための準備です。今回は何もしてません。ただコンパレータが反応する電圧をMicroPythonスクリプトから調整するのみ。

def setMCP4018UI(res):
    global mcp4018
    print("RES: 0x{0:02x}".format(res))
    tpl = mcp4018.dataWrite(res)
    print("adrACK: {0} datACK: {1}".format(tpl[0], tpl[1]))

def main():
    global mcp4018
    comparatorOUT = machine.Pin(4, machine.Pin.IN)

    mcp4018 = fullSoftMCP4018(2, 3)
    mcp4018.softResetMCP4018()
    res = 0xF
    while(1):
        #sweepRangeUI()
        #sweepRangeFast()
        setMCP4018UI(res)
        res = (res + 0x10) if res < 0x70 else 0xF
        time.sleep(30.0)

if __name__ == "__main__":
    main()

実験に使用した回路

回路図は冒頭のアイキャッチ画像に掲げました。前回の回路の横に低電圧動作（3Vから動く）のCMOSオペアンプ、NJU7031を載せて「コンパレータ」として使ってみました。NJU7031は、元の新日本無線、今年の１月からは日清紡マイクロデバイス社の製品です。合併で名前が変わる件は別件で書かせていただいているので知ってましたが、いざWebページで新たな社名の元にデータシート配られている（実体はJRC印のデータシートのままでしたが）のを見ると感慨もひとしお（ホントか、そんなに思い入れないだろ～）