SynScan USB を作ってみた

AZ-GTi が ASCOM でコントロールできるらしいので、Windows PC に有線でつなげるようケーブル自作してみました。

Windows10 の SynScan pro で操作しているところ

最近はコンパクトにしました

作成自身はとっても簡単です。

3.3V インターフェース (TX, RX が 3.3V と言う意味)の USB シリアル変換モジュールと電話のモジュラージャックのコネクタを接続するだけ。

最初試した時には手持ちの部品と、モジュラージャックコネクタを持ってなかったので、電話線をぶっちぎって USB シリアル変換モジュールに繋げてましたが、ちゃんとした部品揃えて半田付けしました。

部品は秋月電子の通販で揃えました。送料500円かかるけど電車代(うちからだと往復でIC754円)考えると、まぁどっちでもと言う感じです。ちなみにコロナの今だと秋月の開いている時間が短いので平日は無理。

部品表

• 6極6芯モジュラージャックDIP化キット ... 100円
• FT234X 超小型USBシリアル変換モジュール ... 600円
• 片面ガラスコンポジットユニバーサル基板 ... 60円

これだけ!

ケーブル類除くと上記だけ（内税）。SkyWatcher の正規品？市販品が実売 1800円 ほど(外税)。安そうに見えるけど、ケース無し、工作の手間がかかることを考えると普通の方は市販品で良いのではないかと。工作好きなら作ってください。

ちなみに USB シリアル変換モジュールは FT234X を選びましたが、Windows 用のドライバーがある（大概あるでしょ？）3.3V インターフェースならなんでもいいんじゃないかなと思います。安くて小型なのでこれ選びました。

モジュラーケーブル（電話の）は4線または6線のストレートケーブルを選ぶこと。ケーブルを間違うと FT234X が死にます。家に転がってるケーブルで十分なのですが、2線のケーブルがあったりするのでちゃんと確認しよう。最初にモジュラージャックの端子の並び調べようとテスター当てて値が変だったのでケーブルみたら2線でした orz

4線ストレート

コネクタをよーく見るとケーブルが４本出ていることと、配線の色の並びが同じなのでストレートだと言うことがわかります。

ちなみに DIP 化キットのモジュラージャックの端子の並びは AZ-GTi の取説と同じです。

取説にこんなことまで書いてある？！

基板に実装するとちょうど良い具合に線を真っ直ぐ接続することができますので楽チンですね。

接続は以下の通り。写真裏面から見たときの並びで書いてます。

• モジュラージャック 2 pin (TX) - FT234X モジュール 4 pin (RX)
• モジュラージャック 4 pin (RX) - FT234X モジュール 3 pin (TX)
• モジュラージャック 5 pin (GND) - FT234X モジュール 2 pin (GND)

です。GND は基準電位を合わせるためにちゃんとつなぎましょう。TX、RX はクロス接続です。互いに送信 TX を RX で受信すると。シリアルそのものは 9600bps 8bit パリティ無しのようです。

メモ：Vpp+ はバッテリー電圧(外部入力電圧)そのもの ~12V

寂しいけどこれだけでOK

モジュラージャック側の中ほどの開いているピン (3pin) は 12V が出ているので間違って他の線に接続したりしないように。IC 壊れます。あとクロスケーブルも刺さないように。Synscan communication protocol って公開されてるんですね。アライメント時などの最後のちょこっと修正にスマホやPCのソフトインターフェースはやり辛いんですよね。物理的なコントローラーで操作したい。あ、しまった、モジュラージャック DIP 化キットもう一つ買っとけばよかった。。

あ、一応、表面載せときます。

コンパクト版の裏面

補足

USB micro のコネクターがもげる事態が発生しました！スズメッキ線で補強したので、ほぼほぼ基板側のコネクタは大丈夫だと思います。ケーブル側のコネクタも補強しておきたいので、そのうち3Dプリンタで筐体作ろうかと目論んでます。製品版はType-B のごっついコネクタなんで、こういうことは起こりにくいんだろうなと思います。

も、もげた。。

端子はいきてるっぽかったので、半田しなおして、瞬間接着剤で固定。

小さく作ろうと思えばここまで小さくできます。

スズメッキ線強化！

FT232RL でもオッケーでした

おまけ

AZ-GTi の外部電源は 12V/1A 程度が丁度良さそうです。秋月のを使ってます (なんか新しくなってる。600円)。電圧は 12V が良いと思いますが、電流は 0.75A 以上ならなんでも良いと思います。

micro:bit + LV8548MC (DC モーター編：とりあえず ハード)

オンセミの LV8548MC が秋月で取り扱いが開始されました！

LV8548MC は DC ブラシモーターx2 またはステッピングモーターx1、電源は 4V〜16V のモータードライバーです。

また、そのままでは扱いづかいので、aitendo からピッチ変換基板が２種類（その１、その２）が9月上旬から販売されるようです。

オンセミの LV8548MCSLDGEVK ならば付属の Arduino micro を使ってハードウェアの準備をほぼする必要なくモーターを回すことができるのですが、ここではmicro:bit で LV8548MC を動かしてみます。しかも安価に。ではそのハードウェアの準備をします。

まずはピッチ変換基板を使って、モータードライバー IC を使いやすくします。
待ちきれないので、aitendo の既存の SOP-10 ピッチ変換基板 を使いました。できれば新しく販売される基板を使ったほうが良いでしょう。フットパターンが LV8548MC に適しているので半田付けの際に位置決めしやすいし、配線が太めなようなので、大電流を流したいときに安心です。

さ、お試しならばとりあえず既存の変換基盤で大丈夫です。こんな風に半田付けしました。IC をよく見ると横棒が書いてあるのですが、横棒が近い辺が 1 pin (VCC) と 10 pin (OUT1) 側になります。

表

まぁまぁな感じで半田付けできました。

裏

1 pin (VCC) と 6 pin (GND) の間にはデータシートにしたがって、パスコンを入れました。奮発してセラミックコンデンサ 10uF/50V。これがまた IC より高い。。(150円@千石電商)。データシートでの指定は 0.1uF〜10uFなので、安定性と財布次第で適宜変えてください。パスコンなので、無くても動いちゃうかもしれませんが、電源がプアだと動作が不安定になるので、入れるに越したことはありません。とりあえずセオリー通りに IC のなるべく近くに置きました。

micro:bit と DC モーターとの接続

micro:bit と LV8548MC の GND を一緒にすることを忘れないように。また 10uF のパスコンとは別に、100uF/50V の電解コンデンサーを LV8548MC の VCC - GND 間に入れています。パスコンは動作の安定のためですが、こちらは破壊防止です。壊したくなかったら入れておいたほうが無難です。
モーターが駆動しているときにモーターのコイルにエネルギーがたまります。モーターを急停止すると、このエネルギーをもとに回生電流が流れるのですが、ACアダプターなどの電源がこれを吸収しきれない場合、IC に印可される電圧が急上昇することがあり、IC が破壊に至る場合があるからです。100uF はこの上昇を抑える作用があります。
ちなみに LV8548MC の電源は手持ちの 6V/1A を使いました。LV8548MC は 4V〜16V で動作するので、この範囲の電源を接続してください。4V 以下では正常に動作しません。ちなみに、オンセミは LB1948MC という 2.5V〜16V で動作する LV8548MC とピンコンパチ（ファンクションも同じ）のモータードライバー IC もあります。4V 以下で動かしたい方はこちらを選択してもいいかもしれません。DigiKey などで取り扱いがあります。
モーターは子供達に破壊されたタミヤの２チャンネル　リモコン・インセクトを分解して取り出したものです。

接続拡大

さてLV8548MC と micro:bit、モーターとの接続ですが簡単です。VCC, GND に電源、そして DC モーターを駆動するときは、

CH1: IN1, IN2 (OUT1, OUT2)
CH2: IN3, IN4 (OUT3, OUT4)
をペアとして接続してください。CH1, CH2 の定義は上記の通りとします。micro:bit でプログラムを書くときに指定するときに必要です。

IN1, IN2 および OUT1, OUT2 の極性にナーバスになる必要はないです。逆に回るだけなので、期待通りでなかったら接続を変えるか、ソフトの初期化の時の端子設定を逆にすればいいだけですから。

micro:bit と IN1〜IN4 を接続する必要がありますが micro:bit 側のピンは任意です（全部チェックしたわけではないですが）。また CH1, CH2 の両方のチャネルを接続しなくてもいいです。CH1 のみとか。IN1〜IN4 端子は内部でプルダウンされているので、何も接続していない場合は、例えば CH2 の IN3, IN4 に何も繋がない場合、OUT3, OUT4 はハイインピーダンスになるので問題ありません。

詳しくは LV8548MC のデータシートを参考にしてください。

ちなみに micro:bit に割り当てるピンに迷ったら、エッジコネクタとピンアウトの仕様を見てください。LED 表示やら、ボタン入力、アナログ入力など特別なファンクションに割り当てられていないのは P8 と P16 であることがわかります。自分の使いたい機能を持たないピンに割り当てれば良いと思います。
ただ、P0, P1, P2 以外の端子を利用しようとすると、Sparkfun などのマイクロビットブレイクアウトボード （リンクはマルツオンライン。色々な種類があって秋月などでも扱いがあります）が必要になります。上記写真では P13,14,15,16 に IN1,2,3,4 を割り当てています（これでは SPI 端子が使えません）。この手のボードを持っていない方は、まずは P0, P1, P2 を利用してみるのが良いかもしれません。

とりあえず DC モーターのハードはここまで。
micro:bit の LV8548MC 拡張機能パッケージやプログラミングについては次回。