しなぷすのハード製作記

Arduinoを使った電卓の製作(4)

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2015年08月29日 公開。
2015年09月10日 4X5キーパッドキットの説明を追加。

9.電卓の製作

前のページまでにキーパッドを作りましたので、電卓の入力装置ができました。電卓の頭脳はもちろんArduinoですし、出力装置には市販の液晶シールドを使えばいいので、これでお膳立てが整いました。それでは、いよいよ電卓を作ります。

9-1.電卓のハードウェア

出力装置として液晶シールドを使いたいのですが、色々なシールドが市販されています。電卓として機能させるために必要な桁数の数字と小数点が表示できれば、どんなシールドでもいいのですが、今回は、Arduino IDEに標準で付いているLiquidCrystalライブラリが使えるという事で、スイッチサイエンスで販売しているLCDシールドキット(緑)を使う事にします。このシールドは、16桁X2行のキャラクタ液晶を搭載しています。他にもLiquidCrysutalライブラリが使えるHD44780というコントローラ(または互換IC)を採用した液晶モジュールや液晶シールドは色々市販されていますので、それらを使えば色々アレンジできると思います。

図16にしたがって、Arduino、液晶シールド、キーパッドを接続してください。

図16、電卓の配線図
図16、電卓の配線図

この配線図ではキーパッドのOUTPUT端子はArduinoのA4端子に接続していますが、スケッチを書き換えることにより、A0~A5のどの端子に接続しても動作します。

キーパッドの回路図は、2ページ図7に既に載せましたが、このページからいきなり読んでいる読者のために、もう一度回路図を掲載します。

図7(再掲)、キーパッドの回路図(改題)
図7(再掲)、キーパッドの回路図(改題)

キーパッドは、部品が手に入れば、2ページ写真1の様にユニバーサル基板を使って自作できます。しかし、この記事で紹介しているように、透明キャップ付きのキートップが付いたタクトスイッチを使う場合は、日本国内では入手困難で、また入手できても高価です。こちらのキーパッドのキットをご利用になる方が安価です。

キーの割り当ては、表3の通りです。

表3、キー割り当て
スイッチ 割り当る文字
SW1 0
SW2 .
SW3 +/-
SW4 +
SW5 =
SW6 1
SW7 2
SW8 3
SW9 -
SW10
SW11 4
SW12 5
SW13 6
SW14 ×
SW15 CE
SW16 7
SW17 8
SW18 9
SW19 ÷ 
SW20 C

配線が終わった電卓の写真を次に示します。

写真9、配線が終わった電卓
↑ 画像をクリックすると拡大
写真9、配線が終わった電卓
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9-2.電卓のソフトウェア

ここからは、電卓へのスケッチの書き込みについて説明します。前のページで説明した、キーパッドの動作試験をしていない人も、ResKeypadライブラリのインストールだけは事前に行っておいてください。

電卓を動かすためのスケッチは以下のリンクをクリックするとダウンロードできます。

電卓スケッチ Ver.1.00 calc_100.zip (5kB)

ダウンロードしたzipファイルを解凍すると、calcという名前のフォルダができます。そのフォルダの中にcalc.inoというファイルがありますので、それをArduino IDEで開いてください。

図17、Arduino IDEで開いた電卓スケッチ
図17、Arduino IDEで開いた電卓スケッチ

次に、ArduinoとパソコンをUSBケーブルで接続し、前のページの図10図11を参考に、Arduinoの種類とポートの設定を行います。

そして、前のページの図12を参考に、Arduinoにスケッチを書き込めば、電卓が動き始めるはずです。

写真10、動き始めた電卓
↑ 画像をクリックすると拡大
写真10、動き始めた電卓

このページでは、電卓の組み立て方や、スケッチの書き込み方を説明しました。次のページでは、電卓の使い方などを説明します。

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