Arduino Nano互換ボードでLCD時計とLCD温湿度計を小型化、二合枡に組み込んで完成

Arduino Uno Rev3とブレッドボードで動作確認したLCD時計LCD温湿度計を、Nano互換ボードとユニバーサル基板に置き換えることで小型化して二合枡ケースに組み込みました。

Arduino Nano互換ボードでLCD時計とLCD温湿度計を小型化、二合枡に組み込み
  
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集めた主なパーツ

ELEGOOのNano互換ボードは、Arduino Uno Rev3と基本的な使い方は同じなので、小型化が必要な組み込み用途には便利です。今回、Amazonで3個入りパッケージを購入しました。3個で1,480円でした(2021/5/24 7:40時点)。

#パーツ仕様個数
1ELEGOO Arduino用
Nanoボード
V3.0 CH340/ATmega328P、
Nano V3.0互換
・3個入りパッケージ
・USBケーブルなし
1
2ブレッドボード・
ジャンパーワイヤ
手持ちがあれば不要1

ELEGOO Nano互換ボードをArduino IDEと接続する時の設定

Nano互換ボードをArduino IDEに接続するには下記の設定が必要でした(PC環境により異なります)。

(1)USBドライバのインストールが必要でした。ELEGOO ARDUINO NANO BOARD V3.0+/V3.0 CH340 USB DRIVER サイトの「Nano 3.0」をクリックして「Elegoo CH340 Driver 2020.07.09.zip」をダウンロード、このドライバーをインストールするとWindows10(バージョン20H2)は「USB-SERIAL CH340」として認識します。シリアルポートはCOM4でした。

(2)USB端子はUSBミニB(Mini-B)端子です。USBケーブルは付属しません。現在はほとんど見かけませんが、10年ほど前に購入した松下電器製ポータブルDVD MULTIドライブ用のUSBケーブルがあったので流用しています。

(3)Arduino IDE(バージョンは1.8.15)のメニューの「ツール」から設定します。
    ボード:「Arduino Nano」 を選択
  プロセッサ:「ATmega328P 」 を選択
シリアルポート:USBシリアル変換チップ「CH340」がつながっているCOM4を選択(環境で変わる)

(4)ピンヘッダは同梱されてますが、ハンダ付けが必要です。ヘッダピンは(オス)なので、基板からは(メス)のジャンパーワイヤーでつなぎます。

(5)I2C通信のSDAはA4ピン、SCLはA5ピンです。

Arduino IDEをArduino Nano互換ボード用に設定変更
Arduino IDEをArduino Nano互換ボード用に設定変更
ELEGOO製のNano互換ボード。3個入りパッケージ
ELEGOO製のNano互換ボード。3個入りパッケージ

ユニバーサル基板上に実装して小型化

LCD時計LCD温湿度計の回路図は、ブレッドボードで作った時と同じです。ユニバーサル基板上に実装することで小型化しました。ユニバーサル基板上の配線は「はんだメッキ線」を使い、液晶ディスプレイモジュールやセンサ、RTCなどのパーツを配線しています。
Arduino Nano互換ボードに同封されるピン端子は、Arduino Uno Rev3とは違って(オス)なので、ユニバーサル基板からはジャンパーワイヤ(メス)で配線を引き出して、ボードの電源(3.3V、GND)とI2C線(SDA、SCL)の4本を配線しました。

Arduino Nano互換ボードとユニバーサル基板で実装
Arduino Nano互換ボードとユニバーサル基板で実装したLCD温湿度計(上)とLCD時計(下)のおもて面
Arduino Nano互換ボードとユニバーサル基板で実装
Arduino Nano互換ボードとユニバーサル基板で実装したLCD温湿度計(上)とLCD時計(下)のうら面

アルミパンチ板に実装、二合枡に組み込んで完成(2021/6/11追記)

電源(ACアダプタ 9V)は、Nno互換ボードの外部電源用のポートVinから給電します。

DCジャックの+9VとGNDの引き出し口は、ジャンパーワイヤ(メス)として、Nano互換ボードのVinピンとGNDピンに差し込みます。

ユニバーサル基板とArduino Nano互換ボードで小型化したLCD時計、LCD温湿度計をアルミパンチ板に樹脂スペーサとM3プラネジ、ナットで取り付けます。

DCジャックからNano互換ボードのVinピンとGNDピンにジャンパーワイヤ(メス)で配線
DCジャックからNano互換ボードのVinピンとGNDピンにジャンパーワイヤ(メス)で配線

液晶ディスプレイモジュールは、固定用のM3プラネジを少し削って、二合枡の内寸でギリギリで組み込めました。ゆったりと組み込むには、もう一サイズ大きな「二合半枡(内寸:92.5×92.5×52.5)」が良いです(2021/6/11追記)。

液晶ディスプレイモジュールのバックライトの灯が横から漏れるので布絶縁テープを3重に巻いて遮光しました。同様にELEGOO Nano互換ボードのピンや基板がユニバーサル基板やアルミパンチ板といった金属部分と接触しないように布絶縁テープで養生しています。

完成した二合枡ケース(おもて面)
完成した二合枡ケース(おもて面)
※USBミニB延長基板を実装した画像に差し替えました(2021/5/30)
完成した二合枡ケース(うら面)
完成した二合枡ケース(うら面)

時刻合わせの際に、ELEGOO Nano互換ボードのUSBからPCにケーブル接続する必要があります。その都度ケースを分解するのも面倒なので、USBミニB端子の延長基板を作りました。

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