2026-10-02

FT260SとSLG47011を使用した熱電対の温度計測(ソフトウェア)

ピン割り付けとモニタソフトについて書いてあります。

ピン割り付け
モニタソフト

ピン割り付け

FT260Sのピン割り付け

SLG47011(I2Cアドレス=0x08)の各ピンとプログラム

CH0,CH1: 熱電対、CH3: サーミスタ、pin15：Vref

SLG47011(I2Cアドレス=0x20)の各ピンとプログラム

CH0,CH1: 熱電対

SLG47011(I2Cアドレス=0x28, 0x30)の各ピンとプログラム

「RL78/G16とSLG47011を使用したリフロー実験ボード( ソフトウェア 2/2 )」

(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2026/08/13/111935)の増設ボードと同一です。

モニタソフト

概要

WindowsのWPFアプリ(C#)です。グラフはScottPlotで作成しています。FTDIのDLL(LibFT260.dll)のAPIで、I2C通信を行います。読み出したA/D値から温度を求める処理は、「GreenPAK SLG47011 実験用ボードの試作(熱電対による温度測定)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2025/05/02/115751)と同じです。

I2Cデータ読み出し

　Writeで読み出しバッファアドレスを書き込み後、Readを発行し、バッファアドレスのデータを読み出します。

図6. DataBuffer0(0x2212)から読み出し(Write後、Read)(I2Cアドレス=0x08)

SLGのデータ

SLG 4個分のデータ（I2Cアドレス、各A/D値、熱起電力、温度）を扱うために、データのクラスを定義し、クラスを配列にしています。

画面

実験

アルミ板付きPTCヒータを使用して、アルミ板の4点とプリント基板上の２点の温度を測定します。PTCヒータは常にON状態です。

　アルミ板上の温度は、SSRに近い方が高い温度になっていました。基板上の温度はほぼ同じです。

開発環境

Visual Studio 2026 Community Ver 18.10.3

WPFアプリケーション　C#, フレームワーク: .Net 10.0

ScottPlot WPF 5.1

LibFT260.dll v1.1.9 (x64 用)

登録場所

SLG47011: https://github.com/vABCWork/ft260s_slg

モニタソフト: https://github.com/vABCWork/ft260s_wpf

その他

従来までは同様なモニタソフトを、.NetFrameworkで作成していました。

今回の.Net10.0 では、デフォルトでShift-JISコードが有効でないため、Encoding.RegisterProvider(CodePagesEncodingProvider.Instance);　が必要でした。（この処理が無いと、履歴ファイル (CSV形式 Shift-JISコード)の読み出し時に例外発生となります。）

2026-10-02

FT260SとSLG47011を使用した熱電対の温度計測(ハードウェア)

FTDI社製 FT260S(HID class I2C-USB 変換IC)とルネサスのSLG47011を使用して、熱電対(K-Type)で温度を計測する実験を行いました。

FT260S-SLG47011ボード
はんだ付け

・資料:

資料1*1、資料2*2、資料3*3、資料4*4、資料5*5、資料6*6

増設ボードは、「RL78/G16とSLG47011を使用したリフロー実験ボード(2026-08-11)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2026/08/11/113519)と同じです。

FT260S-SLG47011ボード

はんだ付け

SLG47011はリフロー、他は手はんだです。 USB-Type Cのコネクタの手はんだは、難しく、当初、USBケーブルを上下反転させると通信不可となりました。修正後、上下反転させても通信できるようになりました。（使用こて先　PX-60RT-0.8D)

*1:資料1 「FT260　Datasheet」 Ver1.6

*2:資料2 「AN_395 User Guide for LibFT260」

*3:資料3 「AN_438 FT260 I2C Example in C#」

*4:資料4「UMFT260EV1A Datasheet」Ver1.0

*5:資料5「AN_146 USB Hardware Design Guidelines for FTDI Ics」

*6:資料6 「SLG47011 Datasheet」

2026-08-13

RL78/G16とSLG47011を使用したリフロー実験ボード( ソフトウェア 2/2 )

　リフロー制御、SLGのプログラム、モニタソフト、実験について書いてあります。

リフロー制御
SLG47011のプログラム
- CPUボード上のSLG　
  - SLG47011(I2Cアドレス=0x08)
  - SLG47011(I2Cアドレス=0x20)
- 増設ボード上のSLG
  - SLG47011(I2Cアドレス=0x28)
  - SLG47011(I2Cアドレス=0x30)
モニタソフト
登録場所
実験

リフロー制御

SLGからのRUN信号でリフロー制御を開始します。

80℃まで昇温し、80℃近辺を60秒保持(soak)します。その後140℃まで昇温し、10秒保持します。その後、SV=20℃とします。

・PI制御の演算式は、「RX140を使用したDCモータ実験ボード(ソフトウェア 3/3)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2026/06/12/142525)と同じです。

SLG47011のプログラム

CPUボード上のSLG　

SLG47011(I2Cアドレス=0x08)

CH0,CH1: 熱電対、CH3: サーミスタ、P15：Vref

SLG47011(I2Cアドレス=0x20)

CH0,CH1: 熱電対、PIN13 : RUN SW、PIN14 :STOP SW

増設ボード上のSLG

SLG47011(I2Cアドレス=0x28)

CH0,CH1: 熱電対、CH3: サーミスタ、P15：Vref

SLG47011(I2Cアドレス=0x30)

CH0,CH1: 熱電対

モニタソフト

　PV,SV,MVと8chの熱電対の計測温度をモニタします。

登録場所

SLG47011: https://github.com/vABCWork/reflow_slg

モニタソフト: https://github.com/vABCWork/reflow_wpf

RL78/G16: https://github.com/vABCWork/reflow_g16

・RL78/G16 10pin ファイル

実験

　今回実験に使用した、アルミパネル＋PTCヒータ(400W, 200℃まで上がる)は、小さな出力でも急速に高温になりました。このため比例ゲイン(kg)を最小にして、積分時間(Ti)を長めにし、開始から少しずつMVを増加させています。SLG(I2Cアドレス=0x08)のCH0をPVとしています。

下図は、Kp=0.1, Ti=20[sec]の場合です。

下図は、Kp=1.0, Ti=1[sec]の場合です。最初の出力(MV=100[%])で、120℃まで上がり、制御不良でした。

各SLG、全CHのモニタです。

2026-08-13

RL78/G16とSLG47011を使用したリフロー実験ボード( ソフトウェア 1/2 )

機能とピン割り付け、メインフロー、SLGとのIICA通信、タイマ、UARTについて書いてあります。

機能とピン割り付け
CPUメモリマップとオプションバイト
スタートアップとメインフロー
- ウオッチドックタイマ
- スタートアップとメインフロー
SLG47011との通信
- AD値読み出しと温度計算
- IICA通信
タイマ・アレイ・ユニット
- インターバルタイマモード
- PWM機能
12ビット・インターバル・タイマ
シリアル通信

・資料

資料1*1、資料2*2

機能とピン割り付け

CPUメモリマップとオプションバイト

スタートアップとメインフロー

ウオッチドックタイマ

オプションバイトで設定します。低速オンチップオシレータ (fIL ) = 15[KHz](typ)の場合、オーバフロー時間は、136[msec]　となります。(資料1の、「表 10－3 オーバフロー時間とインターバル割り込み時間の設定」には、低速オンチップオシレータ(fIL ) = 17.25[KHz](max)の場合のオーバフロー時間 118[msec]が記載されています。）

スタートアップとメインフロー

SLG47011との通信

AD値読み出しと温度計算

RL78/G16のIICA(I2C)通信で、SLGのAD値を読み出し、熱電対で計測した温度を求めます。（SLGのADコンバータは14bit設定)

約25[msec]かかりました。

「RX140を使用したDCモータ実験ボード(ソフトウェア 2/3)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2026/06/12/142227)と同様な処理です。

テーブル参照で温度を求める方法もあります。(「ペルチェ制御用ボードの試作(熱電対による温度測定)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2022/01/22/165620)

IICA通信

I2Cのマスタ送受信で、SLC47011から2byte 読み出します。

IICAの割り込み(INTIICA0)の発生条件は、

1)ストップコンディションの検出(SPIE0=1 設定)

2)9クロック(WTIM0=1)または8クロック(WTIM0=0)

(データ受信時には8クロックにする。)

タイマ・アレイ・ユニット

インターバルタイマモード

タイマ・カウンタ・レジスタ値は、初期値(タイマ・データ・レジスタ値)より、タイマ用クロック毎にカウント値が１減少、０になるとタイマ割り込みが発生します。

チャネル2を、1秒毎のインターバルタイマとして使用します。

(タイマ用クロック CK01 = 1.95 [KHz])

PWM機能

マスタチャンネル(ch0)でPWM周期、スレーブチャンネル(ch1)でDutyを設定します。

ダウンカウントにより、マスタチャンネルのカウント値が０になると、マスタの割り込み信号が発生し、タイマ出力端子はアクティブレベル(High)になります。スレーブチャンネルのカウント値＝０になると、タイマ出力端子は、Lowになります。

12ビット・インターバル・タイマ

　200[msec]毎に割り込みが発生します。制御周期用です。

シリアル通信

UART0(RXD0,TXD0)を使用しています。「RL78/G16 CPUボートの試作(静電容量式タッチセンサ)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2024/04/02/162725)と同じ処理です。(1M[bps],8bit,パリティ無し,１stop)

パソコン側からのコマンドに対してレスポンスを返します。

*1:資料1「RL78/G16　ユーザーズマニュアルハードウェア編」 Rev.1.30 2025.05

*2:資料2 「RL78/G12 シリアル・インタフェースIICA（マスタ送受信）」R01AN1371JJ0110 Rev. 1.10 2013.03.01

2026-08-11

RL78/G16とSLG47011を使用したリフロー実験ボード(ハードウェア)

ルネサスのRL78/G16とSLG47011を使い、リフロー制御の実験を行いました。温度は8ch 熱電対(K型)でモニタします。

リフロー実験ボード
はんだ付け

・資料

資料1*1、資料2*2

　リフロー実験ボードは、CPUボードと増設ボードで構成されています。CPUボードには、RL78 G16(10ピン)とSLG47011(２つ)を取り付けています。1つのSLGは、熱電対 (2ch)で測定対象物の温度を測定し、サーミスタで基板上の温度を測定します。もう１つのSLGは、熱電対 (2ch)での温度測定と、スイッチの入力を行います。増設ボードは、SLGだけ取り付けています。熱電対が端子から抜けたり、断線した際には、各チャンネルに対応するALM LEDが点灯します。

SLGとCPUはI2Cで通信を行います。SLGからのAD値は、CPU側で温度に換算しリフロー制御を行います。USBシリアル変換ICを介して、パソコンで温度をモニタします。

（CPUボードと増設ボードは同一の基板で、増設ボードにはSLGだけつけています。）

リフロー実験ボード

フットプリントのJ2,J3,J4,J5は、フェニックスコンタクトの1725656用です。
支持用の突起物((ボス）があります。ここで使用している部品にはボスが無いので修正しています。

はんだ付け

SLG47011とFT234XDは、リフローです。

顕微鏡で位置を確認してペーストします。SLG 2つの位置合わせが難しい。

プリント基板は10枚、表面処理はHASL（有鉛半田レベラー）、ステンシル、送料込みで約5000円でした。（Fusion PCB使用)

*1:資料1「RL78/G16　ユーザーズマニュアルハードウェア編」 Rev.1.30 2025.05

*2:資料2「SLG47011　Datasheet」 R19DS0121EU0102, Rev. 1.02 Oct 30, 2025

2026-06-12

RX140を使用したDCモータ実験ボード(ソフトウェア 3/3)

主にモータのPI制御、モニタソフト、実験について書いてあります。

制御
- 動作モード
- PID制御(PI制御)
モータ制御モニタソフトと実験
CTSUモニタソフト
登録場所
ファイル一覧(RX140)
実験風景

制御

動作モード

モータAの動作モードには、Run/Stop,Auto/Manualがあります。

2つのタッチキーで変更します。

モータBは、モードに関係なくボリュームBの操作で速度が変わります。

PID制御(PI制御)

・演算周期

制御演算周期は 1[msec],　PWMの周期は、0.1[msec]。一般にモータ制御のPWM周波数は10[KHz]以上の様です。

・初期値

電源投入後、RUN,Autoモードにした場合、目標回転数(SV)= 2000[rpm]、ゲイン(Kp）= 0.5、積分時間(Ti）= 0.1[sec]　としています。モータ制御モニタソフトにより変更可能です。

・実験装置の特性

モータAとモータBにプーリを取り付け、輪ゴムでつなげた状態で実験します。

Run,Manualモードで、ボリュームAを変化させて、速度を測定します。（モータBは停止状態。）モータAの印加電圧は12[V]です。

出力 MV[%]は、ボリュームAのA/D値に対応し、A/D値=4095ならば、MV=100%となり、 PWM周期=0.1[ｍsec]の間、出力は常時ONとなります。

実験装置の最高速度は4000[rpm](4000回転/1分)、1回転 15[msec]。

　レンジ 0～4000[rpm]の装置となります。制御演算する際に、目標値(SV)や現在値(PV)をレンジでスケーリングし、0.0～1.0の範囲で計算します。

・制御演算

速度型のPI制御(PIDのD動作無し)を行います。速度型PIDでは、制御演算毎に、変化分の出力を計算し、1演算周期前の出力に加算して、今回の出力にしています。

MVn = ΔMVn + MVn1　(今回の出力 = 変化分 + 前回の出力)

ΔMVn= Kp* ( ΔP_MVn + ΔI_MVn )　(変化分 = P動作の変化分 + I動作の変化分)

= Kp* ( En - En1 ） + Kp* (1/ Ti )*En*Ts

MVn1: 前回(1msec前)の出力,

En:偏差(= SV – PV),

En1:前回の偏差,

Ts: 演算周期(=1msec),

Kp: 比例ゲイン ,

TI: 積分時間

　ManualからAutoに変更した際に、Manual時の出力(MVn1)を引き継ぐので、今回の偏差が小さければ、出力の変動も抑えられます。

(補足: 制御周期毎に、出力を偏差から直接計算する位置型PIDもあります。

MVn = Kp{ En + 1/Ti*(En*Ts) + I_MVn1 } ( I_MVn1: 1演算周期前のI動作による出力)

https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2022/02/15/163249 )

・速度型PID演算フロー

・積分時間
P制御の出力とI制御の出力を関連づけるため、積分時間を定義します。偏差 e での　P動作出力 = Kp x e　とすると、 Kp x e　と同じ出力になるまでの時間を、積分時間(Ti)とします。

モータ制御モニタソフトと実験

　モータ制御モニタソフトで、PI制御の実験を行います。

・Vol1とVol2の動作

　Run- Manualモードで、Vol1によりモータAの速度を変更します。Vol2で負荷が変わります。

図6. 速度変更(Vol1)と負荷変更(Vol2) (Run-Manualモード)

・目標速度(SV)の変更

a) ゲイン(Kp）= 0.5, 積分時間(Ti）= 0.1[sec] の場合と、

b) ゲイン(Kp）= 0.5,積分時間(Ti）= 1[sec]を比較します。

Run-Manualモードで、PV=2000にして、パラメータ(SV等)を変更後、Run-Autoモードにします。

・負荷の変更

目標速度(SV)一定で、負荷を変更します。負荷が変動しても、PI制御で速度を維持します。Run-Autoモード、SV = 2000 設定。

CTSUモニタソフト

CTSU計測値のモニタをするソフトです。

登録場所

RX140: https://github.com/vABCWork/RX140_Motor

SLG47011: https://github.com/vABCWork/RX140_SLG47011

モータ制御モニタ: https://github.com/vABCWork/RX140_Motor_WPF_Monitor

CTSUモニタ: https://github.com/vABCWork/RX140_CTSU_WPF_Monitor

ファイル一覧(RX140)

（使用ROMは、7.8Kbyte、RAMは860byteでした。)

実験風景

2026-06-12

RX140を使用したDCモータ実験ボード(ソフトウェア 2/3)

RIIC通信、データトランスファーコントローラ、SCI通信、SLG47011のプログラムについて書いてあります。

SLG47011との通信
- AD値読み出しと温度計算
- RIIC通信
データトランスファーコントローラ(DTCb)
シリアルコミュニケーションインタフェース
アラーム
SLG47011のプログラム

SLG47011との通信

AD値読み出しと温度計算

RX140のRIIC(I2C)通信で、SLGのAD値を読み出し、熱電対で計測した温度を求めます。

「GreenPAK SLG47011 実験用ボードの試作(熱電対による温度測定)」(https://vabc.hatenadiary.jp/entry/2025/05/02/115751)ではパソコンで計算していましたが、今回は同じ処理をRX140で実施しました。計算時間は、80[usec]でした。