KemushiComputer:Blog: 03/2010

2010/03/30

改造 PowerMacG4 電気工事(GbEハブを内蔵)

PowerMac G4を改造第3回。

前回までにMini-ITXを二台内蔵し、運用を始めた。

当たり前だが、排熱ファンを内蔵していなかったため、熱が停滞、特にNASとして使うD945GCLF2がありえない温度にまで加熱されるという結果になった。完成させるまでにちゃんと排気ファンを設置しないといけない。今回はそれに加えて配線を処理した。

ひとつのケースにマシン2台も入っているから、当然コンセントも2台使わなくてはならず、筺体外の配線がカオスなことになる。そこでNAS側のACアダプタとコンセントを、内部に収めてしまった。

市販の電気タップを引き込んでいる。

さらに、5ポートのGbEハブ(LAN-GSW05/PAW)を入手したので、これの電源も内蔵。 NASー母艦間を短いLANケーブルで配線。 WAN側のケーブルを外部から引き込む。

ハブも電源タップも磁石付きなので、固定がらくちん。こうして配線もスッキリしてきた。

NASのI/Oポート後ろ側に設置するケースファン。もともとのマシンに内蔵されていたものだが、NASのI/Oをつないでいると干渉するため、遠隔操作できるまではお預け･･･。

DG45FC,D945GCLF2は共にGbEポートを搭載するため、片方をNAS化したあと、両者をクロスケーブルでつないで、WindowsのICS接続を使ってNASにDG45FCからDHCP割り当てを行って、ネットへの接続を行っていた。

インターネットには、どちらのマシンもDG45FCのUSBの無線LANアダプタを経由するという謎仕様。

この構成では、調子が良くないと1Gbpsでつながっているにも関わらずファイル転送速度が10MB/s以上でない。

直接IPアドレスを指定すれば30Mbpsを出すけど、NAS(笑)をネットワークに繋ぐにはハブが不可欠ということを実感した。

ロジテックの一番安い5ポートギガビットHUBが出たので導入したが、もちろん何の問題もなく稼動している。肝心の転送速度も常時30MB/sを超えるようになり、現実的な速度になった。

一連のPowerMacG4ケース改造を本家にまとめてあります。
http://sites.google.com/site/kemushicomputer/Home/woodern-computer-case/powermacg4-case-mod

2010/03/26

トランジスタポケットラジオ

大昔のナショナルのラジオの外箱。　先祖伝来。

このあふれる昭和臭。

中身は修理中。（５V電池なんて無いぞ・・・）

だいぶ前から温めていたけれど、

このフォントが気に入ったのでロゴを作りました。

毛虫計算機。決して林檎を食べるとかいうネタではなくて^^

PCケースを自作したら、架空企業を創造したくなるでしょう(ぇ

ケムシ自体、小学生の頃から使っていたハンドルネームなので。

やってることが10年たっても変わりませんね・・・。

2010/03/24

改造PowerMac G4　デュアルマザーマシン

PowerMac G4へのDG45FCの搭載は順調に進み、　PCIブラケットにACアダプタの電源ジャックを設置した。　結構がら空きだったので、開いたスペースに何が収まるか見ていたら・・・

Mini-ITX がもう一台収まってしまった・・・。

以前作った、D945GCLF２の自作NASである。

フレームだけ作って稼働していたので、ネジ穴をあけて、電子基板用スペーサをMacの筐体に取り付けて、ネジ止めしただけ。　HDDのうち１基は、DG45FCのもの。　オリジナルでは底にHDDマウンタがおかれているが、共振してしまったので、NASのHDDステーに一緒に取り付けてある。

NASといっても、普通のUbuntuでSambaやDLNAなどを起動しているだけなので、普通に使える。　

筐体が大きく、ACアダプタを内蔵するくらいは簡単そう。

はみ出したPCIブラケットを使って、いろいろな外部出力を検討している。　不具合としてはDG45FCの音声出力端子が本体のフレームに塞がれて使えない。　それからもちろん、誰得PCIe　ｘ１６カードも挿せる。　（ｘ１倍動作だけど）

ようやく常用マシンとして使えるなあ・・・

2010/03/23

CPU,MPU,MCU

一口にコンピューターといってもいろいろな分類があります.
特に技術的な時代背景を蓄積した技術用語が多いので,平成一歩手前世代としては結構まごつくところです.
これらの用語は検索すればわかる時代なので,調べながら分類してみた.

  <マイコン>

最初はMy Computer 次は Micro-Controller と移り変わります. 1970～80年代の,まだコンピュータ様が大きな部屋でエアコンフル稼働で事務処理していた時代に. ホビーユース向けコンピュータの呼称だったものです. よく考えたらファミリーコンピュータもそんなカテゴリだったんだなあ,と.
現代ではコンピュータ様の地位もかなり下がって, 万人が常時ポケットに入れるほど偏在しだしたため,マイコンの地位も当然格下げです. 代替品としての用語の意味は消失,代わりに初期MPU,MCUの領域になりました. ｢アーキテクチャとしてのコンピュータに付き合うホビー｣はもはやフラッシュマイコン独走の時代です.
マイコンとMCUの用語の区別に口酸っぱくなったころが私にもありましたが,上記の考え方で捉えると, どっちでもいいのかなという雰囲気になります. なんといっても最初のマイコン世代の方々がまだ現役です.

CPUは中央処理装置の名の通り, 計算処理を行う中核部品群の総称です.決してひとつの部品を指しているわけではないのです. 昔の真空管,トランジスタの塊を想像すると,今のプロセッサに当たるブロックが部屋を占拠していたわけで,いかにも威厳があります.

CPUと呼ばれる製品,MPUと呼ばれる製品の違いと言われたら,今の普及製品では区別出来ません. Core2Duoなど、すべてのデスクトップコンピュータの演算装置は,MPUの延長線上にあるプロセッサです。
ということで,CPUとは機能に対しての比重が大きい用語です. バカでかい(複雑な)システムで使われるという意味も含めて.

そうした部屋を占拠する旧来のCPUに代わって,電卓のような小型システムに組み込むために、ワンチップ化を目指し始めたのが、CPUに対しての命名であろう、MPUです.

MPUはMicro Processing Unit マイクロプロセッサと呼ばれて,真空管やトランジスタ時代の最盛期に,ビジコンとIntel社が手がけた4004という汎用プロセッサがはじまりとして有名です, が実は同時期にいくつかあったのですね. インターネットは冷戦から生まれ,マイクロプロセッサは電卓戦争の産物･･･進化圧力のすさまじさ.
これらがリリースされたのは1980年前後. マイコンと呼ばれるホビー向けコンピュータは, この時期出てきたZ80といったMPUを使用していました. MPUがどんどん集積され,高性能化したもの･･･今向き合っているパソコンの中身ですね.

MPUとMCUの違いは諸説あるようですが, これらの違いは,現在のところ規模と内蔵機能で分類されています.

MCUは,MPUのカテゴリから組み込み向け制御装置として特化したものです. MPUとの決別はどこかといえば,はじめのMPUがメモリや外部入出力を外付けで必要とし,今も必要としているのに対し, MCUではすべて内蔵されているという点です.

呼称としての区別が決定的になったのは, チップ単体でプログラムできるようになったことと,フラッシュメモリ搭載により,プログラムをなんども書き込めるようになったあたりではないかと推測します. 低コストと省スペースを求める組み込み業界にはなくてはならない機能です.

MPUが最初メモリを外付けにしたのは, プログラムを格納するメモリが高価な部品として存在感を持っていたこと(紫外線消去式EEPROMとか),大容量フラッシュメモリのようなデバイスも無かったからです.

その後,MPUが走らせるプログラムが肥大化し,主記憶として従来からの磁気メディアが使われたことで, MPUさんはプログラムをワンチップに収める要求も実現性もなく,その後長らくMPUのまま, 大規模化によってCPUの地位を奪い去り,現在に至っています.

対してMCUは,そんなに大きなメモリが必要なわけではないため,最小限の機能を集積することで,独自進化を遂げました.

フラッシュメモリが登場し,外付けで必要だった部品はすべてワンチップ化することができるようになったためです.

処理によっては,外にDRAMやSRAMを拡張することや,OSを外部メディアから起動することもできますが,基本的なプログラムは本体に収まっています. ICの足は入出力ポートです. 最近はプログラマブル化が進んでいて,どのピンをどう使うかも記述できて便利です. やはりワンチップでコンピュータとして動作する点が,MCUたる所以だと思います.

今後これらの区別はどうなってゆくのか. まずCPUという言葉は普及しましたが,内容が移り変わっています。
マルチコア時代になっても、とりあえずCPUはCPUでしょう。

MPUはなぜかCPUに押されて存在感がありません. これからも無いでしょうね. 正式名称なのに・・・.

MCUは･･･まあそのままでしょう.

もはや用語の用法すら,技術者ごとに離散しつつある気がします. トラ技とか読んでると特に.

長くなりましたが,やっぱりCPU,MPU,MCU といった単語を単に技術的要素で使い分けようとするといろいろと不都合が出てくるんじゃないかなという次第でした.
言葉と意味のリンク切れが, 成長著しい半導体産業では顕著なのではないかなーと,ぼんやり.

2010/04/24書き直し

2010/03/21

PowerMac G4 を改造してDOS/V化

廃棄扱いのPowerMacG4（通称ポリタンク）を普通のマザーボードが入るケースに改造してみた。

長年憧れの機体。もはやギガフロップス時代の遺物である。改造しやすいので有名だが、筐体がでかいので入手することは考えてなかった。

　
手元のマシンを入れてみる。Mini-ITXにPICO-PSUという極小セットなので、取り付けられたら、後はほとんど加工しなくてよい。　木製PCケース計画のせいで2年もの間住居にありつけなかったDG45FCです。今度は絶対にCPUクーラーが外れないようにボルト止めした。

＜改造＞

まず外側のプラスチックケースを全部外す。　いろいろなパーツをすべて取り除くと、金属フレームだけとなる。

ポリタンクを改造するにあたって面倒なのが、背面のI/Oパネル。リベット留めだ。

先駆者たちはドリルで強引に除去していたりするようですが。　そんな根気がありません。

ところがしっかりしたニッパーがあれば、リベットの頭を除去することが可能だった。

ただし勢い良く飛ぶので目は保護したほうがいいでしょう。

右下は試行錯誤の跡で関係ありません。　釘を抜く要領で

この様に全部一度外してしまってから、I/Oパネルを取り除いた。とても楽。

PCIブラケット部はI/Oパネルを切断後、リベットの穴を利用してM３ボルトで再固定した。　

あとはマザーボードを取り付けるための穴あけ、余計なスペーサーの除去を行った。

電源スイッチとLEDを配線して、基本的な部分は2時間ほどで完了。

電源はACアダプタ電源だから、場所は取らない。

かっこいいケースになりそうだ

なお、現在は普通のMicroATXマザーで運用中。

2011追記

ACアダプタ電源を酷使した結果ACアダプタが故障。

急遽ATX電源を取り付けることになった。(それが普通です・・・)

このケースはもともとATX規格の電源が収まる設計。取り付けネジも利用可能だが難点がひとつ。

ほとんどのATX電源は取り付けると壁側に大口径ファンの吸気口がきて塞がってしまう。

手頃な電源はほとんどこのタイプなので問題だ。できるだけ無改造で済ませたい。

電源ケーブル接続面に8センチファンがついた懐かしいタイプの電源を探したところ、

AntecのEA380D-GREENというおあつらえ向きなものを発見した。古いのは見た目だけで中身はまっとうな80PLUS電源。

電源ユニットのケーブル取り付け場所と、接続パネル面のプラスチックカバーが干渉したので、一時的にカバーは取り外しているが、無改造で取り付けることが出来た。

2010/03/16

わたしです

よく似ているなあ･･･。 joke

【さぼてん】太陽電池パネルの組み立て

太陽電池を固定するパネルを作製。塩ビパイプと塩ビ板(0.8mm厚)を接着。

配線処理をした太陽電池を貼り付け。

これが8個もあるため、結構しんどいのです。草むしりをする間隔で黙々と量産･･･。なんでこんな設計にしたかと自分を(ry

半日後。この場所にユニバーサル基板のターミナルを設置して、8方向から来る電源と、逆流防止ダイオード、電圧測定用の配線をおさめる予定。

表。砂漠の植物にこんなのありそう。襲いかかってくるやつ。

これが通常モード。意外とテンションがかかってしまい、素直に畳めないためテープ止め。

だいたい組み立て予想図通り。

どことなく、ロシアのミール(宇宙ステーション)とか初期の宇宙開発に出てきた宇宙機の雰囲気ですね。

次なる課題。
1、パネルを連動させる。アクチュエータ機構を考える。
2、筺体を仕上げて、XBeeとArduinoで電圧監視を試みるべく･･･ 8ポートもA/D無いぞ･･･デマルチプレクサを入れろということか、あるいは4つ程度に絞るべきか。

2010/03/15

気象衛星さぼてん

どう測ってもシャーシが巨大化したので、名前をMINIRVA改め さぼてん ということにします。

パネルを量産中なので、設計図をGoogleSketchUpで作製してみた。

これが基本モード。

太陽が照りつけて来たら、

太陽高度が低いときは光源を追尾(するといいな)

昼は完全に展開。機構がむずかしければ、基本モードとこの全展開のみで思案中。

展開時はパネルに隠されていた円筒胴体が露出するので、カメラなどを内蔵して撮影も可能。

備考ネーミング案

(気象衛星)ひまわりアレとかぶるので没

さぼてん fiore del deserto いいですね。砂漠の花。

2010/03/13

MINIでは無かった(フレーム編)

MINERVAもどきを作ってみる企画 n+3番目

やっと試作筺体を製作開始。

ハンズでパーツを見ながら頭で脳内デバッグして、部品を組み立てたらこんな感じになってきました。

思考する中の条件として、

やっぱり形は8角形で柱状であること
だけど太陽電池の発電効率は上げたい = すべてのパネルを太陽に効率良く当てたい
生物みたく、無駄な構造は極力省く、可動部分を減らす、または可動だがその機構の故障=システム停止、という脆弱性を避ける

どう考えても矛盾する仕様を共存させながら考えてみた。こうしないとつまらないもの/使えないシステムができる、というのが経験上あるので。ああこう考えながらハンズを彷徨いていると、思わぬ方向(あるいは、棚の陳列に)解法がぶら下がっていることが多い。

筺体はアクリル円筒にして、ArduinoやXBee、EDLCといった電子回路はすべてここに納めると言う形に。これは初期からの構想。多角形な柱状アクリルは流石に無かった。加工は勘弁してください。

なので多角形を外に作る必要がある。試作なのでベニヤ板を切り出す。

アクリル円筒の寸法から割り出した大きさに、

切る。ベニヤは5mm厚までなら、カッターでも意外と加工しやすい。

精度を出すなら手作業ですね。

いきなり完成、太陽電池の長さ･形状が今回の制作のすべてを規定しており、結果こうなっております。

アクリル円筒が縦横10センチなので、多角形のディスクとの間にすき間が。これにも理由があって･･･。そして謎のヒートンが八角形の各編にありますね。

木製Gloryの反省を受けて、接着したら分解不可能という、木製製品の宿命を回避。アルミパイプに竹ひごを差しこんだだけ。

一枚だけ太陽電池パネルを作製。太陽電池は、0.8mm厚のプラ板の裏に発電面を向けて、縁をビニールテープで貼付け。上部には塩ビのパイプを接着。

ヒートンには塩ビパイプを軸として差し込んでいます。一枚だけでほかはダミー。

もっとらしくなってきて、これだけで満足しそうな気分。

何を隠そう、このヒートンとパネルの形状こそが、前述で掲げた矛盾仕様を解決する手段だったのです! (ｷﾘｯ

こうしてパネルを持ち上げれば、どの面だろうが最適な角度で太陽光を受光可能。

アンテナを回転させるのではなく、パネルを持ち上げるだけ。一枚ずつ持ち上げる角度を変えることができれば、生物みたいなリアリティが生まれるはず。

もちろん、機構が故障しても、今まで通りすべてのパネルが最大出力を出せなくなるだけ。宇宙よりシビアな地上での運用を想定すると、こうした機構があるか、最初からソーラー常夜灯みたいな形にするしか無くなってしまったことだろう。

アクリル円筒とフレームの隙間は、このパネル制御のための機構を納めるスペースで、ヒートンは塩ビパイプ同士をゴムチューブで結ぶことで、まとめてパネルを持ち上げることができるという目論見のため。

パネルが可動する効能は発電効率だけではなく、パネル面を持ち上げれば、アクリル円筒が露出するので、内部にカメラを仕込んでも、外を観測、つまり撮影できる。

パノラマ撮影用の金属半球を入れて全集撮影することが可能になるかもというので、応用性が高まった。

さてパネルを量産しなければ･･･

さて大きさが本家のミネルバを越えたため、ミニどころではなくなってしまったというオチが付いた。どうしよう･･･。 LilyPod みたいなことしか思いつかない。

ひまわりさぼてん植物の名前で考えたい。

参考文献2

太陽電池とEDLCを使ったシステムを作る上で参考になりそうな書籍

太陽電池応用技術 (山本重雄著日刊工業新聞社)

現在読んでいる本。太陽電池+EDLC+蓄電池を使ったハイブリッド電源の解説。
これまで拾い読みした文献は、自動車の回生ブレーキとか、産業用システムみたいな巨大システムの解説ばかりだったが、この本はデジタルガジェットとか、無線センサーノード向けの電源としての話が中心なのでとても参考になる。

今作っているシステムもそんなに間違ってないようで一安心。でも補助電力としては、リチウムイオン二次電池も組み合わせた方が効率的だろうなあ･･･と、読んでいて思った。
本当はスーパーキャパシタの解説を買うつもりだったんだけど･･･流石にお金が足りない。