簡易アンテナ経緯台

Arduino制御予定の簡易経緯台。

アガチス円板と基板スペーサを構造として、2つのサーボを使用。

水平軸サーボは連続回転可能なように改造している。

(ハムフェアで展示していました。　興味を持ってくれた方はありがとうございました)

<製作>

500円アンテナを取り付けて衛星追尾できる簡易経緯台・・・ということでつくってみたのだが、他にもカメラをつけてパノラマ撮影したり、レーダーモジュールの架台として遊べそう。　

<細かいところ>

特に水平角は向いてる方向を知りたいので、GPSモジュールを付けてみた。　LS20126は2D電子コンパス内蔵なので、HDGフォーマットで方位の数値が1sごとに取得できる。

自局の位置情報も取れるので、TLEをぶち込めば衛星が追尾できるはず。アプリケーションとしてぴったりだ。

仰角サーボのトルクはもうちょっと欲しい。　八木アンテナのような長いものをつけると、重さの配分でお辞儀してしまう。　カウンターウエイトを付けてバランスをとっても、あまり早く動かすと慣性でやはりお辞儀する。

逆に、それだけ挟まれて怪我したりする可能性は低い。

ホントはお辞儀する可能性も考慮にいれて、加速度センサを仰角に搭載して傾き検出をしたい。実はLS20126にも加速度センサは搭載されているけど、コンパスが2Dなので水平にするほか無い。(土台の水平検知は可能)　1Hzの加速度センサ(＾＾;)の使い道はここらへんなのかもしれない。

<妄想>

十分に小型化すれば、衛星と地上局の間の機能差はほとんど無くなる。どちらも無線通信機の一端であるので、CubeSat程度なら地上局の衛星化ができるはずだ。　個人的には衛星を2基造って、片方を軌道に打ち上げて、片割れを地上に置いて相互に通信するくらいの汎用化ができたら面白いと思う。　衛星もネットも非対称サービスとして発展してきているので、これはまだSFだけれど。

(小型)衛星にとって地上局は衛星を情報とネットの海に繋げる道具である、と言えるくらい進歩したらおもしろい。

145M帯QFHアンテナ

145MHzで製作。ISSなどのアマチュア衛星向け周波数。　NOAAもACARSもたぶん守備範囲なQFHアンテナ。
木材で枠を作って、真鍮ワイヤを通しただけです。

これでARISSATも受信できるといいなあ。
普通のダイポールの方がいいかもしれないけれど。
(完)

ゆっくり音声合成ICの組み立て4 ～MSG歌えなくても演奏するよ～

まずは動作の様子を動画に。

前回MICROTALKの周りは完成したので、今回は色々と追加している。　追加したハードウェアは

• VS1033D breakout　MP3/MidiコーデックIC
• LM35　温度センサ
• 制御線いろいろ(リセット、スリープ、アンプのシャットダウン)

<コーデックIC>

シールドの裏に配置。　UNOだと干渉するかも

VS1033D は千石の値引き品で、VS1053Dがある今となっては一世代前の石。　Midiを再生する分には同じ。　MP3の再生は結構配線が増えるので、昔の外部Midi音源と同じ扱いが出来るリアルタイムMidiモードを使う。

　配線はMidiデータ入力のシリアル1本と、電源、音声出力、リセット端子のみ。リセットはArduinoの適当なデジタルI/Oに。あとはGPIOで動作モードをリアルタイムMIDIにセットするだけ。

　はじめは全く再生しないので悩んでいたのだが、初期化時にリセット信号をかけるようにしたらあっさり動いた。
Midi再生に関しては、SparkfunのMusic Instulmentシールドが参考になった。　
http://www.sparkfun.com/products/10587


<オーディオミキサ　(PSoCでアナログ加算)>
アンプも載ってるからついでにMidiもつけよう、という魂胆で実装したものの、信号ソースが2つあり、アンプは1つなので、信号をミキシングしないといけない。

OPアンプで加算するといいらしい。そういえばLPFにPSoCを使っていたと言うことで、加算もできそうだ。
VS1033Dの入力を受けるPGAをもう一つ追加して、元のMICROTALKの入力PGAにRef電圧参照先として接続た。接続元PGAのゲインを1以下にすると加算が可能らしい。SCBのパラメータはまだ手強いので、こちらを試してみた。

実際書き込んだ所ちゃんと加算しているらしく、2つの出力が衝突せずにアンプで増幅されるようになった。　Midi側もLPFでカットされてしまうのと、音が単純にそれぞれ1/2になるので、Midi側の音が若干劣化している。これ以外の手法はブロックと出力ピンが足りないので無理そう。

こうしてちょっとした事ならソフトウェアを書き換えるだけで済むあたり、PSoCは奥が深くて難しいけど勉強になる。　小型化する時は、MICROTALKの制御も含めて担当させると効率よさそうだ。　

ブロック図

<アンプICの電源>


Midiをつないだ所頻繁にハングアップするようになったので、Arduinoのレギュレータにつながっていたアンプの電源をVinにつないだ。　アンプが結構電力を喰っている。シャットダウン端子を付けて、発音、演奏時以外はスリープさせることにした。

こうして、MIDI演奏と音声合成をおこなえる誰得なシールドが誕生したのであった。

はじめてのPSoCマイコン　 http://www.amazon.co.jp/dp/4789842150

MICROTALK(ATS001B)http://www.actbrain.jp/development/inhouse/index.html
千石電商の取り扱い

ＨＴ８２Ｖ７３９使用ミニモノアンプキットhttp://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-03234/

音声合成ICシールドの組み立て3 ～MSGゆっくりしすぎたけっかがこれだよ～

以前製作していたMICRO TALKの音声合成LSIを使ったArduinoシールドだが、1年くらいほったらかしていた。　その後･･･完成させました。

外観

ArduinoUno+ゆっくりシールド

シールドCPUボードを外したところ

PSoC

最近PSoCを触りだしたばかりなので、練習として3.3V駆動/カットオフ周波数4kHzのLPFを作った。
(LSIからフィルタ用のクロック400kHzも出力されているので、それをつかうべきかもしれない)

去年、MicroTalkの外付けLPFをPSoCで製作した作例があって、お手軽そうだなと思ったのがPSoCに興味を持ったきっかけだったりする。

DSO QuadのWAVEOUT端子を入力につなぎ、出力波形レベルを見ると、5kはあまり変わらず,10kHzで約半分まで信号が減衰していくのが確認できた。　16kHzにD/Aのサンプリング周波数があるので、目的は達成しているようだ。

LSIの音声出力はハイインピーダンス。これをそのままアンプにつなぐとまともな音が出なかったけれど、PSoCを挟んだおかげで、出力のインピーダンスが下がってスピーカーアンプも駆動できるようになった。

出力はHOLTEKのアンプIC(秋月のキット)につないだ。ただしこのICは電流を1W近く喰うので、電池駆動だと厳しい場面も。

あとはセンサ情報や、加速度、衝撃センサに応じて声を出す饅頭システムが出来上がった。

合成音声。　人間が使う原始的で奥が深いインターフェイス。

昔のSFといえばしゃべるAIが電話越しに話しかけてくるとか定番で、けっこう人間に対してのインターフェースが充実していたとおもうけど、1チップでそこそこしゃべる手段が出てきている現在、そっち方面は流行らないのかな。

MSGゆっくりしていってね

この手のモジュールはアプリケーションが大事。　何のためにつけますか？ということをネタでもいいので考えたい。

 しゃべるというレベルはすぐ出来ても、その後の活用まで手が回らなかったけど、1年経って再度触ってみると、以前はスルーしていたドキュメントの内容などが読めるようになったので、長い付き合いになりそう。

あとは、音声合成電話。　手元の高性能端末で声を言葉に置き換え、低レートな回線を経由して会話に使う、などなど。

ゆっくり開発しているあいだに、このチップは出世したらしく、某家電メーカーの家庭用電話機に採用されたようです。見かけたときは、元気にしゃべってました。　

ARISSAT-1という、最近ISSから放出されたアマチュア衛星がありますが、これもダウンリンクに各国の挨拶や、音声合成によるHKデータを読み上げが含まれているようで、わざわざデコードせずとも状態を把握できて面白い。

ARISSAT-1 　　　　http://www.arissat1.org/v3/

通信機はSDRで、VHF,UHFに周波数変換して使っているようだ。参考写真が興味深い。

また、VOCALOIDを搭載した1チップVocaloidBoardが出るという噂もあるので(入手できるかは不明)

、音声合成の世界もなかなか賑わってるなあ、と。

YAMAHA　プレス　http://www.yamaha.co.jp/news/2010/10101402.html

参考

PSoC LPF http://www.geocities.jp/chako_ratta/micon/psoc_lpf.html

PSoC +MICROTALK         http://doggie.blog.so-net.ne.jp/2009-08-20

PSoC メモ

PSoC 関係で面白そうなアプリケーションノートをいくつか。

センサ処理なんかに使おうと思ってIDEをダウンロードし、開発環境と石を触っている。

アプリケーションノートを片っ端から読んでるだけで学習になるけど、その中で面白そうなもの

・FSK　検知  AN2363　http://www.cypress.com/?rID=2735
Bell202互換とある。　パッと見mainでもCPUはほとんど使ってないようだ。

・FSK 生成　AN67391　http://www.cypress.com/?rID=50238

上記は2006年に公開されたANよりも新しく、今年更新された物のようだ。

・CW　morse decoder  AN2124 http://www.psocdeveloper.com/docs/appnotes/an-mode/detail/an-pointer/an2124/an-file/122.html
自動レート調節付き。ただしソースがver3相当。　CWデコーダの参考になりそう。

PSoC Designer 5.1からCコンパイラも付属するけれど、古いANは以前のバージョンが必要らしくやや敷居が高い。

ところで書き込みに必要なMiniProgを失くしてしまい現在足踏み中。

micro nano proves

極限環境でも動作する最小限のハードウェアで、打ち上げ余剰能力を利用して宇宙へ相乗りする小さな斥候たち。　
小型ガジェット大好き人間としては小型化万歳であるが、人間の手の届かない場所へ赴く自己充足系ハードはサイズによってできることが露骨に決まってしまう。
サイズを問わず万能なマシンは無いので、彼らを役立てるにはミッションの性質とアプリケーションの決定が重要だ。道具は使いよう。　衛星を地上含めたシステム全体で見れば、簡単で劇的な改善点は意外とまだ転がってたりする。

現在社会インフラとなった技術群はどれも集積化され専門化されて、個人での習得は長い時間がかかる。

その点、信頼性を要求する宇宙/極限環境技術はまだ集積度の低い部品を使う傾向にあるし、アマチュア衛星は枯れたプロトコルを使うので学習しやすい。小型衛星の送受信機に使われているICはコードレスホン用だったりする。そんな製品はとっくに地上では姿を消しているけれど。

｢ゼロからiPhoneを作れる個人｣は難しいかもしれないけれど、キューブサットなら不可能ではないと思う(キットもあるし)

iPhoneはハードウェアではなくソフトウェアSDKの上でホビー層を活性化させて市場を作っている。OSをインフラ化したMSのように、AppleはiOSとハードをセットにした組み込みレベルでのインフラ化を進めている。遠からず小型衛星も開発コストを意識して同様の仕組みがスタンダードになるだろう。

 でもDIY的にはハードウェアも含めて手がけることが大切だ。　宇宙と極限環境は人間のハードウェアにとっては平等な審判で、ごますりも不正もできない。開発がSDK上に移行しても、衛星は箱庭ではなく極限環境で動く。その上カスタマレポートも届かない。

対峙するには観察眼と技術と運が必要だ。それらを磨くためのフィードバック環境で、自然というフィールドへの対抗策を練っては試し、故障しては直し…
やれることが増えても、時間はそう簡単には増えない。　
うーむ。

以上駄文でした。

今月は面白い雑誌が多いのでついでに。
日経サイエンス9月号
http://www.amazon.co.jp/dp/B005BE42SG
RFワールドNO:15
http://www.amazon.co.jp/dp/B005DM6Q3U

iPhone4のモデリング

久しぶりにお絵かき。　今回は洗練されたiPhone4をGoogleSketchUp8でモデリングしてみた。
(実物を持ってないのは内緒だ)

説明図に使おうとして、はじめは適当にテクスチャを表裏貼りあわせたハリボテを作り始めたのだが、素材を探しに行った所、Appleの公式ページにたどり着いた。
http://developer.apple.com/resources/cases/　

Appleの製品はケース製作用途向けに外形図が公開されている。書いてある寸法通りに線を引けば出来上がるということだ。　そして凝り過ぎた結果・・・

下地

テクスチャ無しですべての外形を整えてみた。GSUはテクスチャが苦手だし、角取りができない。本当に拘るならShadeで作業すべきだった。　

 ガラス特有の半透明感を出すために、真っ黒のベースの上に半透明なブラックのレイヤ層を重ねている。真っ黒な画面部と、マットなホームボタンとの色の差がお分かりいただけるだろうか。

※画像は はめ込み合成です

真っ黒な液晶部分だけ内部に独立した台地を作ってあり、テクスチャを貼ることが出来る。適当なスクリーンショットを張りつけてみた。

グリーンを捏造

しかしいくら作り込んだところで、所詮は絵に書いた餅ですね(完)

DSO Quad導入

Seed studioのDSO Quad。　iPod touchより小さいオシロ。

1現象ならDSO Nano v2もラインナップにあるけど、Quadのスペックに惹かれて入手。

自宅にオシロを置く場所が無いので、これは重宝しそう。 

めんどくさくてUARTデバッグもクリスタルイヤホンで済ませていた(?)人間にはNanoがお似合いという声もちらほら・・・　

付属のアナログプローブ

スクリーンショット。内蔵2MBのフラッシュに書き込まれたもの。　UART9600bpsを観測

エアコンのIR信号(赤外線LEDをセンサ代わりに使用したので後ろが飽和気味)

キャプチャしたものを、内蔵フラッシュにCSVで保存したもの。

時間分解能関係なく4096点取り込まれている。

SpinnerTwoに接続

アナログプローブは除いて、あまり評判が良くないデジタルプローブについて、確かにコネクタが硬い。既に1本はコネクタからケーブルが引っこ抜けて壊してしまった・・・　ペンチでコネクタ先端を少しだけ押し潰すと、若干挿抜しやすくなるかも。

ボタン操作は独特なのではじめは慣れないが、とりあえずひととおり使えるようになった。
こちらのサイトを参考に、キャリブレーションしたり、
http://amkppce.cocolog-nifty.com/blog/2011/07/post-e785.html
ファームウェアをアップデートしたりする過程を踏むと慣れやすいかもしれない。

ファームウェアが始終更新されているので、ちょくちょく確認したいところ。

注意としては、掃引時間の切り替えがやたら時間がかかる事。
特に時間を1sに近づけると、描画に時間がかかるようになる。バ
また、モードによっては波形が表示されなくなったりして安定してない(7月22日版時点)
けっこう不安定な所が残っている印象。

据え置きの一般的な物とくらべると癖があることは確かなので、いつかアップデートされるといいな。

これでオシロが欲しかったアプリケーションに家でも着手できそう。ドップラーレーダーモジュールとか、PSoCのモジュール設定の練習とか。

追記　11月末にアップデートがあった。

操作の安定性は増したようだ。　

DSO Quad　-　Garden
http://garden.seeedstudio.com/DSO_Quad

firmware upgrading
http://garden.seeedstudio.com/DSO_Quad:Upgrading_Firmware

2012/04/23　追記　


サードパーティ製アプリを入れてみた　http://blog.kemushicomputer.com/2012/04/dso-quad.html

木製計算機筐体(再始動)

　そもそもPCケースの自作がメインだったはずのサイトとBlog。計算機の由来はケース自作にあったといっても過言ではないのです。特に木製筐体で立方体形状のデザインを開発して、それの製作にのめり込んでいた…はずだったのです。

　なので自分で量産したテキトーな記事一覧を眺めていると、大分方向性が変わったな、と。

今やってることはほんの2年前に始めたものばかりで、宇宙系に片足突っ込んだことがロボット系にのめり込むきっかけだったりします。　

　さて、メインマシンをPowerMacG4ケースに切り替えてから、1年ほど忘れ去っていた木製mini-ITXケース。(本家ページ)

　最近別マシンとして復活。　(正確にはプロジェクト終了によりアタッシュケースPCが退役したので、中身を元の住処に戻したもの) 

オリジナルの2階建て構造で、中間のスリットの中に14センチファンを内蔵してエアフローを確保してあります。
立方体を満たすためにHDDベイは氷室HDDケースが一台入るギリギリのサイズ。　実はケーブルがはみ出してます。 これはスマートなケーブルを選定しなくては。　
また、1年の間にマザボのバックプレートが行方不明になっているので、現在捜索中。　
メインHDDは2.5インチHDDを本体に内蔵したので、上のケースが無くてもちゃんと動きます。以前メインOSだったVistaで各種開発環境を整えて、5インチHDDはUbuntuが走っていてNASとして利用するという謎な構成。

1．5年前の写真

外部塗装等の仕上げはまだ保留。MDFなのでちゃんとヤスリがけして、別な色にしたいところ。
木製でも放熱と防音にこだわっており、耳障りな騒音はほとんど抑えられているので、あとは見栄えだけかなあ、と。