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Arduino DUEを使う


Arduino DUEを早めに入手できたのでいろいろ触ってみた。
("DUE"って伊語でいう"2"ってことで合ってるのかな…)

本家のページ




  Atmel社のCortex-M3(AT91SAM8X3E)を搭載している。20mm角の144ピンパッケージなので、MEGA互換の基板の中でけっこう存在感がある。
 
I/O
ADC、GPIOのほか、UARTが4ch、SPI1つ、I2Cバスが2ch、DACが2ch、CAN(まだライブラリなし)と、MEGAと比べてもだいぶ増えた。

 注意として、I/Oは3.3レベルなので、従来のシールド資産とはあまり互換性が無いらしい。 個人的にはほとんどシールドを持っていないのと、使う部品の多くが3.3V系なのであまり影響ないけれど…。
 将来出るシールドでは、Leonardあたりから追加された IOREFピンを使うことで、シールド側で電圧を自動的に切替えられるようにする計画のようだ。 2電源レベルシフタを使うんだろうな。

消費電力
クロックが最初から84MHzなので、気になる消費電流を測ってみると、0.67Wほどだった。 結構大喰い。 
 とある計画でMEGA互換機を製作しているので、その代替候補になるか見る目的もあって購入した。電力的にはそのまま載せるにはちと厳しいので、ダウンクロックできるかどうか、ちょっと遊んでみよう…。

USBまわり
 2つあるMicroUSBポートのうち、片方は従来と同じUSBシリアル変換ポート、もう片方はSAM3X8Eが持つホスト機能もあるUSBポート。どちらからもスケッチの書き込みは可能。

 スケッチをアップロードするために一旦ROMが完全に消去される必要があるらしく、そのためのEraseという信号線がある。
 プログラム専用のUSBシリアル変換用IC(AVR 16U4)につながっている。おそらく過去の8U4とはまた違うのだろう。

 このErase信号線にはハードウェアスイッチも用意されていて、電源投入時に長押しでROMを消去することが可能。
マイコン自体のUSBポートで書き込む場合は、ROM消去をソフトウェアで行うようになっているが、万一消去に失敗したり、応答しなくなったときはこのハードウェアボタンで対応しろ、とのこと。
 LeonardをHIDデバイスとして使う時のようなスリルを味わうことはなくなったようだ。

 
 せっかくなのでケースをつけた。(TAKACHI SW-120) 



DUE向けのIDEとして、ベータ版のバージョン1.5.1を試している。
DACをつかったSDカードからのオーディオ再生、簡単なタスク並列動作などのサンプルがあった。

ソフトウェアまわり
DUEはARMベースなので、Arduino API以外の互換性は今のところ無い。 なので、AVRのIOポートマクロを使用するスケッチ/ライブラリはAPIを使うように書き換える などの対策が必要になる。

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【サボテン】太陽電池の結線

 久しぶりにサボテン計画。 忙しかったり投薬治療直前でだるかったりして、かなり放置していた。 さぼてんも不機嫌そうだ。 せっかくなので、園芸用の水受けに移す。  関節痛で寝込んでる間に、エイプリルフール終わってましたね^^・・・。  太陽電池の展開機構を想像したが、まずは太陽電池の結線を済ませよう。  配線を綺麗にまとめたくていろいろ探していたら、千石電商でぴったりなものを見つけた。 LEDリング基板 というらしい http://www.led-paradise.com/product/629?  本来はチップLEDをリング状にまとめる代物。 イレギュラーな使い道だ。   今度は小径のを買って、GX200のリングライトに仕立て上げよう。   嬉しいことにフレーム径にジャストフィット。 配線を綺麗にまとめられた。   太陽電池の接続部。逆流防止用にショットキーダイオードを入れている。 かなりスッキリ。 蛍光灯下 500ルクスでの実験。 EDLCは10Fを使用。  ちゃんと充電が行われている。 といっても、とてもとてもゆっくりとだけれど・・・。

GPSアンテナをつくる

GPSアンテナを作ってみた。 1575MHzの波長は約19cmなので、半波長で9.5cmとなる。 GHz帯とはいえ、結構長いものだなぁ。 セラミック等の誘電体がなければ、平面アンテナで真面目に半波長アンテナを作ろうとすると手のひらサイズの面積が必要になってしまう。 普通のダイポールだと指向性があるので、交差させてクロスダイポールにする。 屋外地上局のアマチュア衛星用アンテナの設計をそのまま縮小したもの。 水平パターンはややいびつ 92.2mmの真鍮の針金(Φ=0.5mmくらい)を2本用意して、42.3mmで90°に曲げる。 長さの同じ素子同士を並べて配置する。 (全長が半波長より長い素子と短い素子が交差した状態) 片方をアンテナ信号線、もう片方をGNDにつなげば完成。 実際5分くらいでつくったけれど、果たしてどうだろうか。 今回は、道具箱に眠っていた表面実装タイプのMT3339系モジュールに取り付けた。 アンテナはもともと3x1.2mm程度のとても小さいチップアンテナで、 LNAが入っているけど感度が悪かったのでお蔵入りしていた代物。 最近の携帯機器はみなアンテナに厳しい。 さて・・・ クロスダイポール版モジュールをPCでモニタしたウインドウ(左)と、QZ-Rader画面 東側に建物遮蔽があるので、そちら側の衛星はSNが悪い。 とりあえず補足できた衛星数はシミュレーションされたものとほぼおなじだった。 アンテナの角度をいろいろ振って、逆さまにしてもロストすることはなかった。 セラミックのパッチアンテナレベルにはなったかな・・・。 簡単にできてそれなりに測位するけれど、携帯性は皆無になった。 あと、近接周波数の干渉を受けやすいかもしれない。 GPSアンテナのDIY例としては、QFHアンテナもある。 ラジオゾンデなどで使われている例がある。 いつもお世話になっているQFHアンテナ計算シートのサイト https://www.jcoppens.com/ant/qfh/fotos_gps.en.php ヘリカルアンテナは加工精度の難易度が上がるので、今回はクロスダイポールにした。 GNSSとなると、複数の周波数のために調整されているセラミックパッチアンテナが有利だと思う。 セラミックパッチア

ATmega4809(megaAVR0)を試す

megaAVR 0という新しいAVRシリーズを試してみた。  小さいパッケージなのに、UARTが4本もあるのが気になったのがきっかけ。 登場すると噂の Arduino Uno Wifi rev2  にも採用されるらしい。  簡単にデータシートを眺めてみると、アーキテクチャはXmegaシリーズを簡素化し、動作電圧範囲を広げたもののようだ。  CPUの命令セットはAVRxtと新しくなっているが、Xmegaで拡張された一部の命令(DESやUSBで使われる命令)が削除されていて、基本的に今までのATmegaとほぼ同じだ。  コンパイラからは、先に登場した新しいtinyAVR0, tinyAVR1シリーズと共にAVR8Xと呼ばれて区別されている。  CPU周りを見てみると、割り込みレベルなど、今までのクラシックなATmegaで足りないなと思っていたものがかなり強化されていた。 ArduinoAPIを再実装するとしたら便利そうなペリフェラルもだいたい揃っている。 データシート P6  DMAは無いけれど、周辺機能にイベント駆動用の割り込みネットワークが張り巡らされているのがわかる。  できるだけCPUを介在させない使い方がいろいろ提案されているので、アプリケーションノートやマニュアルを読み込むことになる。 ピックアップした特徴 ・データメモリ空間(64kB)に統合されたFlashROMとEEPROM ・RAM 6kB ROM 最大48kB (メモリ空間制限のため) ・デバッグ専用の端子 UPDIを搭載 ・優先度付きの割り込み(NMIと2レベル) ・ピン単位の割り込み(かなり複雑になった) ・リセットコントローラ(ソフトウェアリセット用レジスタが実装され、リセット原因が何だったかもリセット後に読み出せるようになった) ・豊富な16ビットタイマ(4809では5基) ・16ビット リアルタイムカウンタ(RTC) ・豊富な非同期シリアル/同期シリアル(USART 4ch、SPI 1ch,TWI 1ch) ・内蔵クロックは最高20MHz(PLL)と32kHzの2種類。外部クロックは発振器と時計用水晶のみ ・ADCは10bit 16ch ・内蔵VREF電圧が5種類と多い(0.55V,1.1V,1.5V.2.5V.4.3V