毛虫計算機:Blog

 秋月で売っていたAtmega8と、感光基板でエッチングしたArduino互換ボードを製作してみて、次に本家ボードも買って…  と気が付いたら10年が経過していた。  ハードウェア的な観点では、今は32bitMCUの低価格化、高性能化、低消費電力化が著しい。動作周波数も100MHz超えが当たり前で、30ｍA程度しか消費しない。  動作電圧範囲が広く、単純な8ビットMCUが不要になることはまだないだろうけど、クラシックなAVRマイコンは値上がりしており、価格競争力は無くなりつつある。 そしてコモディティ化により、公式ボードでは不可能な値付けの安価な互換ボードがたいていの需要を満たすようになってしまった。     Arduino Nano Every https://store.arduino.cc/usa/nano-every https://www.arduino.cc/en/Guide/NANOEvery  そんな中、Arduino本家がリリースした新しいNanoボードの一つ。  他のボード2種はATSAMD21(Cortex-M0+)と無線モジュールを搭載したArduino zero（生産終了済み）ベースのIoT向けボードだが、 Nano EveryはWifi Rev2と同じくAtmega4809を採用していて、安価で5V単電源な8ビットAVRボードだ。  Atmega4809はATmegaと名がついているが、アーキテクチャはXMEGAベースとなり、クラシックAVRとの間にレジスタレベルの互換性は無い。   https://blog.kemushicomputer.com/2018/08/megaavr0.html  もちろん、ArduinoとしてはArduinoAPIのみで記述されたスケッチやライブラリは普通に動作するし、Nano Every用のボードオプションとして、I/Oレジスタ操作についてはAPIでエミュレーションするコンパイルオプション（328Pモード）がある。 公式のMegaAVR0ボードはどれもブートローダーを使わず、オンボードデバッガで直接書き込みを行っている。  ボードを観察してみると、プログラマ・USBCDCとしてATSAMD21が搭載されている（中央の四角いQFNパッケージ）MCU的にはnEDBG

Coreiを積んだノートPCは重たく、冷却ファンの音が意外と大きい。ということで最近は型落ちのAtom x5なタブレットPCを携行している。  中古で手に入れた富士通のQ507/MEは、10型でフルHD、デジタイザと軽量キーボードがついていて、フルサイズのUSBが2ポートついている。  電源キャップ破損固体なので無効だけれど、一応防水、防塵の機種だ。  1代古いQ506/MEのカスタムモデルは一時期大量に出回っていたので有名だ。Q507と506を比べると、ただのマイナーチェンジかと思いきや、底部のアクセサリポートを除いてUSBポートの配置などが全く違って興味深い。 Atom x5-Z85XXを搭載したタブレットや2in1はたくさん出回っているけれど、どのメーカーの製品であっても長期間のスリープ後などに起動すらしなくなる不具合を抱えているようだ。  バッテリを切り離し、電源を完全に落とさないとこのループから抜けられないため、機種によっては対処法が無いものがある。  この機種はハードリセットスイッチがあるため、復旧は簡単に行えるが、初めて直面したときはヒヤヒヤした。  軽量でファンレス。文章を書くにはとても良い。  ストレージサイズが64GBしかないけど、回路図CADとVisualStudio Code、IDEを少々入れて、Dropboxのスマート同期を有効化する程度ならそんなに問題にならない。  Live USBを走らせる  Linux環境という点では、WSLを動かすのはAtom x5レベルだと結構厳しい。VM運用もあまりしたくないので、Raspberry pi Desktopを Live USBのまま使ってみることにした。  ハードウェアとしては、USBメモリを優先的に起動するようBIOSで設定するだけだ。  フル規格のUSBポートが2つあるので、つけっぱなしでも支障がなく使いやすい。  Live USBだと、Atom x5タブレットでもオーディオを除けばほとんどの機能がそのまま使える。  なお、SSDを消去してクリーンインストールする道を選ぶと、ドライバや画面設定回りで修羅の道が待っている。  小さなブータブルUSBにストラップを付けて無くさないようにする。  携帯ストラップという言葉が死語になりつつある

前の記事 からだいぶ時間が経ってしまった。 時間は常にDIYに味方する。画面の検討を再開すると、WAVESHAREからいくつか新しいディスプレイが登場していた。 https://www.waveshare.com/product/5.5inch-hdmi-amoled.htm この5.5inch AMOLEDディスプレイをAliexpress経由で購入してみたので、筐体の設計のために仕様を確認してみる。  新型は従来と比べ、タッチスクリーンが静電容量式になり、USB接続になって汎用的な利用が可能になっていた。 従来と比べて操作性や画面品質は圧倒的に良くなっている。 付属品はRaspberryPi固定用のスペーサ、Raspi用HDMI,USB端子、そして短いHDMIケーブルとmicroUSBケーブル。  汎用的なマシンにつなぐ場合でも困ることはなさそうだ。 有機ELパネルなので、画面焼けを防ぐためにスクリーンセーバー設定やディスプレイ点灯時間の制限などを忘れないようにしよう。 Raspberry pi3を搭載する このモニタはmodel Bの基板に合わせてHDMIコネクタやUSBコネクタのアダプタが用意されている。以前のモデルと違って裏返に固定するのでGPIOは丸ごとアクセス可能だ。  注意点としては、拡張基板を固定しようとして、なべ小ねじの代わりにスペーサを立てようとすると、真下のスペーサ高が4ｍｍしかない関係でネジ穴が浅いこと。  ディスプレイは解像度を変更すると画面表示できないケースが多いので、FullHD固定のまま、RaspiConfig でピクセルダブリングを選択することで解決した。 （メニューサイズはMiddle） 実質960x540になってしまうけど、それほど不便ではない。 スクリーンキーボードを導入してみる。 Onboardというアプリをインストールして常駐させるとほぼスマートフォンと同じ文字入力環境が実現できる。  静電量量タッチパネルであれば文字入力もそれほどストレスが無い。プロジェクトを寝かせていた2年の間に、UMPCを消滅させたUIが部品としてDIY世界に降りてきていた。  ディスプレイの高機能化は好都合でもある、ポインティングデバイスを省略出来るのはキーボードの単

 Adventurer3を導入して4か月が経ち、5月に入ってからPETGフィラメントを使っている。PLAと似て匂いは無く、やや柔軟性があって加工しやすい。  テーブルの傾き テーブルが手前から見て右奥に向かって斜めに傾いており、特にPETGになると右奥の1層目が定着せずはがれるようになった。右奥まで使う広い造形だと、はがれて定着に失敗する。  右奥のプレートの下にアルミテープを斜めに張り付けて、奥に向かっての傾きを調節すると、PETGで10x10㎝を超える板状の造形も成功するようになった。 傾きなどは一度補正できてしまえばその後はしばらく無調整で使える。数値的に調整したいので、ダイヤルゲージを買って水平出しをしようと思う。  PETGのパラメーター調整も済んだので、150ｍｍ^3のプリントエリアを生かせる構造物として、CubeSatの１U規格構造のモックアップをモデリングしてみた。 家庭用の3Dプリンタには１Uサイズがちょうどよい。  分解して持ち運べるように、M3の六角ナットをはめ込み、各面のパネルを皿ねじで固定する組み立て式にした。Z面(上下)には前回の記事で作成した5㎝角基板用フレームを固定できる。  印刷時間は、メインのY＋レール面が3時間半、X面が1時間半、Z面蓋が3時間 3種6面でだいたい16時間かかった。 最小板厚を2ｍｍとしているのだが、もし壁の内部を充填したらもっとかかるだろう。  お仕事では3Uをよく目にするけれど、自宅のテーブル上で１Uサイズを組み立ててみると、これはこれでかなりの大きさがあると感じる。 20年前にこの体積を埋めていた通信機や基板群はどんどん小さく、高性能になっていった。構造規格は変わらないけれど、いまや立方体形状は、観測機器のためのサイズや発生電力を考慮した2U以上の実用衛星の方向か、薄く重箱のようにスタックされたテレメトリセンサの方向への岐路にある。  回路部品実装と構造積層を同時に行って、構造と回路基板の境目を無くす方向も面白いかもしれないなぁ… と、実物大の構造を手に取って考えたりするのであった。

 まとまった空き時間ができたので、プロトタイプ用のフレーム構造を製作していた。試作のお供、3Dプリンタの存在もあり、思いついたアイデアが間違っているかどうか、数十分待てば結果が分かる。  通信機を備えた遠隔システムのプロトタイプなので、HILSを構築するにしても、構造として統合したまま全機能の検証作業ができると良い。アプリケーションが決まっていれば、便利なSoCを使って基板一つに全機能を落とし込むのもたやすい時代だけれど、高性能なSoCやMEMSは大規模な需要のお零れなので供給期間は短く、依存性を下げて乗り換えやすくしておかないと小規模では割に合わない。 要求は以下のとおり。 ・供給期間は最低5年くらい ・素早くテストしたい ・コンポーネントをとりかえて検証したい  基板をスタックしていく構造で、基板サイズは5㎝角にする。 最近は10cｍ角の基板でも最低価格で製造できてしまうのでコストメリットは減少しているけれど、基板面積が限られているほうが基板一枚に載せる機能を限定できてよい。 OBC基板と基板カバー ターゲットとして5㎝角で設計した32MZ基板を選択  基板間の電気接続は、ピンヘッダをやめて構造依存性の少ないハーネス接続とした。  デメリットとしてはハーネス加工と圧着作業がはんだ付け同様、専用工具や練度を要する作業であることが挙げられる。   基板間の配線と圧着作業は少ないに越したことはないので、 デジタル接続による配線本数の削減や、クリンプ済みリード線のバルク買いなどを活用していく。 コンポーネント例 通信機基板 OBC基板と通信機基板を連結した例。組み合わせが決まっているのならば、基板間ピンヘッダによる接続で完全に固定するのもあり。 実験用バッテリホルダ キャパシタバンク 5V 150F 光学系と撮影テスト 始めの頃は、Arducamモジュールのテストベッドとしてフレームを作っていた。光学系の種類によっていくつか構造部材を設計し交換する。 特に望遠レンズを固定し、屋外でテスト撮影するときに役立った。 Arducam 5MP と ESP8266の組み合わせ。 WLAN接続は不安定だったのでUART経由でキャプチャした

 ASRockのMini-STXベアボーン Deskmini A300 でサブ機を組み立てた。  メインマシンより省エネな仕事用PCとして整備してみた。 構成 DeskMini A300 APU: Ryzen3 2200G （Radeon Vega8) RAM: Team DDR4 2666 SODIMM 8GBx2 SSD: NVMe WD Digital BLUE SN500 500GB Windows10 Home 組み立て  ケース自体もATX電源と同サイズ。M.2 SSDを使えばM/B上で全機能が完結する｡  Mini-ITXですら大きすぎるように感じ始める｡   木製PCケースを作っていた頃の苦労 も今は昔･･･｡  Deskmini専用のCPUクーラーが同梱されているけれど､先人たちが開拓したAPU付属のWraith Stealthを細工して取り付ける方法を試してみた｡  高さ方向については､Wraith Stealthからロゴの入ったファンガード外周の飾り部品を外した時点でケース内に収まる寸法になっていた｡ ただし､CPUクーラー取り付け方向によっては､上蓋のネジマウント部と側面の爪の部位が干渉するので加工が要る場合がありそう｡ ニッパで削った突出部｡ クーラーの取り付け向きを変えれば加工する必要は無いかもしれない 上蓋中央部にもやや突起があるが､少しだけ外にたわませてマザボを差し込むと問題ない｡ 電力、性能  OSをインストールし､ドライバやソフトウェアを導入し終えたあと､ サンワサプライのワットモニターを使用して計測した。 ・アイドル時： 9W前後 ・ファイルアクセス時： 25~30W ・CPU高負荷時ピーク： 45W程度  アイドル時に90～100W前後消費していたメインマシンと比べると大幅に省エネになった。 外付け機器の少なさと、外部チップセットが無いことがだいぶ効いているようだ。 机に設置していると、静かな環境であれば距離の近さでファンの風切り音がかすかに聞こえてくる程度だ。  試しに19V3.42A(65W)のACアダプタがあったので使ってみたところ､CrystalMark 2004R7を実行しても特に異常はなかった｡ cTD

昨年の秋、Nikon 1 J2 を中古で見つけた｡ すでに6年前の機種なので､標準ズームレンズ付きで1万円だった｡ これは、光学系の性能を限界まで使うリモセン衛星のような撮像、画像処理技術を、誰もがそうと知らず日々使いこなし、オンラインに投稿している時代に、オフラインで光学系を試行錯誤する（レンズ沼に落ちる）記録｡ いつの間にか所有していたCマウントレンズの特性を探る  SPACECOMの手動ズームレンズ G6x16-1.9 Macro-L 何年か前に中古で手に入れてあったもの｡ 1インチセンサ用で､35mm換算で約43~270mmの焦点距離となる｡ マクロモードもあって､数センチからピントを合わせられる｡ http://spacecom.co.jp/products/g6x16-1-9-macro-l/ 小さいけど産業用ゆえ､金属製で620gあり､見た目よりずっしりとしている｡ カメラ用レンズとしてみるとものすごく明るい望遠系だ。  望遠側は絞り開放だと快晴下でパープルフリンジが目立つ｡ かなり絞らないと難しいレンズだ｡  J2のフルマニュアル操作については､ピント合わせが難しかった｡ 晴天下では液晶が見にくいことも手伝い､絞り解放に近いと狙ったピントを出せない失敗が多い｡ Cマウントレンズの望遠端で遠方の花火(トリミング)   いつもコンデジにまかせていた値をマニュアル操作しているうちに､だんだんとレンズの癖を会得していく｡ 直焦点撮影  簡単に望遠鏡の直焦点撮影に挑戦してみた｡ 数年前に中古で入手したMEADE ETX-60AT (焦点距離350mm f5.6) 1インチセンサでは940mm相当の単焦点となる｡  鏡筒へはCマウントアダプタ - アイピースリングアダプタで接続｡  秋晴れの朝に撮った80km先の富士山(RAW現像)｡ 裾野を写すために､2枚を合成している｡ 10月18日夜､月と火星(左下)が接近していたので､撮影に挑戦｡ ちょうど視野に収まった｡ 固定点から望遠撮影するなら､デジタル雲台付きレンズと考えるととても使いやすい｡ あとで登場する専用の超望遠レンズと比較すると色にじみが多く､エントリーモデルゆえのレンズ性能不足が見え隠れす