毛虫計算機:Blog

空想宇宙機シリーズ　今回はキューブを通り越してフラットな折りたたみ超小型衛星。 小型化が活用の道を切り開いた小さな衛星たち。 英語で画像検索すると色々なプロジェクトが出てくるので定期的に調査しているが、最近の超小型衛星は、規格化と参入が進んで回路が洗練されつつある。 中には5cm角の衛星の計画まであるらしい。　ビーコンを発信するだけだったら、アマチュアでも簡単に手が出せる回路規模だけに、教育/技術試験など沢山の計画が目白押しである。 進歩の中の制約条件 高機能化が進んだ携帯電話も、バッテリの動作時間と、人間が快適に扱える限界の大きさはあまり進歩していない。　このスペックを無理しても使いにくくなるだけだろうから。 CubeSatの最大の魅力である小ささは同時に弱点でもある。 CubeSatはみな筐体に太陽電池を貼りつけたタイプが標準だ。これは姿勢制御や展開機構をもたなくて済む利点がある。 ただし、立方体だとすべての面に同時に太陽光を受けることはできないため、前提として6面あるうちの一つの面の発電量でも動作するように設計しなくてはならない。 CubeSatだと10x10cmの面積に貼りつけた太陽電池セルとなる。　この制約下では、できるだけ高性能なセルを使い、通信機とバス機器だけは動作することように設計する。　負荷の大きな機器を積みたいときは、バッテリに溜めた電力を間欠駆動でやりくりさせる。 静止画撮影などは一瞬の負荷なのでリカバリー可能だが、連続して稼働させたい用途には向かない。　 小さくても夢を見たいのが常なので、こうした制約をくぐり抜けるには、 A:立方体を大型化する。B:展開式パネルを装備する という道がある。CubeSat規格の最大サイズである3Uになると、こうした条件はあるていど緩和される。 　 実際最近は3Uサイズの計画が多い。 展開式の場合は、単純に折りたたんだパネルを開いて面積を増やすタイプと、大型衛星のように姿勢制御するタイプとある。Cubeでは前者が多い。 (余談だが、｢CubeSat｣で画像検索かけると最近は3Uが増えてきた) フラットにしてみる この文章では、立方体という制約を外してみたい。パネル面積を増やしつつ、容積を据え置くなら・・・ CubeSatとして必要...

宇宙機お絵かき改め、空想宇宙機シリーズ 今回は電力を使わずに、小惑星を探検するアクチュエータについて (の妄想) 。 着陸子機と親機　の2次元絵 ひさしぶりにMSペイントを使った絵を・・・(昔はMSペイント使い) 最近NASAの探査機ドーンが到着した準惑星ベスタ。 送られてきた画像を見ていた。 ※3　 (意外と複雑な地形があるなあ) 　 老後は小惑星に住みたい。 とりあえず寝そべって宇宙の広さと、一面のレゴリスとゴツゴツした地表を意識したい。それと良く似たシチュエーションは、たぶん真冬のカチカチに凍った雪原のうえに寝そべり、星を見ていた時みたいな感じだと思っている。 移動手段 この世には無重力ならスラスタ、低重力ならホップ、気体、流体なら気球や翼、惑星重力下なら脚や車輪と、色々な移動方法がある。 「Flesh and Machines」(ロドニー・ブルックス著)(訳書: ブルックスの知能ロボット論 )によれば、NASAもロッカーボギー型で有名なローバーを開発するまでは、色々とエピソードがあったようで・・・。 iRobot社の沿革紹介では、6脚歩行ロボットを超小型の防衛用宇宙機 ※1 に載せ、月着陸の模擬試験をした映像が見られる ※2 。政治的理由で中止されたものの、23キロの小型宇宙機で1キロ未満のローバーを投入する技術が1990年代には存在したようだ。 現在進行形のGoogleのLunar-Xprizeみたいな内容だ。惑星探査車の現代史の分岐点には、多脚ロボットもいたという驚き。 重力天体では車輪型がたぶん一番簡単なので、ローバーというと車輪付きを思い浮かべる。でも小惑星では重力が低いので、ミネルバのようなホップ型などの他の移動法が考えられる。ある程度小さいロボットだと、バッタみたいに跳ねまわるほうが路面に左右されないだろう。 もっと簡単な移動法はないだろうか。 小惑星 小惑星はたいてい自転しており、短い昼と夜がある(長いかもしれないが) 火星以遠とはいえ、日向と日陰の温度差はあるはず。　 (最高でもマイナス数十度とかみたいだけど) この温度差を1サイクルとした、形状記憶合金による脚の駆動はできないだろうか。 尺取虫みたいに、投下したランダーを移動させることができたら面白そうだ。電気的なエネ...

見たままのとおり、500円アンテナの１１素子版です。 製作機会があったので、その場の余った材料で作ってます。 １ｍの角材を繋いだ全長２ｍの棒上へ、1.5ｍにわたる素子が配置されています。 なかなか個人では作りにくいですが、実際作ってみると大きすぎる･･･ 手持ちという概念から逸脱しそうですね。 以前 書いた ＡＲ八木アンテナのコンセプト図どおりの大きさになりました。 この規模だと6エレと比べてどれくらいｄＢや指向性が変わるのかちょっと楽しみです。 追記　受信してみたところ、指向性の鋭さを実感。AR支援は必須だなあと思いました。 水平線3度(山の高さ)くらいまでちゃんと受信できました。　 実験用のワニ口をやめて、ちゃんとSWRを調整した輻射器を作って取り付けたいところです。

アマチュア衛星向けソフトウェアラジオをお借りしたので、セットアップをしてみた。 衛星関係者に大人気のモジュール。 AMSAT-UKで開発された、USB接続のソフトウェアラジオのフロントエンド。 FUNcubeという1U CubeSatの受信のために作られたもの。 http://www.funcubedongle.com/ 世界中に安価な衛星用受信機を配るという、地上局量産計画が推し進められている。 ソフトウェアラジオ(SDR)とは、ソフトウェアで信号を復調するタイプの受信機のこと。 フロントエンドとよばれるハードウェアで周波数選択、信号増幅、D/A変換などを行い、PCに取り込んでからソフトウェアで音に戻す。　 特徴としては、復調形式が色々選べること、復調前の生データで保存しておけば、記録した周波数内でなら、受信周波数を微調整したり、後で復調しなおしたり出来ること。 高級機だと数十キロ～数MHzのスペクトルを一度に取り込んで観測することも可能だ。帯域はPCに信号を取り込む手段と帯域に依存している。自作で代表的なのは音声インターフェースを使うやり方。 FUNcube Dongleは、内蔵されたレシーバーICの信号をオーディオコーデックICに取り込み、USBオーディオとしてPCに接続される。そのため、一度に96KHzの帯域が観測できる。 セットアップ 原典はここ http://www.funcubedongle.com/?page_id=313 　一番上のintroductionと、Spectravueのセットアップ設定を参考に。 FUNcube DongleをUSB端子に接続する。OS標準のドライバを使うので、特に専用のドライバを入れる必要は無い。 そのままアンテナにつないでみた。　 FUNcube Dongleの動作に必要な、2つのソフトウェアをダウンロードする。 Dongleのコントローラー 　windowsの場合 　　FCHID　 http://www.funcubedongle.com/?page_id=313 　" Windows fully functional front end "というリンク 　Macの場合(win版もあり　クロスプラ...

1年前のある晩に、田んぼを自転車で横切る最中、虫の音が電波信号に聞こえてきた。 ちなみに東京と言っても、三鷹や調布あたりは結構森や田んぼが残っていて、越してきた時とても親近感を覚えた。　住んでいる間にずいぶん宅地化が進んでいるけれど、時の矢は一方通行だ。 さて、虫の声に掻き立てられた感傷をリセットするために、ダイバーシティ受信ごっこと称して、最寄りのコオロギの鳴き声に意識を向けて、通り過ぎるごとに新たなdBの虫に切り替えるという遊びを思いついた。たぶん疲れていたんだと思う。 最後の虫の音は住宅街に入ると次第に減衰して、コンクリで反射して微妙なマルチパスになりつつも、最後には通りすぎるタクシーにかき消されて聞こえなくなった。 目に見えない電波が日々情報を運んでいる中で、音波もまた情報を運ぶ。田舎では蝉やコオロギの大合唱が、常に同族への信号を送り続けている。ツクツクボウシはなんだかAX.25みたいなフレーム構造があるなあ、とか、アブラゼミはチャンネルを拡大し続ける無線LANの電波みたいだ(うるさい)、などと妄想したり。秋の虫はFMデータ通信の音に似た奴が多い。 　複雑化するネットワークがサーバーを内蔵した小型ロボットとなって、一種の生態系と化すという展開は、シンギュラリティを扱うSFでよく出てくる。 田んぼで鳴いてる虫たちも、歌っているのは求婚ではなくてデータ通信かもしれない、と思って聞いていると結構面白い。ただ、同じ所で同じ周波数で発信するというのは、シャノン限界を考えるとあまり効率が良くない行為だ。実際には意味と言うよりも、長さや音色、音圧などの単純な情報のみをやり取りに使っている証拠でもある。 いつかGoogleの刻印がなされた鈴虫が捕まえられるようになるかもしれない。飼っておくと通信帯域が増え、代わりにいくつかデータを収集される、そんなやつ。

移転先　 blog.kemushicomputer.com 　 本家GoogleSiteも sites.kemushicomputer.com で見られます 勝手にリダイレクトされますが、お手数をおかけします・・・ 以下SpinnerOne写真集

宇宙機お絵かき。　今回は物理データを地上に送り届けるグライダーを搭載したキューブサット(の構想) 2009年に、ISSから紙飛行機を地球に落とそうというプロジェクトがあった。結果的に中止されてしまったけれど、軽量な紙飛行機なら再突入に耐えるかもしれないというアイデアは結構魅力的だったと当時思った。 中止された理由は放出方法が不確定であることだったらしい。前例のない軽量物体なので、放出する挙動が掴めないというのもあると思う。ISSではクルーの安全が第一なので、ちょっとでも不安定要素があれば中止されるのが常である。 ISS高度だと希薄だが大気があるため、物体は数ヶ月で落ちる。ISS自身もリブーストという高度修正を行い続けないと落ちてくる。 CubeSatをその高度に放てば、同じように数カ月で大気圏に突入する。 紙飛行機も同じように落ちてくるだろうけれど、確実に落としたい。再突入用の軽量なグライダーを落とすための仕組みをあれこれ考えて、もうちょっと具体的にしてみた。もちろんこれは妄想である。 <衛星に格納する> ISSにはCubeSat用の放出機構が付けられる予定なので、CubeSatにグライダーを収めよう。 図の衛星は3Uと言って、3つ分重ねたCubeSat規格の最大サイズ。スロットをまるごとひとつ専有する。 これで放出方法は大丈夫だろう。　衛星とグライダーを切り離すのは再突入直前まで待つことにする。 衛星に収めることでもう一つのメリットが発生する。それは大気圏再突入の時期がモニタリングできるということだ。ソユーズなどの宇宙船に例えれば、軌道での動作に必要なサービスモジュールである。紙飛行機だけでは、地上に電波を送ったり、数ヶ月稼働するシステムを収めることは難しい。 紙飛行機だけだと、結局いつ地球に戻ってくるのかはわからない。大気の密度は結構変わるので、再突入の精密な予想はまだない。 おそらく大気圏に無事戻っても回収は難しいだけに、せめて軌道側での情報は沢山取得したい。 <大容量データ回収> せっかく地球に戻ってくるので、なにか役割を期待したい。　ひとつ考えられるのが、HD映像など、小型衛星では難しい大容量データの回収。　microSDを一枚でも、最近...

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。

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)

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 VS10 33D 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...