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大気の放射温度の観測

物体の温度を非接触で測定できる放射温度計を空に向けると、何の温度をはかることになるのだろうか。 NASAの教育用サイトに簡単な解説があった。 http://mynasadata.larc.nasa.gov/science_projects/measuring-the-temperature-of-the-sky-and-clouds/ どうやら、上空を通過する雲や、数キロ上空の大気からの赤外線放射を捉えることになるようだ。大気に塵や水蒸気量が増えると、赤外線放射も多くなる。 上空の気温がどの程度なのかについては、気象庁がラジオゾンデによる観測を行っていて、高層天気図として公開されている。 http://www.jma.go.jp/jp/metcht/kosou.html nLogにセンサをつなぐテスト 本題としては、デジタルな放射温度センサMLX90614(3Vモデル)を手に入れて、簡単な動作テストのために、真上の空を24時間測定してみた。 この素子の観測波長が記載された資料を見つけられていないけれど、 "大気の窓"とよばれる、赤外線を透過する5~14μm付近を捉えるようになっているはず。熱放射に対して-70℃~380℃のレンジをもっているから、大気中なら申し分ない。 実験は昼12時から24時間、屋外での連続観測を実施。 MLX90614はセンサの温度と放射温度、カラーセンサはRGBと赤外線を捉えている。 気象条件としては、前半は快晴、夜中も星空が見えていた。 明け方から薄雲が増えはじめ、午前中は曇り空になった。 夕方にカラーセンサが突然落ち込むのは、太陽が建物の影にはいったため。 遮蔽が無いため、日があたっているとセンサ自体が熱せられ、温度(ambient)が上昇する。 その間も放射温度は-15℃付近を示していた。  日没後はグラフが安定し、明け方に雲が通過したようなピークがみられる。 高層天気図を読むと、この日の-15℃の空気は、上空5~6kmの気温に相当しているようだ。 センサを裸で曝露させているので、視野が広い。 横の建物由来の赤外線放射もある程度捉えていそうな気がする。 少なくとも、上空の雲の量や大気の澄み具合が値に反映されることはわかった。 空をいろいろな波長...

Arduino互換データロガー nLog

 簡易データロガー第二世代。 3年前のモデル の改良版。 極限環境でのプロトタイピングを目的とし、いろいろなものに組み込む形での利用を想定している。 基板サイズと端子配置はUP-204GSRに合わせてあり、今回は端子数を増やし、RTCと9DoFセンサを搭載した。 特徴 引き続き 5V系 (※I2Cは3.3V系) ATmega644P使用(4kB RAM 64kB Flash) 16MHz Sanguino互換 ヒンジ付きマイクロSDカードスロット搭載、衝撃に強い。 300kB/sec程度のリード/ライト速度(一例) RTC(TCXO)搭載、MCU割り込み可 MPU-9250搭載 GPIO 12ch  アナログ入力 8chと共用 去年以来、KiCadでのPCB設計も7枚目になるので、だんだんと慣れてきた。 今回も片面実装。  電源は5V系。 SDカードとI2Cバスは3.3V系。 5Vと3.3Vは基板外へ出力できて、配下の回路電源に利用可能。 メインのリニアレギュレータはLT1763で、VINにプルアップされたEN端子を引き出してあり、LOWレベルで基板の電源を落とせる。 このLDOはちょっと値段が高いけど、DC/DCが選択肢でなければ、 逆流防止も備わっていて便利だ。 RTCは新たにEPSONのRX8900を実装。TCXO搭載でとても小さい。 バックアップバッテリは前回の設計の反省を踏まえ、1次電池用のコネクタを用意した。 外部GPIOは、PWM機能付きのピンを4つ。 アナログ入力をもつポートAはまるごと引き出しているので、合計12本となる。 基板面積に余裕があったので、MPU-9250を搭載。 9軸のセンサデータを単体で記録できる。 こちらもGitHubで公開しています。 GitHub   https://github.com/kentN/nLog_9DoF

H-IIA 30号機の離昇を東京から観測

 ASTRO-H(ひとみ)を打ち上げたH-IIA 30号機。 前回の29号機では、関東で ロケット雲が観測できた ので、東京からやや期待しながら打ち上げを待っていた。  多かった雲も消えて晴れ渡った日没直後の空で、今回はロケットそのものを観測するという機会を得た。  (肝心のロケット雲は見られず。 雲が遠かったようだ)  自分で撮影した動画。 HD画質で視聴しないと、最初はぼやけてよくわからない。 (急いでいたのでピントの無限遠固定を忘れている)。 iPhoneでJAXAの公式配信を聞きながら、そのシーケンスを目撃するという、面白い体験になった。 動画の途中を拡大してみたもの。 見え方は、ISSなどの可視パス観測に似ていた。 低軌道を進んでゆく、ガスをまとった小さな彗星のようでもあった。  目視では、第一段燃焼停止を南の方角で見ることができた。  推進中はガスの雲が彗星のようにVの字に光条となって見えていたが、第一段燃焼停止のタイミングで形が変化し、移動速度を保ちながら丸く拡散して散っていくのが見えた。 (追記: 近所にある国立天文台がより細かな追尾撮影を行っていたので、そちらのほうが見応えがあります。 https://www.youtube.com/watch?v=XqMXSi5yXx4 1080p画質で画面一杯に拡大して見ると、1分くらいで燃焼停止が起こり、明るい光点とやや小さい光点の2つに分離しているのが写っています。 光は太陽光の反射で生じているとすると、2段目はどっちなのか気になりますね ) なぜ綺麗に見えたのかを整理すると、 打ち上げの方角が東向きだったこと。(本州から見やすい) 天候: 大気が澄んでいて、雲がなかったこと(重要)。 打ち上げのタイミング: 観測地では日没で、ロケットには太陽光があたっている条件。(可視パスであること)  空が明るすぎると、昼間の金星を探すのと同じで、肉眼では場所がわからないと識別しにくい。 当時も南西の方角は西日の名残がのこっていて、発見した当初はかすかなモヤのように見え、輝点の動きから飛行機でないことに気づくまでしばらくかかった。 第一段が燃焼を停止する直前には暗い箇所まで移動して...

ubuntuでwine1.6.2

Wineが登場してしばらく経っていたけれど、久しぶりに確認すると、今のWineではかなりのソフトウェアがそのまま動くようだ。 物は試しと、いろいろと使ってみた。 上はOrbitoronが普通に動いているところ。 Ubuntuノートをサブノートとして携行できるように、いろいろ試してみる。 Wineのバージョンは1.6.2 (apt-get で導入) Teraterm Ubuntuで入手できるシリアルターミナルでも問題は無いけれど、動くというので導入してみた。 USBシリアルに接続する場合は、 /dosdevices/配下に com1というシンボリックリンクを作成するようだ。 cd .wine/dosdevices ln -s dev/ttyUSB0 com1 USBシリアルはudevルールに登録して、あらかじめ権限を得ておく必要がある。 そのあたりがなかなか慣れない・・・。 一度登録がうまくいけば、あとはあっさりと動作した。 LTSPICE系も普通に使える。  Notepad++でのテキスト編集も問題なかった。 実行もアイコンをクリックするだけだし、ほとんどストレスなく使えるのでびっくりした。 デスクトップにWindowsアプリが増えてくると、これはUbuntuなんだろうか・・・とだんだん不安になってくる。 フォントの問題などは、調整が必要な場合もあった。 少なくとも、Windows機をサブノートにしなきゃいけない理由は減ってきた。 いいことだなぁ。

Chromebook C720/2をUbuntuマシンにする

たまたま、Chromebook C720/2 の中古を見つけて安く手に入ったので、Ubuntu専用機として環境整備をしてみた。 C720/2のスペックは、 Celeron 2955U(Haswell世代) 4GB RAM 16GB SSD(M.2) USBポートが左右に一つずつ、オーディオジャックとSDカードスロットがあるだけの割りきった設計。  2~3万円でWindowsタブレットやWindows10の激安ノートが新品で手に入る時代だけれど、 ハードウェアに32bitOS縛りが無いものはその2倍程度になってしまう。  ファンレスではないが、最大負荷でもほとんど音が聞こえない、静かなファンを搭載している。 価格なりの点としては、液晶がTNなのと、キーボードの日本語配列は英字配列の枠をそのまま使って、キーを分割して詰めこんであるあたり。 やや慣れが必要だ。 ChromeOSそのものはブラウジングだけでいろいろ完結するので、ストレスなく利用できる。 スワイプ動作が秀逸。   貧者のMacbookAirと呼ばれるけれど、北米では教育機関への導入でAppleのシェアを奪っているという記事もあった。 Linux機としての利用 ChromeOSそのものはlinuxカーネルで動いていて、Ubuntu等を利用する場合は3通りの方法が存在する。 ハードル(ChromeOS、ハードウェアへの影響度)の低い順だと、 1: croutonで、ChromeOSのカーネルを利用して、Ubuntu環境を追加で導入する。(開発者モード) 2: Chrxの導入で、予備のパーティションを利用してChromeOSとのデュアルブート環境を構築する。  (開発者モード、レガシーブートの有効化) 3: Ubuntuをクリーンインストールする。 (開発者モード、レガシーブートの有効化、USBブートの有効化)  一通りの導入を試してみた結果、自分の場合はクリーンインストールが最もストレスが少なかった。 もしSSDが16GBのままなら、デュアルブート環境では残り容量の点でかなり厳しいという弱点もある。 ChromeOS自体は、BIOS設定で失敗して文鎮化しなければ、リカバリメディアを作成し...

Arduino互換機で円周率を求める

年末に書いていたつもりが、もう2016年ですね。 32ビットのArduino互換機を比較してみる目的で、円周率を計算させ、実行速度を出してみた。 「C言語によるアルゴリズム辞典」 に載っていた多倍長演算による円周率の計算(Machinの公式)を使って、1000桁ほどを実行するのにかかる時間を調べる。 手元の32ビットな互換機は、 ・ChipKit MAX32 (PIC32MX795F512L MIPS32 M4k ) ・Arduino DUE ( SAM3X8E ARM Cortex-M3 ) ・MSP432launchPad (MSP432 ARM Cortex-M4F ) ・Teency LC (MKL26Z64VFT4 ARM Cortex-M0+) 2017_Feb 追加 それぞれ開発環境はArduino, MPIDE(Chipkit Core), Energia 参考枠として、8ビットのATmega328Pにも頑張ってもらった。 結果 処理時間/ (MCU名、@動作周波数)/ 処理時間x動作周波数 / ( ATmega328Pのスコアを1とした時の倍率) 732ms    ( PIC32MX795F512L @15MHz )  10980 (29.8) 364ms    ( PIC32MX795F512L @30MHz )  10920 (30.0) 136ms    ( PIC32MX795F512L @80MHz )  10880 (30.1) 139ms    ( SAM3X8E @84MHz )               11676 (28.1) 222ms    ( MSP432 @48MHz )                 10656 (30.8) 2149ms  ( MKL64Z @48MHz )               ...

H-IIAの夜光雲?

11月24日の15時50分、種子島からH-IIA 29号機が打ち上げられた。 その後、日没後1時間の関東で不思議な雲を見たので、方位や距離を調べてみた。 17:23  東京都 調布市  RX100M3  1/4秒  ISO800  焦点距離21.4mm 11月24日 17時20分ごろ、作業が一段落したので、見晴らしの良い場所から西の空を見ると、日没後の南西の方角に普段とは違う雲が見えた。  夕焼けの名残りで僅かに赤い西の空に、輝く白い帯状の雲があった。 一番白い場所では、彩雲のような細かい虹色の模様が見える。 けっこう遠くまで広がっているらしく、尾は暗くなりながらも、南まで延びているようだった。 その時は、珍しい飛行機雲かなと思い、カメラをとりに戻って、何枚か手持ち撮影した。 風が冷たく、良いカメラでの撮影はそれきりになってしまった。 17:30  iPhone6s 1/15秒 ISO2000  トリミング済み 17時30分 一旦カメラの写真を吸い出しに戻ったあと、もう一度、空を確認しに戻った。夕焼けの光が消えて、暗くなってからも、青白っぽい雲はかろうじて観察できた。 関東圏の広範囲で、この雲は目撃されていたようで、たくさんの人が写真をアップロードしていた。 http://togetter.com/li/904464  24日の日没時刻は4時半ごろなので、5時半に輝いていた雲はかなり高高度であると思われる。 ネットで検索しながら写真を見返すと、 夜光雲と特徴が似ている。  夜光雲そのものは、高緯度で見られる珍しい現象なようで、 高度80km付近の中間圏で、氷の結晶を主成分とした雲が発生し、日没後や日の出前の上空で、太陽光を反射して白く輝いて見える。  日常的な微小な流星塵や火山の噴出物などが核となり、氷の結晶に成長するらしい。 ロケットの打ち上げが人工的に夜光雲のような発光雲を引き起こす事も知られている。 となると、H-IIAの打ち上げが関係していてもおかしくなさそう。 ロケットの排気によって氷の結晶ができたのだろうか。 ロケットが高層大気で引き起こす現象は神秘的に見えるものが多くて、探すとた...