USB 充電パック

以前にストロベリーリナックスで買った、同期整流タイプのDC/DCコンバーター

それを使って、エネループ2本で、iPhone 用に USB 充電パックを作ったのだが、エネループ2本の電圧から昇圧すると、イマイチ電流が足りない為、充電器としてのパフォーマンスが悪い。

先日秋葉原に行ったら、秋月で、単三4本+USBコネクタが付いた電池ボックスを売っていた。

内部は、ダイオードの順方向電圧降下分で電圧を落として、それをそのまま USB の電源とする、かなり強引でヤバイ構成なので、DC/DC を入れ安定した電圧を出すようにし、エネループ3本仕様に変更、電池1本分のスペースが空くので、そこにDC/DC をレイアウト。

例によって、USB の D+、D- 信号に抵抗で分圧した電圧を出すようにして(これをしないとiPhone は外部電源モードにならない)おき、USB の電圧としては、5Vより少し高い5.2Vくらいになるように、DC/DCのフィードバック抵抗を加減した(R2の470キロを外して、430キロを付けた)

※分圧抵抗は、

iPhone/iPad コネクターアサイン
↑ココを参照。

D+: 2.0V、(+V)-33K-(D+)-22K-(GND)
D-: 2.8V、(+V)-33K-(D-)-47K-(GND)
な感じ。

本物のアイドル(偶像)

今年の(2010年)3月9日に「ミクの日感謝祭 39's Giving Day Project DIVA presents 初音ミク・ソロコンサート~こんばんは、初音ミクです。~」と題して、ボーカロイドのコンサート
が開催された。
ニュースでも取り上げられ、話題となったがー

最近、そのブルーレイが発売されて、また、話題となった、一時品薄になるなど、ジャンルとしては特殊な部類に入るディスクが売上でも、かなり好調を示した。
店頭で、デモを観たら、ボーカロイドにそれほど興味が無くても、興味をそそられて、「買ってみよう」と思ってしまうのでは無いだろうか?

Project DIVA は、セガが PSP 向けに製作した、「音」ゲーではあるが、ニコニコ動画や YouTube で人気になった楽曲を使い、セガのゲーム的センスを融合させた物で、手抜かりなく、魅せる要素を封じ込め、幅広い年齢層、性別に請求した意欲作である。
ボーカロイドのキャラクター性を引き出す工夫や仕掛けも随所にちりばめれているのが好感が持て、ゲームとしてとても良く練られている。
3DCG でリアルタイムにレンダリングされた画像は、PSPの描画能力の限界からくる制約があるが、パフォーマーをモーションキャプチャーしたダンスは洗練されていて、一見の価値がある。
そこから派生した、Project DIVA アーケード版も、非常に高い人気がある、ゲーセンで女子が楽しそうに遊ぶのが印象的、暴力的表現や攻撃的なゲームとは全く違う楽しさを刺激するジャンル、それと、ハードウェアーの制限ある PSP とは違い、レンダリングの品質も高度に高めれている。

セガは、Project DIVA で培ったエンジニアリングを、コンサートでも生かせると考えても不思議では無い。

ボーカロイドには実態は無く、その意味では、完璧なアイドルと言う事ができる。
完璧な歌と楽曲、洗練されたダンス、百戦錬磨のスタジオミュージシャン、そして等身大 3DCG のレンダリングが合成されると、ケミストリーがスパークするのを感じた。

初音ミクのかわいらしさは健在で、ボーカロイドとして歌わせた場合に難しいとされる「巡音ルカ」の楽曲とダンスパフォーマンスが合わさった時の優雅な立ち振る舞いも印象に残った、131分間、楽しませてもらいました。

こんなことなら、観に行けばと後悔してます。

DC/DC コンバーター

電子工作で何か自作する時に困るのが電源です。
ACアダプターを使うのが前提なら、そんなに困りませんが、電池駆動だと、安いコストで電源周りを作るのは意外と大変です・・

まず、たとえば、電池2本くらいから、5V や 3.3V を作る場合には、DC/DC コンバーターが必要ですが、自分で作るとなると、部品点数が少なく、それなりに電流が取り出せるもので良い物が少ないです。

最近、秋月電子で入手できる物で、「HT7750A」は外付け部品も少なく、良いのですが、MAX200mAと、取り出せる電流が少なく、少し物足りません(スイッチ素子を追加してブースト出来ると思いますが・・)。

昔から良く使われる汎用の IC で、 MC34063 と言うのもありますが、部品もそれなりになり、効率や、スイッチング周波数が比較的低く、リップルなど、これもイマイチな感じです。

ストロベリーリナックスで、AS1322A と言うICを使ったDC/DCコンバーターの基板を入手する事ができます。

AS1322A 電源モジュール(ストロベリーリナックス)

これは、同期整流で、小型、取り出せる電流など、かなり良いのですが、840円なのが、少し痛いとこです。
※それでも、一般流通で購入出来る中では、かなり安い!

裏技として、コンビニで売っている携帯の使い捨て充電器に、同じIC(セカンドソース?)が使われているようです。
こちらは570円くらいで、アルカリ単三電池2本付き!

他に、リニアテクノロジーとかの最近のICを買って、自分でそれなりの物を作る事も考えれますが、問題なのは、日本で入手しようとすると、IC 1個や2個では、凄く高い物となってしまう事です、リニアテクノロジー(アメリカ)から航空便で送ってもらう事も出来ますが、航空運賃もそれなりの金額となってしまいます、他に、コイルなども揃える必要がある事や、パッケージが自作に向かない場合などもあり、イマイチです・・・

先日、秋葉原の千石電商で、ジャンクですが、リチウム電池内蔵の携帯電話の充電器を売っていました(500円)、最初はスルーしてましたが、良く考えると、3.6Vのリチウム電池が内臓で、リチウム電池の充電回路が内蔵(USBで充電する)で、3.6Vから5VにコンバートするDC/DCも入っていて500円とゆー点に気付きました~

早速1個試しに買って、開けてみました。

DLG-MRD100

全体

裏側

3.6V 1000mA のリチウムポリマー電池と、充電回路、DC/DC コンバーターが内臓されてます(600mA取り出せます!)。

リチウム電池は使えないものと思ってましたが、普通に使えるようです。
※充電ランプは通常「赤」充電完了で「青」となります。
※出力プラグを差すと電源が入り、5.5Vが出力されます。
仮に使えないとしても、充電回路とDC/DCでも500円は安いですね!

※普通に買うと3150円みたいだし、売り切れ必至なので買いだめするしか・・

充電回路+DC/DC部

↑この4端子のDC/DC-IC、どこのだろう?

ちょっと調べたが該当なし・・(BAU82と刻印)

ショットキーダイオードが外付けなので、効率はイマイチかもしれませんが・・・

ラップタイマー

SH-2A でデータロガーを作ってるのだけどー、車速やエンジン回転をキャプチャーする必要があり、その実験用にエンジン回転数などのシュミレーターを作った。

※まだソフトが完全でないが・・

ついでに、サーキットで使うデジタルサインボード用のコントローラーも兼ねている。
表示はLEDセグメントを作る予定で、そのコントローラーとして機能するようにソフトを作っている。

サインボードには、色々表示したいが、ラップタイムと周回数などが主なものなので、ラップタイム計測機能も付けた。
128×64のグラフィックス液晶とATMEGA-644で組んでみたが、上々の出来かな!?
操作系も、ロータリーエンコーダーとスイッチ2個とシンプルなものだが、操作しやすく判りやすい操作系で考えて作っている。
まだまだ、これから機能を色々追加する必要があるけど、ハードはほとんど整ったので、基板のトラックを引き始めるかね・・

また、P-LAP の代わりにラップタイムを表示するデバイスとしても使えるかな・・

LapTimer ATMega644 表
↑基板部品面

LapTimer ATMega644 ハンダ面
↑基板ハンダ面

メニュー画面
↑メニュー画面

ラップ計測画面
↑ラップタイム計測画面(上手く撮れてないので醜いですけど・・)

現在までのソースコード

SUP500F GPS

アルファチャネル付きフォントの描画など、小物ソフトを色々作っていたが、GPS を接続してテストしてみる事にした。
以前にストロベリーリナックスで購入した物だけど、SUP500Fです。
この GPS は65チャンネルで更新レートが最大 10Hz とゆーのが特徴です、最近サーキットでは GPS のロガーが大流行りで、8000円で小型のやつを多くの人が付けてます。

「PhotoMete887」
GPS の測位データ解析では、フリーの LAP+ をみなさん使っているようですね・・

自分のシステムでは、専用の GPS を接続する為、測位データのロギングと合わせて、エンジン回転や、タイヤの速度、ストロークセンサー、重力など、複数のデータを統合してロギング出来るところがメリットです。
GPS モジュールは色々調べた感じでは、この「SUP500F」が性能と価格(6300円)で良さそうです。

GPS をロガーユニットと別の位置へ取りつけ出来るようにモジュール化して、必要部品を小さなケースに押し込んでいます。

SUP500F GPS とリチウム電池ホルダー

GPS 裏面とRS232バッファ

GPS モジュール(プラケースに入れた様子)

解析ソフトは、新規に作成しようと思いますが、それなりの規模になると思うので、時間はかかりそうです・・

A/D コンバーター

とりあえず、AVR に A/D コンバーター、MCP3208 を繋いでみた。
AVR で A/D との通信ソフトを書き、簡単なプロトコルで、SH 側にデータを転送。
一応、1秒辺り、100回分の変換データを SH 側に転送している。
秋月で売られているMCP3208はタイプCのグレードなので、積分非直線性が 2LSB の物だけど、それでも12ビットの分解能があるのはありがたい、それと、この A/D には、サンプルホールドも内臓されているのも良い。(400円)

基準電圧は、4.096V としたいとこだが、電源電圧が 3.3V では、駄目なようで(当然か)、3.2768V とした。
LM385-2.5 を使い、OP アンプで増幅している。(トリマ抵抗で調整)

MCP3208 マイクロチップ 12ビットA/D

SH 側、プロトコルの解析ルーチンにバグがあり、多少時間がかかったが、何とか正常に動作するようになった感じ。
こんな簡単なソフトもさっくり書けなくなったなんて・・・、結構ブルーである・・・

それと、シリアルコミュニケーションで、オーバーランやフレーミングエラーなどがあった場合に、正しい動作をしていないようなので、改修の必要がある・・・

後は、GPS モジュールを繋いで、その通信関係を作れば、ハード的には大体完了な感じか・・

あっ、ちなみに、laptime 計測のクラスも作ってみた、これは 1/100 単位まで計測可能なもので、RTC とはあんまし関係は無いけども・・

あ、そうそう、SH-2A のシステムクロック用水晶を追加して、18MHz 駆動で、周辺デバイスを現在の 24MHz から 36MHz にする必要がある、そして、LCD のクロックを 9MHz にしないと、フレームのインターバールが 60Hz にならない。
※フレーム数は、ゲーム製作などで慣れている 60Hz にしないと、何となく気持ち悪い。
先日秋葉原に行った折、18MHzの水晶を探したが何処にも売っていなかった、昔の背が高いやつはあって、一応買ったが、背が高いので、イマイチ取りつけたくない感じだ・・
それで、いつものチップワンストップで調べたら、50個くらい買わないと、イマイチ高い、でも50個も買ってどうすんだよってゆーのもある、うーーん・・・

RTC 問題

SH-2A 内臓の RTC は、バックアップが出来ない為、事実上使えません、そこから始まったのですがー、外部に AVR を置き、RTC の代わりをさせてみました。
データのやり取りは、シリアルコミュニケーションで行う為、オーバーヘッドも少なく、そこそこ良いシステムだったのですが、問題は消費電力です。
AVR を 32.768KHz とかで駆動すれば、かなり消費電力削減に効果を上げるのですが、それはそれで、マイナス面もあります。
他の問題として、SH 側の電源が落ちた場合に AVR の出力ポートから、SH 側に電気が逃げます、これを避ける為にダイオード入れるとか多少回路を工夫しないと駄目とゆー面もあります、なかなか一筋縄ではいきません。

そんなこんなで、結局 RTC 専用デバイスを付けました。
秋月で、「RTC-4543SA」とゆー 250円のデバイスが売りだされていたのがトリガーなんですけどね(笑)
これは、インターフェースもシリアルタイプで、以前に500円で売られていたやつ(I2C)とは違い、インターフェースも簡単です。(自分的には)
※それと、RTC に500円は払えないけど、250円なら許容範囲かもです(笑)
※もちろん、I2C の専用ハードがあれば、関係無いのですが、以前に、I2C 専用ポートが使えないので汎用ポートを使って、ソフト的に I2C のプロトコルを処理するコードを書いたところ、結構苦労しました・・

それで今回、AVR はそのまま残して、3.3Vで動作できる最大速度10MHzで動かすようにし、AVR に RTC を接続して、以前とおなじようにAVR で、RTC とのやりとりをさせています。
AVR は I/O プロセッサーとして動作します、SH とのシリアル速度も 96000 ボーに上げました~

また、12ビットのA/Dコンバーターも AVR に接続して、変換データを受け取るようにする予定もあります~

RTC4543SA

SH-2A にも A/D がありますが、10ビットなので、今回は、入力ポートとして使います。
※操作ボタンを付けました~

タクトSW

※現在のソースコード一式を、いつものアーカイブ場所に上げておきます。
AVR と RTC の接続などは、AVR のソースコードに書いてあるので、特に回路はいらないでしょう~、暇が出来たら、回路図を引きます。

png jpeg 読み込み

STL 問題で、vector が使えない為、保留となっていたが、結局、C 言語インターフェースで読み込みを書いた。
pngin.h、pngin.c、jpegin.h、jpegin.cがそれだ。
※非常に簡単なややつで、エラーが発生した場合などはあまり考慮されていない・・

STL vector の件:
KPIT から一応回答が来たー、「問題無く動作する!」そちらの環境を送って欲しいとゆーものだった。

あれから、自分も色々調べた、それで判った事だが、KPIT では当然、HEW からgccを使う事を前提にしている、自分はcygwinでMakefileなのだが、それでも、オプションなど調べてKIPT+HEWの環境と同じになるよう配慮したつもりでいるが、まだ何か足りない部分があるのだろう。
HEWでは、プロジェクト毎に独自のライブラリーを作成している、これに何かマジックがあるのかもしれないが、調べた限りでは、それも無い感じだし。

グローバルコンストラクターも初期化で呼んでいるし、他に何があるのだろうか??

まぁ、今回は、メモリーも少ないし、(1MB)CとC++のクラス程度で、自分フレームワークを使う事も限られると思うので、何とかなるだろうけども(何とかする!?)・・

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インターフェース6月号

CQ SH-2A 基板

現在、開発用に使っている基板は、車体に積んでテストするようには考えられていないので、ケースに入れられるベース基板も作る予定、そんで、インターフェース6月号をもう一冊買った。
最初アマゾンで見たら、中古でプレミア価格だったが、某HPで、CQから直接買える事が判り、自分も買ったが、送料もかからず良かった~

PSP3000 用液晶モジュール

それと、PSPの液晶も買った、今度のはPSP-3000用なので(一番安い)コネクターの形状が違う為、今までのブレッドボードは使えないけど・・
このコネクター探すのが大変そうではある・・・

組み込み機器で、C++

KPIT のC++で、STL vector が使えない問題で、多少の進展があったが、まだ解決していない。

まず、基本として、C++ の場合、グローバルコンストラクターを起動時に実行しておく必要があって、その実行アドレスのリストを、section .ctors に並べてあり、また、デストラクターは、.dtros に並べてある。
※.dtors のデストラクターリストは、exitで呼ばれるのだが、組み込みでは、終了する事が無いので、これは無視しても良いのかな!?

通常これは、crt0.o のスタートアップオブジェクトから、__main関数が呼ばれて、その中で実行するのが通例のようだが、組み込みプログラムなので、crt0.oは使っていない。
※「__main」は C++ の初期化関数で、「_main」とは区別される。
※良く考えたら、必要なのだが、C のプログラムが綺麗に走るようになってから、すっかり忘れていた。

で、そのリストをメモリー上に置いて、実行したけど、それでもvectorはうんともすんとも動かない(泣)
まだ何かあるようだ・・・

それと、もう一つ・・
g++ の libstdc++.a ライブラリーだが、これをリンクするだけで、非常に巨大となり、今回のようなシステムでは、ちょっと使えない感じ、vectorやstringを使うだけで、100キロバイト程大きくなる。
※iostream を使うと、300キロとか大きくなる。
他にmapやlistなど色々使うとさらに巨大となるので、今回は標準のこのクラスを使うのは難しいかもしれない・・

自分用の小規模で機能を絞ったSTLに相当する物を用意すれば良い気もするが、これは相当大変そうである。
※template プログラムは、先人が創ったように完成度が高く、絶妙で巧妙な仕組みを用意するのは、自分のスキルを越えていると思う。

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KPIT はあきらめて、gcc をソースコードからビルドする試みも試しているが、cygwinでちゃんとコンパイル出来ないでいる。
コンパイルは通っても、make check ではねられる。

STL vector の事、BMP PNG JPEG

色々動くようになって、では、そろそろ自分フレームワークをコンパイルしようかと思い、進めてみたものの、基本的部分が動かない・・

調べると、STL vector が死ぬ!

こんな簡単なプログラムを作ると、死んでしまう・・・

std::vector pad;

pad.push_back(1); // ---> 死ぬ!

又、

pad.resize(10); // ---> 死ぬ!

一方、

std::vector pad(10);

とかで、初期化段階でサイズを指定すると、使える。

基本的に、KPIT v10.02 の C++ ライブラリーにバグがあるとしか思えないが、こんな基本的なとこで死ぬのはおかしい??
多分、vector のアロケーターに SH2 で不味いコードが含まれているのだと思われるが、KPITのソースコードをダウンロードして不具合を見つけるのは、ちょっと骨が折れるので、とりあえず放置状態であるが、一応、KPIT にバグレポートを送った。

gcc のツールチェインを自分で構築してみようか・・
※時間と手間がかかるので余りやりたくない。

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そんで、vector が動かないと自分のフレームワークも全滅と思うが、画像操作系など、コンパイルだけはしてみた。

それに先だって、基本のライブラリー、Z、PNG、JPEG ライブラリーをソースコードからコンパイルして、ライブラリーを作ってみた。
この手の汎用ライブラリーは、configure によって開発環境の状態を取りこむのだが、クロス環境で自動で行うには、configureを改造する必要がある為、手作業で作ってみた。

それで、jpeg ライブラリーを使って純粋に C のコードで簡単な読み込みを書いて、テストしてみた。
SH-2AにはFPUが入っているハズだが、思った程高速では無い・・・
FPUを使う為におまじないが必要なのかもしれない・・

見た目では分からないけどJPEG画像を表示させてみたー

アーカイブにライブラリーなどをアップしておく。
PNG はテストしていないが、動くと思う。
※BMP のデコードは C++ のコードなので、vector 待ちです。

しかし、vector が使えないのは痛すぎる!

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