Raspberry Pi Picoに手を出し プログラムを開発している。 プログラムはBOOTSELモードで起動し直し USBメモリにファームウェアのファイルをコピーすることで 書き込んでいるが、ここを便利にしたい。 platformioで対応している j-link を試すべく、AliExpressで安いコンパチ品を購入した。 動作させるとjlink用のDLLが必要などと言われ断念。 Raspberry Pi Pico自身を書き込みツールにする picoprobeを製作したところ プログラムの書込み、デバッグ等ができるようになった。
簡単な装置で試してみたいことがある。 ロータリーエンコーダで数値を設定しUSB(HID)経由で読み出せるぐらいの装置。 マイコンは手持ちの BluePillを使おうと思ったが、 上手く行って製造となっても STM32F103なんて手に入る気がしない。 いやAliExpressで買えるのだが1個1000円も払いたくない。 Raspberry Pi Picoなら 半導体不足と無縁そうなので この機会に手を出してみることにした。
これまでのあらすじ ルータやらゲーム機やら触ると熱くて心配になる機器がいくつかあるので FANで冷やしてやりたい。FANを定格で使用すると音が大きいので 出力を絞って使いたい。 PC用のPWM入力付き4PINファンを使えば入手性も良く値段も安いので 良いのではないか。 PC用FANの4PINコネクタはAliExpressで発見。 ESP32をコントローラにした高性能版(温度センサ、LCD、WiFi機能付き)ができたが、 通常仕様にはVRで風量調整ができれば十分。 オペアンプでPWM信号を発生させる 簡易FANコントローラを ユニバーサル基板上に作成。無事、ルータを冷やすことができた。
ところがケースに収めようとするとユニバーサル基板が大きくて 不格好になってしまう。ケースにコンパクトに収納するため 専用基板を作成、動作確認すると一部のファンで速度調整が できない。調査の結果、オペアンプのLowレベルの1.3V程度で 高すぎるのが原因と判明。オペアンプをRail-To-Railのものに 置き換え、一度は動くが電源耐圧が足りず壊れてしまった。
小型化のため 簡易FANコントローラの 基板を製作した。 組み立てて動作を確認するが風量をコントロールできない。 以前試した 120mmFANは、ある程度コントロールできるが不安定。 新たに購入した 3個で1,480円のFANは全く反応しない。 常に全速力だ。
最初PWMの周波数が範囲を外れているのではないかと考えた。 製作したコントローラのPWMは 18.8Khz。 ネットで調べると 25KHzという情報もある。 以前作ったESP32を使ったFANコントローラをPWMの 周波数を変更できるように改造し試したところ 5KHzでも50KHzでも問題なく風量をコントロールできる。
M5StackのLCDと3個のスイッチを使ったユーザインターフェイスを持つ プログラムを作成した。 デバッグ後、期待した動作をするようになったが 放置していると画面表示が変化している。 ButtonA(左端)を押されたような動作である。 数分に1度程度発生する。 プログラムを見直すが原因がわからない。 他のM5Stackで試すと同じ現象が発生する。
いろいろ調べるとButtonAの信号 ESP32のGPIO39に ノイズが発生しているようである。 プログラムでは M5.BtnA.wasPressed()でボタンの状態を見ている。 この関数にはdebounce(チャタリング キャンセル)の機能があるのだが 十分ではなく、たまにノイズのパルスをボタン押下と誤認識している ということらしい。
以前製作した 簡易FANコントローラは 静かに稼働している。 ただ、未だケースを作成できていない。 設計したもののサイズが大きくなり作成していない。 サイズ確認用のパネルに固定した状態で使用を続けている。
PWMを絞りきってもFANの回転が止まらなかったので 電源SWもつけているのが敗因かもしれないと SW付きVRを購入したがユニバーサル基板に刺さらないことが判明。 そこで基板を起こしてコンパクトなコントローラにすることにしたが 気になることが出てきた。PWM回路の直線性は大丈夫だろうか？
先日、 また、ネットワークが途絶。 調べるとルータが返事をしない。 ルータの電源再投入で復旧。 いつものことだがルータ表面が 心配になるくらい熱いので 以前作成したFANコントローラを引っ張り出し 12cmのPC用ファンで送風、冷却した。 これで問題は解決したのでFANコントローラのケースや ファンを安定して置けるような支えを 3Dプリンタで作ろうとも思うが何か引っかかる。 ファンは風量を絞り動かしたままにするので CPUは必要ない。温度も測っていないし 意味のある表示もしていない。 LCDディスプレーも要らない。 無用に大きいのだ。 そこで最小限の機能のFANコントローラ、 風量の調整だけのものを 作りたくなった。
AliExpressでも見かける 安いステッピングモータ 28BYJ-48と ULN2003のドライバ基板のセットを アマゾンから買ってみた。 2セットで599円。 速度とパワーの感じを見たい。
ESP32 Devkitに接続し、 適当なプログラムで実験する。 結果、最大90度/秒程度とわかったあと 秋月電子のページに書いてあることに気がついた。 1/64のギア内蔵なのでパワーは結構ある。 5V駆動だしXHコンパチっぽいコネクタがついていて 使い。
実験用電源装置 Kiprim DC310S(30V10A)を購入した。 タイムセールの15%OFFで 11,883円。 購入のキッカケは 長船さんのtweetを見たこと。 電源・電流のグラフ表示付き電源が欲しい、作ろうか、 でもCVCC電源面倒だなとか思っていた。 使っていた 電源AD-8724Dが壊れて 自作電源装置を引っ張り出して使っているところだった。 絶対必要というわけではないので購入保留していたところ タイムセールのお知らせのメールが来たので 購入してしまった次第。
PCファン用4Pコネクタを手に入れたので、 これを使った機器を作ろうと思う。 機能としては温度計測と、それに伴うFANの制御。 温度とFANの状況の報告など。 となるとCPUはESP32、 LCDは沢山もっている2.4インチLCDモジュール・タッチスクリーン付きとした。
ESP32は、当初 ESP32-WROOM32モジュールを直接使用するつもりだったが、 設計を進めるうち、意外と基板のスペースに余裕がないことに気が付き、 ESP32 Devkitを使用するとUSBシリアル、ファーム書き込み、電源レギュレータ等を 省けるし、使い回しも可能なので、こちらを使うことにし、基板を注文。 秋月にも部品を注文するが(コロナのせいで？)発送が滞っているらしく 基板と同時に到着した。
まずは走る土台が欲しい。 イチから作るのは面倒なので 適当なものに手を加えて使いたい。 走破性が欲しいので、 タミヤの４輪駆動車基本セットや バギー工作基本セット を使うことを考えるが、 かなり改造が必要だし、結構高い。
ケースは当然3Dプリンタで作る。 Fusion360は30%OFFのセールで 3年116,270円のライセンスを購入してしまった。 結局、Fusion360の使いやすさはやめられない。
高校の物理部の部費で部品が買える店 だったので、よく利用させてもらった。 1年生の年度末、今日中に部費を使い切らないと 没収されるといわれ、フジオカに行き 1日で3万円超の買い物をしたのが良い思い出。 その後、学校帰りによく寄るようになる。
すぐに業者に報告。 補償等を求めるわけではないが、 舐められたくないので 見つけた不良はすぐに報告する。 しかし今後も使っていきたいので表現は柔らかくした。 こんな感じ。
購入した理由は、ネットで購入した人の話を見かけ、 手持ちのオシロ(RIGOL MSO1074)だと 大きくて置き場の確保や出すのが億劫なことが多い... 信号が出てるかちょっと確認したいだけ、 なんてことが多いので ハンディ・オシロ便利かも... AliExpressなら1万円ちょっとか... 直ぐに必要なわけでもないから待てるし... 定額給付金も使ってないし... などと考えたから。 RIGOL MSO1074にしても 更に、その前のCRT式のオシロに比べると 遥かに小さいのだが、机周りには いろんなものが散らばっているので スペースが無いのだ。
その1。 金メッキされたテスター棒。 持っているテスターは MASTECH MAS830L。 秋月電子で1000円のやつ。 導通チェックで使用することが多い。 随分前に購入したものなので、 テスター棒の先端をゴリゴリして 酸化膜(?)を剥がしてやらないと 導通してくれない。 そんな作業も面倒なので購入した次第。 購入したのは初めではないが、 使用した記憶があまりない。 なんでだろう？
先日、実験に使ったHDDのモータはフレームと一体型で 小型のサンダーを作るのには使えないので、 廃棄HDDをもう1台分解。分離型のHDDモータを入手できた。 マジックテープと接着剤はダイソーで購入。
実際に使おうとして作っているわけではない。 動作が面白いから作って見るだけ。 メカものの製作の練習。
部品は少ないし、ICはSOP(1.27mmピッチ)なので 簡単に 組立後、USBケーブルを接続するが反応が無い。 Windows機に接続しているので、 ピロリロリンの音を期待するが鳴らない。 デバイス・マネージャーを開き、 USBケーブルを抜き差しするが変化がない。
作ったのは USB - I2Cのアダプタ。 Microchip社のMCP2221AにUSBコネクタとI2Cのコネクタを 付けただけ。 USB-I2Cアダプタは市販のものも2千円未満であるし、 MCP2221Aの評価ボードも2千円台で売っている。 なのに自分で作りたいのは、直接 GROVEのケーブルが生えている アダプタが欲しいからだろうか、それとも基板を作りたいだけだろうか。
MCP2221AはDIP品も売っているので、 ユニバーサル基板で試作することも可能。 しかし、そんな気は全く起きない。 やはり基板を作りたいだけかもしれない。
さて、基板はどれくらいで届くだろうか。 Elecrowの自分の最短記録は5日。 2週間ぐらいで届くか？
表示は128x64dotの単色(白)なのだが、 最近、一部のdotの明度が明らかに下がっている。 よく調べると、表示が動いていない、 常時点灯の部分が暗くなっている。
私も電子工作を始めて以来、ずっとスポンジを使用していたのだが、 何年か前に止めた。 きっかけは、 スポンジでコテ先を拭く際、引っ掛かりを 感じるようになったこと。 温調式ハンダごてを使うようになり コテ先の温度が低くなり、 残ったハンダが凝固してしまうせいだろう。
チップ部品ハンダ付けの際、 ピンセットにくっつくと 効率が悪いし、すごくイライラする。 くっつく原因は２つで、磁化とフラックス。 消磁器にかけ、フラックス洗浄剤で洗うと 付かないなるが、わりとすぐに再び付き始める。
そのままでは 手持ちのジャンパワイヤにサイズが合わなかったので、 サイズを調整し色々プリントしていたのだが、 そのものを置く適当な場所がなく、 納まりが悪いので 使わずじまいになっていた。
普通に使うと、視野が暗いので、 照明が欲しい。 昔作ったことがあるのだが、 今は LEDクリップライトを 適当に配置して照らしている。 毎度毎度セットするのも 面倒なので、３Dプリンタで 専用照明を作る。
基板各所の寸法を計測し、 鍋CADで図面に落とす。 鍋CAD上で基板を覆うような形で、 ケースの形状、寸法を決め、 DXFファイルでFusion360に移す。 Fusion360で形状の追加、調整を行いデータ完成。
1回目のプリント中、フィラメントを使い切る。 他にも間違いがわかったので、赤いABSのフィラメントに 切り替えて印刷。 フタのサポートが付いた側の面が 汚いので、フタだけサポートが内側になるよう 印刷し直し、M2のナットをハンダごてで埋め込んで完成。
詳しくは Qiitaの記事を書いたのでそちらを見てください。
モジュールをピンヘッダー/ピンソケット経由で ユニバーサル基板に固定したので、 基板の背が高くなってしまった。 丸ピンIC連結ソケット使えば良かったと反省。
今回の奴では市販品のモータドライバを使用し、 回転数の調整も可能だ。 HDDのモータドライバなんて売っているのか、と 衝撃をうけ、 Thingiverseのページ にあるリンクを辿ると、 AliExpress で$2.２ぐらいから売っている。 すぐに使う予定は無いが、とりあえず注文した。
念の為、調べたら、すでに アマゾンでも売っていた。 759円ぐらいから。
今回、業務でテストのためXHコネクタを頻繁に 抜き差しする必要が発生。４ピンなので、 あまり固くはないが、それでも、ついつい ケーブル部を掴んで外しがちで、ケーブルが 抜けそうだ。
ステッピング・モータ自体は、 秋月で売っている コパルのギア付きモータが 良さそうなのだが、ドライバが悩ましい。 以前作った Grbl基板もあるのだが、 動作を試すのにGcodeを書くというのも荷が重い。
新たに作ろうかと調べ始めると、 A4988を使った中華製ドライバーモジュールが 非常に安価に入手できることを知る。 アマゾンでも 5個で930円。 8～35Vで1相あたり最大２Aまで流せる。 3Dプリンタとかでも使われているようだ。 AliExpressだと 1個 $0.65。 オリジナルは PololuのA4988 Stepping Motor Driver Carrierのようだ。 スイッチサイエンスで 1,393円。 こんなものが安価に入手できるなんて良い時代だ。
ということで、3Dプリンタでケースを製作した。
AliExpressで調べると $75 + 送料$11.77。 若干、型番が違うような気もするが、気にせず注文。
届いたので、プローブ、その他の付属品を入れてみると、 ちゃんと収まった。 よかった、よかった。
ものは、 帯域70MHz, 4ch + 16chのロジアナ。 送料込みで AliExpressの一番安いところに 注文したので、若干不安だったが、 ちゃんと届きたし、動作もした。 送料無料の $699。今日のレートだと 76,300円ぐらい。
ラズパイ・ファン基板で OLEDを取り付け易くしたのだけれど、 i2c接続なので表示速度はどうなのだろうというのが気になっていた。
というのは、i2cは転送速度が速くない。 ラズパイのデフォルトでは100kbps。 OLEDは 128x64 dot なので、128x64 = 8kbit。 これを100kbpsで転送すると、転送時間は 8kbit ÷ 100kbps = 0.08sec 連続表示させると 毎秒 1 ÷ 0.08 = 12.5 フレーム表示できることになる。 スムーズな動画表示には少し遅い。転送以外の処理の時間も必要。
実際のところはどうなのだろうと測ってみることにした。
twitterでM5STickの存在を知り、 AliExpressに注文していたところ 昨日届いた。
いつ触れるかなとか思っていると、 TELECマークが無いという噂を聞く。 ケースをあけ、確認すると 確かに ESP-WROOM-32にTELECマークが無い。
TELECマークが無いESP-WROOM-32が存在するとは 知らなかった。ガビーン。
前に書き込めたボードで試すと書き込める。 設定のミスではなさそう。 ボードの設計ミスか！？と焦るが、 ログをよく見ると、flashのサイズの取得で 失敗しているし、ESP32がリビジョン1。 書き込めたボードはリビジョン０。
arduino-esp32のバージョンを確認すると 結構変わっている。 esptoolのバージョンも 2.1から2.5に。
arduino-esp32のバージョンを上げたら
無事に書き込めた。
めでたしめでたし。
予想通り資料作成に手間取り遅くなったが、 やっと ラスベリーパイ・ファン基板をやっと発売することができた。
昔、Raspberry Pi2で某装置の実験中、 動作させたまま放置したら、 異常な高熱になりシステム・ダウン。 再起動で復活したものの、熱ストレスで ネットワーク周りのはんだ付けが外れでもしたようで、 ネットワーク接続が不安定になり、結局 Raspberry Pi2は廃棄した。
このことがトラウマとなり、Raspberry Piには ファン必須と思っているのだがどうだろう。 最近のやつだと、高温になるとCPUクロックを下げる らしいけど、それで済むのかな？
わたしが壊した時は、ネットワークも動かしぱなしの プログラムで、ネット周りの発熱も凄かったのだけど 対応できるのかな？
それもこれも、このファン基板でファンを付けてしまえば 問題なし。 ファンのOn/Off回路もつけれる。 これをつけるとシャットダウン後 ファンが止まるのが気持ちいい。
あとRTCやOLEDも付く。 資料だけでも見てやってください。
しかし、これはスゴク古いタイプのDCジャックの形状で、 パネル取り付け用のように思えるのだが違うのだろうか。
昔のDCジャックは、この形状で穴加工に苦労した記憶がある。 秋月で売っているような ２．１ｍｍ標準ＤＣジャック パネル取付用が 出でて苦労する必要はなくなった。
それに基板用というには、端子の形状がおかしいし、 2.4mm径の穴の用途が説明できない。
中国のメーカーが形で基板用と勘違いし、 製造販売しているのだろうか。
でもまぁ、基板で使えないわけではないし、 ちょうど基板に垂直に刺せるDCジャックが 欲しかったので購入。
配送はOCSだが、台風で関空が冠水したせい影響から まだ復旧していないようだ。 前回は沖縄で通関→関空で国内配送業者だったが、 今回は東京で通関＋国内配送業者への引き渡しだったようだ。 1,2日程度余計に時間が掛かっている感じ。
作った基板は Raspberry-Piに25mm角のファンを取り付ける ためのボード。 今は FAN付きの安価なアクリルケースもあるが、 ケースがジャマになる場合もある。
空いているスペースに、 便利かもしれない回路をいろいろ載せてみた。
20個で$6.66、今のレートで738円として 1個37円ぐらい。 めちゃくちゃ安くはないが、送料無料がありがたい。 2週間で届いた。
他にも DC Jackや USB miniB コネクタを買ったことがある。
HSES-LMC1の秋月電子での発売に合わせて、 電光掲示板プログラムを GitHubで公開した。
これは、HSES-LMC1を一般(?)の電光掲示板として動作 させるためのプログラム。
表示内容をSDカードに記憶し、読み出しながら表示する。 Web経由で表示内容の編集ができる。 （使用可能なブラウザは chrome のみ）
64x32のLEDモジュールは、最近、アマゾンで3,500円ぐらいで 売っている人がいる。 Lパラで買えば, P4が8,320円 P3が9,200円。 AliExpressに行けば$20未満で買えるのだが、 HSES-LMC1で動作保証しているのは、 弊社のものだけ。 アマゾンで 6,480円
購入してあった 交換用部品でSwitch Proコントローラを修理してみた。
動画 任天堂Switch プロコントローラーのスティック修理方法 - YouTube を見つつ作業をするが、 動画では 低融点ハンダ を使ってスティックの交換を行っている。
低融点半田の在庫、 サンハヤト表面実装部品取外しキットの在庫が無いし、 有っても高価なので、 はんだシュッ太郎で試してみる。
CH340を実際に使ってみると意外なことがいろいろあったので報告する。
P-banでも5営業日だから、それよりも速い。 発送に安くて速い OCS が使えることが大きいと思う。 FusionPCBとかでOCSが使えるようにならないのが不思議だ。
音の再生は別プログラム(aplay)で 行っている。これも将来的には組込みたい。
原因は、ESP32のEthenetモジュールを使用するのに、 50MHzのPHYのクロックを GPIO0に入力する必要があること。 ご存知の通り GPIO0は、起動時にHighにしたり、 Lowにしたりすることで 通常起動モードと ファームウェア書換モードの切り替えに 使用する。 つまり起動時に50MHzのクロックを 止める機能が必要になる。 実際、Olimexの ESP32-GATEWAYボード の回路では、そのようになっている。
その時はLAN8720 PHYモジュールの使用を諦め、 ESP-GATEWAYボードで実験を行い、 lwIPが動くことなど確認していた。
今回、ESP32でEthernetを使えるボードを 自分で作ろうと思い、調べ直すと ESP32 arduinoに ETH_LAN8720_internal_clockとか言う サンプルプログラムがある。 GPIO17からPHY用の50MHzを出力できるらしい。 これならLAN8720 PHYモジュールを改造して実験できるかも しれないと試したら出来たので報告する。
Zeroは基板は極小だが、ケーブルを刺すと そうでもなくなる。 ケーブルを ケーブル・オーガナイザで固定してやると良い感じである。
Raspbianをダウンロード、 microSDカードに書込み 立ち上げたら、特に問題もなく起動。 キーボード、WiFiの設定を行い、 普通に使えるようになった。
その後、 hzeller/rpi-rgb-led-matrixをインストールし、 LEDマトリックスモジュールへの表示を試す。
表示はできるが、負荷が重い感じ。 動画の再生を行うと、はっきりと遅い。 やはり コア4個のRasberry Pi 3と比べると、 コア1個のZeroだと、余裕が無い感じだ。 表示も、多少、ちらつきが感じられる。
hzeller/rpi-rgb-led-matrix を動かすための、 Raspberry Pi 用 LEDモジュール基板を組み立て、動作を確認した。 問題は特に発生せず、スムーズにLEDに表示できるようになった。
感想としては、よく出来ている。 Raspberry Pi 3 model Bで試した。 表示させているとCPU使用率80%とかになるのだが、 あまり重い感じはしない。表示もきれいだ。
各種フォーマット、各種サイズの動画を、そのまま 表示できるのも便利。 Raspberry-Piに慣れている人には お勧めだ。
以下、もうちょっと細かい所感などを書く。
HackadayのSoftware Defined Television on an ESP32という記事を読んだ。 ESP32のI2S+DA出力でvideo信号を出力するプログラムだ。 回路は簡単。GPIO25とGNDをピデオ入力のピンジャックに つなぐだけ。プログラムはArduinoのsketchで、 gitHubからダウンロード できる。
プログラムを書き込むと本当に表示された。 びっくりだ。 思ってたのより凝ったデモなのに関心する。
作成後、esp-idfが、かなり更新されたので、 いろいろと問題があるだろうなとは思っていたのだが、 手を付けずにいたのだが、 githubにissueついたので、 対応することにした。
アマゾンのタイムセールのお勧めか何かのメールで、 ケーブル・オーガナイザーを見かけ、購入した。
これは、 昔、欲しいと思ったケーブル・ドロップの同等品。 遠からず、ダイソーで発売されるだろうと思っていたが、 結局、ダイソーで見たことはない。 ケーブルドロップは、1本固定できて約＄10。 ケーブル・オーガナイザーは5本固定できて666円なので 安いといえば安い。
中国のPCBメーカーが春節の休みに入る中、基板が作りたくなったので、まだ間に合いそうなfusionPCBに注文したら間に合った。昨日届いた。作ったのは、Raspberry-PiをLEDモジュールに接続するボード。
以前 Adafruit RGB Matrix HAT + RTC for Rasberry Piを試したことがある。 その時は、 RasPi側の負荷が重すぎて実用にならない結論だった。 先日 Raspberry PiとRGBマトリクスで電光掲示板作ってアニメ流したったという記事を読み、 元プロジェクトのサイト Controlling up to three chains of 32x32 or 16x32 RGB LED displays using Raspberry Pi GPIO を読むと結構良さそうに思える。 実際に試すために基板を作成した。
元プロジェクトの方でも、 アダプター基板を提供 しているが、私から見ると結構 不満な点がある。
そこで、LEDの電源用端子、RasPi用FAN、外部に接続される信号に 抵抗を追加するなどした基板を設計、発注した。 果たして、春節が終わるまでに、実験は行なわれるだろうか。
以前 Jpegカメラをesp8266につないて動かしてみたりしたのだが、 Jpegカメラが AliExpressでも $15程と案外高く、魅力的な商品に なりそうもないのでボツとなった。
ふと思いついてVGAカメラ OV7670モジュールの価格を調べてみると安い。 AliExpressで$2.5。 8bitパラレル出力だが ESP32のI2Sにはcameraモードというのが あるので繋がりそうな気がする。
