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確定申告の還付金が振り込まれたので、
ちょっとだけいいハンダごてを購入しました。温度調整機能付きです。
（左が新ハンダごて、右がニクロム線ヒーターの安いハンダごて）
単純なニッパーでも使ってみると、使い心地が全然違います。
うーん、なんでこんな使いにくい１００均製品を使っていたのだろう。
ちょとしみじみと考えてしまいました。
良い物はそれなりの値がしますがその分、効率や精度等が全然違います。
日常的に使うのであれば道具はこだわらないといけませんねぇ。
以前購入して放置していた超音波距離センサーモジュール HC-SR04を使って
実用として使える(？)簡易距離測定器を製作しました。
上の写真がHC-SR04です。使い方は簡単でスイッチサイエンスさん商品紹介ページに
原理とサンプルソースが掲載されています。
製作
まずはArduino UNOでプロトタイプを作成し動作確認後にATmega328に
置き換えました。測定結果は４桁７セグLEDで表示させます。
Ａｒｄｕｉｎｏ ＩＤＥでATmega328のプログラミングを行う環境は、
kosakalabさんのＨＰの「Arduino IDEでATtiny他の開発（AVRISP編）」の記事を
参考にしました。ただし書込みはUSBaspを使ってます。
回路的にはこんな感じです。
４桁７セグＬＥＤとMAX7219のピン割り付け
これを基板に実装してモジュール化しました。
４桁７セグとCPUは別々にモジュールして別のものに利用出来るように工夫してみました。
４桁７セグはMAX7219を使って３本の信号線と電源２本で接続します。
CPUモジュールは、こんな感じでピン端子、ISP端子、電源端子を付けただけです。
内部クロック8MHzで利用します。
プログラムの書き込みはこんな感じでUSBaspをつなげてやります。
これらをつなげて動作確認後、
強引にケースに詰め込んで完成しました。
う～ん、ダサい。もっとかっこよいデジタルアイテムをイメージしたのですが．．．
ケースのスイッチ類は電源ボタンと測定ボタン（プッシュボタン）です。
測定ボタンを長押しすることで、リアルタイム計測とワンショット計測の切り替えが
出来ます。ワンショット計測時は測定ボタンを押す都度計測します。
そこそこの精度は出ます。測定範囲は2ｃｍ～400ｃｍ位です。
取りあえず、ケースは作り直します。
プログラムはこんな感じです。
#include "LedControl.h"
#define trigPin 8
#define echoPin 9
#define swPin 5
#define DISP_ERROR -3 // 測定エラー
#define DISP_MODE_LOOP -2 // リアルタイム計測モード表示
#define DISP_MODE_ONE -1 // ワンショット計測モード表示
boolean flgRealTime = false; // リアルタイム測定モードフラグ
// 初期状態はワンショット計測モード
// LED7セグ表示用
LedControl lc=LedControl(2,4,3,1); // DIN,CLK,LOAD
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(swPin, INPUT_PULLUP);
lc.shutdown(0,false);
lc.setIntensity(0,10);
lc.setScanLimit(0,3);
lc.clearDisplay(0);
dispLed(DISP_MODE_ONE);
}
// LED7セグに数値表示
void dispLed(float val) {
char str[10];
byte clm =0;
byte digit = 0;
boolean flgdp = false;
byte i=0;
char v;
if (val == DISP_MODE_LOOP) {
lc.setChar(0,0,'L',false);
lc.setChar(0,1,'0',false);
lc.setChar(0,2,'0',false);
lc.setChar(0,3,'P',false);
return;
}
if (val == DISP_MODE_ONE) {
lc.setChar(0,0,'-',false);
lc.setChar(0,1,'-',false);
lc.setChar(0,2,'-',false);
lc.setChar(0,3,'-',false);
return;
}
if (val == DISP_ERROR) {
lc.setChar(0,0,' ',false);
lc.setChar(0,1,' ',false);
lc.setChar(0,2,' ',false);
lc.setChar(0,3,'E',true);
return;
}
val = val+0.05;
int v1 = val;
int v2 = val*10 - v1*10;
sprintf(str,"%3d.%1d",v1,v2);
while(true) {
if (str[i] == '\0') {
break;
}
v = str[i];
if (str[i+1] == '.') {
flgdp = true;
i++;
} else {
flgdp = false;
}
lc.setChar(0,clm,v,flgdp);
i++;
clm++;
}
}
// 距離の計測
void getDistance() {
float duration,distance;
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration/2) / 29.1;
if (distance >= 500 || distance <= 0){
dispLed(DISP_ERROR);
}
else {
dispLed(distance);
}
}
void loop() {
boolean sw;
if (flgRealTime) {
// リアルタイム計測表示
getDistance();
delay(500);
}
// スイッチボタンの操作
if (digitalRead(swPin) == LOW ) {
sw = true;
// 3秒間押しっぱなしチェック
for (int i= 0; i < 30;i++) {
if (digitalRead(swPin) == HIGH) {
sw = false;
break;
}
delay(100);
}
if (sw) {
// 3秒間押したままならモードを変更する
flgRealTime = (flgRealTime == true) ? false:true;
if (flgRealTime) {
// リアルタイム計測モードに移行
dispLed(DISP_MODE_LOOP);
} else {
// ワンショット計測モードに移行
dispLed(DISP_MODE_ONE);
}
while(digitalRead(swPin) == LOW);
} else {
if (flgRealTime == false) {
// ワンショット計測
getDistance();
}
}
}
delay(100);
}
現在OCNモバイルONE 30M/日コースにSIMカードを１枚追加して利用していますが、
容量が５０MBに増えたのは大変うれしいです。
月当たり ５０MBｘ３０日 ＝ １５００MB/月 が制限無しで使えることになりますね。
講座を選択して「ダウロード」ボタンを押すだけで当月放送済の放送をダウンロード
できます。
Arduinoで容量の大きい外付けメモリを使いたいと思い、色々と調べて
SPI接続の8Mバイトのフラッシュメモリが使えるそうなので試してみました。
試した製品は、WINBOND製のW25Q64BVAIGという製品です。
パソコンのBIOSにも使われている製品のようです。
結論を先に言うと使えます。これはいいですよ。
８Mバイトも容量があると、グラフィックLCDでサイズ違いの日本語フォントが
同時に使えますね。
今回試した製品ですが、こんか感じです。
8ピンDIP形式 3.3V駆動のSPIバス接続のフラッシュメモリです。
いつものごとくAliexpressで購入しました。10個で送料込みで$12.5でした。
3.3Vなので通常のArduinoでの利用はレベルシフタ等が必要ですが、私のUNOは
3.3Vも利用できるので問題なしです。
回路はこんな感じでシンプルです。
さて、このメモリを使うプログラムですが、Arduinoで使っているサンプルがどこにも
ありません。仕方がないのでデータシートを見て自作しました。
フラッシュメモリはEEPROMと違いちょっと操作が面倒です。
ブロック、セクター、ページ等の単位出てきます。書込みがちょっと厄介です。
作成途中ですが取りあえず動いたので、公開します。
ここからダウンロードできます。指定セクタ内の任意アドレスにデータを書き込めます。
読込はリニアなアドレス指定で参照できます。
シリアルモニタで動作確認をするとこんな感じです。
2016/05/23 追記
GitHubにてライブラリを公開しました。
https://github.com/Tamakichi/Arduino-W25Q64
arduinoでテレビに安価に映像出力ができるらしいのでやってみました。
arduino-tvoutというライブラリとサンプルソースを利用しました。
まずはホームページの掲載の配線を行います。
配線は３線の接続のみです。
パーツは抵抗２つ(1KΩ、470Ω)とビデオコンポーネントケーブル１本のシンプルな構成です。
手持ちに470Ωが無かったので510Ωを使いました。
余っている部品で作成できました。
2016/03/20 追記
1kΩの抵抗３本と余ったＡＶケーブルを使って安価にケーブル作れます。
ＡＶケーブルの片方を切って、リード線2本にこんな感じでつなげます。
リード線のＧＮＤとコンポジット信号はテスターで確認した方が用でしょう。
Arduinoにはこんな感じでつなげます。
お試し程度ならこれでこれで十分です。
ホームページからライブラリTVoutBeta1.zipをダウンロードして解凍し、
arduinoのlibraryに配置します。
arduino IDEを起動し、メニュー[ファイル] のスケッチの例からTVoutを選択し、
サンプルソースを開きます。
サンプルプログラムをインストールし、モニタにビデオコンポーネントケーブルを
接続してみるとあっけなく映像が映りました。
単色のみですが、想像以上にまともに表示されました。
これはすごい、ちょっと感動しました。
解像度は１２８ｘ９６ドットですが、十分実用的です。
Yotubeにサンプル動画が公開されています。
８ｘ８ドットマトリックスLEDを使った表示器作成の続きです。
ブレッドボードからユニバーサル基板に移行しました。かなり小型化できました。
一応、電池で稼働できます。
最終的にはサイコロのような立方体のオブジェにしたいと考えてますが、
これを作るだけで苦戦しました。
2階建て構造です。パーツ的には、
・Arduino Pro Mini 328 5V 16MHz(互換機)
・8x8ドットマトリックス LED
・LEDディスプレイドライバ MAX7219
・１Ｍｂｉｔ シリアルＥＥＰＲＯＭ ＡＴ２４Ｃ１０２４Ｂ （美咲フォントを乗せるため）
・リアルタイムクロックＩＣ DS1307
・水晶発振子 32.768KHz （リアルタイムクロック用）
・ボタン電池 CR1220 3V (リアルタイムクロック用）
・デジタル温度センサー DS18B20+
・単5電池ボックス
・単5電池
です。
裏はこんな感じです。もっときれいなはんだ付けが出来ないものだろうか。
電池は外付け状態です。なんとか収納しようと単5電池にしたのですが、
今回はあきらめました。赤い基板はDC-DCコンバーターです。3Vを5Vに変換しています。
消費電流を測定すると10mA程度でした。思ったほど喰わないです。
アルカリ単5電池 1本が900mAhあるそうなので、意外と長時間稼働できそうです。
追記
ケースを作成して収納するとちょっとかっこよくなりました。
発砲スチロールボードにコルクシートを張り付けただけですが．．．
ゴールデンウイーク中に時間を取って完成させたい。
スイッチサイエンスさんでarduinoで使えそうな日本語フォントＲＯＭが販売されていたので、
購入して試してみました。
製品：日本語フォントROM GT20L16J1Y Breakout
16x16日本語フォント(JIS208) ＲＯＭ
3.3V動作
ＳＰＩアクセス
販売サイトおよび委託者さんのホームページにデータシートがあるのですが、
資料的に不十分です。フォントデータの取り出し方法が分かりません。
こちらのデータシートを参考にした方が良いでしょう。ただし中国語です。
本製品の情報があまりないのですが、SE組込人さんのホームページが大変参考に
なりました。参考記事： 漢字フォントROM（GT20L16J1Y）
動作電圧が3.3Vなのですが、幸いにして私のArduino UNO互換機は3.3Vモードがあるので
単純な配線で利用できました。
取りあえずフォントデータの取り出しはできました。
フォントデータの格納形式がちょっと特殊です（データシートより抜粋）。
(B0がMSB、B7がLSBです）
フォントの格納アドレス
"起始地址"はＲＯＭ内の格納アドレスです。
電子回路の掲載を省略します。
通常のArduinoでは3.3Vのレベル変換する必要があります。
ソースはこんな感じです。
修正 2014/03/05
変数の型の定義が間違っており、一部のフォントが正しく表示できませんでした。
ソースファイルを修正しました。
修正前
byte MSB;
byte LSB;
修正後
unsigned long MSB;
unsigned long LSB;
また、calcAddr（）関数中で計算するオフセット値は138463ではなく138464が
正しいと思われるので修正しました。サンプルのミスだと思われます。
#include <SPI.h>
#include <string.h>
#define ASC8x16S 255968 // 8x16 ASCII 粗体字符(半角)
#define ASC8x16N 257504 // 8x16 ASCII 日文假名(半角)
byte rowdata[32];
// 全角JISコードからフォント格納先頭アドレスを求める
// GT20L16J1Y データシート VER 4.0 2013-3のサンプルを参照した
// (サンプルでは区点コードからの変換であることに注意)
unsigned long calcAddr(unsigned short jiscode) {
unsigned long MSB;
unsigned long LSB;
unsigned long Address;
// 上位、下位を区点コードに変換
MSB = (jiscode >> 8) - 0x20;
LSB = (jiscode & 0xff) -0x20;
// データ格納アドレスを求める
if(MSB >=1 && MSB <= 15 && LSB >=1 && LSB <= 94)
Address =( (MSB - 1) * 94 + (LSB - 01))*32;
else if(MSB >=16 && MSB <= 47 && LSB >=1 && LSB <= 94)
Address =( (MSB - 16) * 94 + (LSB - 1))*32+43584;
else if(MSB >=48 && MSB <=84 && LSB >=1 && LSB <= 94)
Address = ((MSB - 48) * 94 + (LSB - 1))*32+ 138464;
else if(MSB ==85 && LSB >=0x01 && LSB <= 94)
Address = ((MSB - 85) * 94 + (LSB - 1))*32+ 246944;
else if(MSB >=88 && MSB <=89 && LSB >=1 && LSB <= 94)
Address = ((MSB - 88) * 94 + (LSB - 1))*32+ 249952;
return Address;
}
// JISコードからキャラクタデータを得る
void getCharData(unsigned short code) {
byte data;
unsigned long addr=0;
byte n;
if (code > 0xFF) {
// 全角
addr =calcAddr(code);
n = 32;
} else {
// 半角
addr = ASC8x16S + (code*16);
n = 16;
}
digitalWrite(10, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(10, LOW);
SPI.transfer(0x03);
SPI.transfer((addr>>16) & 0xff);
SPI.transfer((addr>>8) & 0xff);
SPI.transfer(addr & 0xff);
SPI.setBitOrder(LSBFIRST);
for(byte i = 0;i< n; i++) {
rowdata[i] = SPI.transfer(0x00);
delay(10);
}
SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
digitalWrite(10, HIGH);
}
void displayChar(unsigned short code) {
getCharData(code);
if (code > 0xff) {
for (byte y = 0; y <8; y++) {
for (byte x = 0; x < 16; x++) {
if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
Serial.print("#");
} else {
Serial.print(".");
}
}
Serial.println("");
}
for (byte y = 0; y <8; y++) {
for (byte x = 16; x < 32; x++) {
if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
Serial.print("#");
} else {
Serial.print(".");
}
}
Serial.println("");
}
} else {
for (byte y = 0; y <8; y++) {
for (byte x = 0; x < 8; x++) {
if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
Serial.print("#");
} else {
Serial.print(".");
}
}
Serial.println("");
}
for (byte y = 0; y <8; y++) {
for (byte x = 8; x < 16; x++) {
if (rowdata[x] & (0x80>>y)) {
Serial.print("#");
} else {
Serial.print(".");
}
}
Serial.println("");
}
}
}
void setup() {
pinMode(10,OUTPUT);
SPI.begin();
Serial.begin(19200);
displayChar(0x41);
displayChar(0x2422);
displayChar(0x3a6b);
displayChar(0x364c);
}
void loop() {
}
本製品、良いのですがarduinoで使う場合はちょっと不便です。
arduinoは文字のコード系にunucodeを使っているので、JISコードへの変換が必要と
なります。スケッチ上では文字を16進数で指定しないとダメです。
unucodeからJISコードへの変換には１対１対応のテーブルが必要です。
テーブルだけで32Kバイトの容量となります。
まあ、パソコンから直接データを送り込むような利用では使えそうです。
Aliexpressで入手可能のようですが、５個で$8.84。試して見ようかと思ったのですが、
今回はやめます。
2014/03/05 追記
本漢字ＲＯＭの全角JIS0208のデータは次のフォントを詰めて格納しているようです。
（区、点）であらわすとこんな感じで格納されています。
(01,01) - (15,46) 1362文字（#0 - #1361) が連続で格納
(16,01) - (47,51) 2965文字 (#1362 - #4326) が連続で格納
(48,01) - (84,06) 3390文字 (#4327 - #7716) が連続で格納
(85,01) - (85,94) 94文字 (#7717 - #7810) が連続で格納
(88,01) - (89,86) 180文字 (#7811 - #7990) が連続で格納
ここで#数字は先頭からの通番です。全角16x16は#0 - #7990の7991文字があります。
(資料では7999文字ですが、8文字足りない?）
それぞれの区の格納先頭アドレスは通番先頭に32を掛けた値になります。
サンプルソースの関数calcAddr（）ではこの割り付けを元に計算できます。
ちなみに区点コードとＪＩＳコードの関係は
区コード ＝ JISコード上位1バイト - 0x20
点コード ＝ JISコード下位1バイト - 0x20
例: 埼:JISコード: 3A6B 区点コード: (26, 75) = (0x1A, 0x4B) = (0x3A-0x20, 0x6B-0x20)
ここ数日、Arduinoとパソコン間でシリアル通信を行う際に
１）初期通信が不安定
２)Arduinoにリセットがかかる
の件で悩んでいました。
これが解決できないと、arduinoを連続稼働したままでパソコンとのシリアル通信が
出来ないし、通信でエラーが発生します。
パソコン側はLinux (ＣｅｎｔＯＳ)で通信ソフトを作成していたのですが、
操作性の良いWindows環境に作り変えることにし、その際Arduinoの仕様を
見直したところ、本家arduino.ccのホームページのArduino UNOの仕様において
に「Automatic (Software) Reset」なる記事を見つけました。
（ヒントはeggshell blueさんHPの「DTR と Arduino の関係」から頂きました：感謝！）
結論及び仕様の要点をいうと
Arduino UNOにおいてUSB経由でシリアル通信する際、DTR端子の状態がＬＯＷの
場合はリセットがかかり、ＨＩＧＨの場合はリセットがかからないです。
この仕様はArduino ＩＤＥからのソフトウェア書き込み＆再起動のための仕様でです。
今回、パソコン側の通信ソフトをVisual Basic 2013で作り直しました。
シリアル通信はSerialPortというモジュールを使いました。
このモジュールのプロパティにDtrEnableという項目があり、ＤＴＲの利用の指定ができます。
DtrEnableをFlaseに設定することで、ＵＳＢ経由でのシリアル通信開始時に
リセットが発生せず、安定した通信ができました。
これでarduinoとのシリアル通信は自分が意図するイメージで行えるようになりました。
Arduino接続の外部EEPROMの書き込みソフトが完成しました。
Visual Basic 2013で作成したアプリはこんな感じです。
データファイルを指定して任意のアドレスにデータを書き込みます。
データが正しく書き込めたかのチェックは2バイトのチェックサムを比較しています。
書込みはスレッドにてバックグラウンドで行い、進捗表示、中断ができます。
スレットからＵＩ関連のＡＰＩを使うとエラーとなることにちょっとハマりましたが、
こんな感じで
Me.BeginInvoke( _
Sub()
Lbl_status.Text = "状況: 通信中 [" & cnt & "/" & data.Length & "]"
Lbl_status.Update()
End Sub)
Invokeを使うことで解決できました。
VBのソース ダウンロード EEPROMWrite.zip (178.0K)
arduino側はシリアル通信においてはスレーブ動作でパソコンから受信したコマンド
に応じて処理を行います。TeraTerm等で対話的にデータの参照もできます。
arduino UNO用のソース ダウンロード download.zip (3.1K)
arduinoにTeraTermで接続し"i"と入力するとI2Cバス接続デバイスのアドレスを表示
"p10000,100FFF"と入力してEEPROMの指定範囲のデータを表示
Visual Basicでのプログラミングは久しぶりですが、シリアル通信のSerialPort
は使いやすくで良いです。以後ツールはVisual Basicで作成します。
開発環境も無料ですし。作成も１日程度でできました。
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