日々是自作

QSTEERネタが続きますが、最初のQSTEERの投稿で作ったタイム測定器を改造して、0-400mmの測定器を作ってみました。0-400mの1/1000スケールですねぇ。ま、テーブルトップで余裕で出来るドラッグレースって事で...

まずは全景写真です。スタート側とゴール側のセンサを電線で繋いであります。これをほぼ真っすぐに引っ張るとだいたい400mmになるように調整してあります。ちょっと余裕がある程度なので、この写真くらいでほぼOK。

スタート側は前回の状態にゴール側のセンサを繋ぐためのコネクタを増設した感じです。

ゴール側は、赤外線リモコンセンサーがあるだけです。今回は長さが40cmと短いので、リモコンセンサーの出力をそのまま延ばしてしまう事にしました。とは言え40cmも引っ張ってるので、電源の安定化のために大きめの平滑コンデンサは入れておきました。

いちおう周回コースやスタートとゴールが一緒のジムカーナコースでも測定できるように、ゴール側のセンサを繋がなければ勝手にスタート＝ゴールになるようにしました。

あとは、赤外線の投光器側もテーブル上で距離も長く伸びる必要がないので、電流制限抵抗を大きめにして赤外線も弱くしてあります。それでも、まだQSTEERのコントロールには多少影響を与えてしまいがちなんですけどね。これを避けるためには、副搬送波が57kHzの赤外線リモコン用のセンサーに変えて57kHz駆動するのが良さげです。とりあえず我慢できないほどでもないので、そのままやってま〜す。

ちなみに、うちのRX-8は0.95秒程度、箱スカはなぜか速くて0.75秒程度だったと思います。（また計ってみてウソだったら訂正しま〜す）

前のエントリでQSTEERを買った時に思ったのがリモコンコード解析して遊ぼうと思ったと書きましたが、ちょっと気になったので検索してみました。と、さっき自分が書いた解析してみようかなぁってページが一番上に出ちゃうし、それらしいページが見つかりませんでした。

ということで「こりゃ誰もやってないのかぁ？？？」と思い、リモコン受光器をブレッドボードに乗せてオシロに繋いで観測してみました。赤外線の副変調周波数は見てませんが、そんな高い部品使うわけもないので、どうせ38kHzで問題ないだろうと思います。解析に使った受光器も38kHz用のものです。

というわけで、こんな感じになってました。Lに落ちているのが38kHzの赤外線パルスが出ている時になります。標準的なテレビのリモコンなんかとはだいぶ違うので、とりあえず仮に図の下のようなシーケンスをそれぞれ1, 0と呼ぶ事にしました。受光器から出てきた波形ですので、おそらくこの通りの波形を出さなくても、400μsecを1単位として、1:2:4程度で出せば反応してくれるんじゃないかなぁと思います。

さて、ここからはボタンとコードの対応になります。1.8msのリーダー付くのと、6bitのコードで構成されているのはすべて一緒です。先頭の2bitはA〜Dのコードになるようです。A:00 B:01: C:10 D:11となります。ですから、この図の例はCの時のコードになります。残りの4ビットはビットごとに意味があるわけではなさそうです。組み合わせて色々押してみましたが、以下のようになっているようです。

0000: 未使用？
0001: 前に進む
0010: 後ろに進む
0011: 左にハンドルを切るだけ
0100: 右にハンドルを切るだけ
0101: 前にダッシュ
0110: 左にハンドルを切って前進
0111: 右にハンドルを切って前進
1000: 左にハンドルを切って前にダッシュ
1001: 右にハンドルを切って前にダッシュ
1010: 左にハンドルを切って後進
1011: 右にハンドルを切って後進
1100: 後ろにダッシュ
1101: 左にハンドルを切って後ろにダッシュ
1110: 右にハンドルを切って後ろにダッシュ
1111: ダッシュのみ、左右同時、前後同時押し等の未定義コード（停止コードだそうです）

ということで、また暇が出来たらコントローラでも作って遊びますかねぇ。:-)

上からカメラで撮って画像解析しながら自動制御とかできたら面白そうですね。

＃再度検索してみたら、見つかりました。ちゃんとA〜Dでのコード間のギャップまで解析してあってこちらの方が完璧ですね。

Q-STEER赤外線信号解析

このあいだヤマダ電機にWiiリモコンを買いに行った時に、なんとなくついでに買ってしまったQSTEERです。

赤外線でリモコンできるチョロQですね。リモコンコードでも解析して遊ぼうかなと思ってたんですが、ふと「こないだ作ったスケート用のタイム測定器で計れないかな？」と思って適当にコースを作ってやってみたら、バッチリ計れて結構ハマっちゃいました。ヤバイっす。

いつも行ってるカフェに持ち込んでデモしてきたら、流行っちゃいそう。マスターも買う気満々、常連さんも何人か買っちゃいそうです。こないだは他にお客さんが居なかったのでカウンターの上でタイムレースしちゃいましたが、ちゃんとコース作ってレギュレーション決めてやろーぜーっと盛り上がっちゃいました。

ということで、スケート用のだとかさ張ってバカバカしいし、通過検知の赤外線も強過ぎるとリモコンに影響与えちゃうし、そんなにセンサとの距離を離す必要もないので、急遽赤外線を弱めたタイプの計器セットを作っちゃいました。基板の下には手持ちのネオプレンゴムシートを貼ってあります。滑り止めにもなるし、回路保護にもなるので一石二鳥ですね。

テーブルの上に展開したジムカーナコースで〜す。まだ、なかなかちゃんとゴールできないままでっす。ちゃんとオフィシャルコースとかの規程もあるんですねぇ。カフェのコースはこれにするのが良いのかなぁ。一周のタイムが出せるようになったら、5周でも計測できるようにファームウェア改造しなくっちゃ。(^^;

それにしても、こんなものが1000円ちょっとで買えちゃうなんて、おもちゃ屋さんって凄いですよねぇ。

光電管のキット化にも向けて、ゴールとスタート間の接続を赤外LEDでやれないか？という検討も暇を見て進めてはいるんですが（以前紹介したフラッシュを使う奴は内部に300Vくらいの高電圧がかかるところがあり、多いに感電の危険があるのでキット化が難しい）、その前に8の字や往復スラロームなど文京大会で実施したスタートとゴールが同じ地点というタイプの競技で使える光電管を作ってみました。スタートとゴールが一緒なら良いので周回コースの1周のタイムとかも計れます。

今までずっと入手性等からペットボトルを土台にして、水を入れて重心を下げて安定させるという手法でやって来ましたが、光が丘常備を目指しているので電車移動の人でも持ち歩けるように、ペットボトル無しで使えてコンパクトに畳めるという機材を試作してみました。

一応2種類検討してみたんですが、まずはちゃんと動作までするところまで組み上げた方から紹介します。

ちょっと分かりにくいかも知れませんが、収納状態の表と裏の写真です。横に置いたのは大きさ比較用の単3電池です。ご飯1膳分が入るという容器を使いました。赤外線の送信側と受信側で蓋と胴体の双方をベースにするので、表と裏に似たような部材が付いてますので、ちょっと分かりにくくなってますね。

中身を広げてやるとこんな感じです。左から、蓋＝送信側ベース、ケース本体＝受信側ベース、受信機、受信機用ポール、送信機となってます。

受信機、受信機用ポールはねじ込み式で2段重ねて高さを稼ぐような形になります。

受信機本体のアップです。以前のフラッシュを使ったスタートとゴールが別のタイプの光電管と同じ基板です。今回はマイコンのプログラムを少しいじってスタートとゴールを同じ位置で取れるようにしたものを使ってあります。

送信機側は基板も小さくて軽いので、100円ショップで売っていた、マグネット式のネジ拾い機を支柱にしてあります。ロッドアンテナみたいに伸ばせるタイプで、さらに先端に結構強い磁石がついており、これでそこそこ自立してくれるので、組み上げ／分解が楽そうなので採用してみました。実稼働でどの程度風で倒れずに持ってくれるかは問題ですかね。

一応センターにボルトを締めてあるので、そこにピタッとくっつける感じになります。

まぁ、ちょっと頼りない感じはしますが、こんな感じで立ってくれます。

で、いちおう全体像です。もちろん実際には、送受信機間を人間が通ってタイムを測定するので、もっとずっと間を開けて設置する訳ですが、写真の都合でコンパクトに設置して雰囲気を伝えるってことで...

これで一応タイムが測定できるようなシステムになっている訳です。ちょっとオマケではありますが、1/100秒まで測定できるのですが、3桁のLEDで表示するようになっているので10秒超えたらどうすんだよ？？ってことで、その場合の表示の動画も置いておきますね。<H.264Quicktime Movie 220KB> <Windows Media 988KB>

さて、もう一種類は機構設計のトライアル程度なので、部品も乗せてない基板しか張ってありませんし、まだ送信機側しか作ってありません。他の折畳み方法も考えているので、最終形はまだまだ変化しそうです。

まずは折り畳んだ状態です。5枚の細長い板が重なっている構造でしょうか。それに基板と電池ボックスがくっついています。

中央の固定ネジを外してやって、展開した状態です。2つのパーツに分かれます。4枚の板が連なっている方がメインの部材で、これに支え用の足の役割を果たす白いパーツがついた方の板を取り付けるような形になります。

片側が尖った形状になっていますが、これは100円ショップで園芸用の名札が程よい長さで30枚セットくらいで安かったので試作用の材料として買ってきたためですので、この形状にはあまり深い意味はありません。

組み上げてやるとこんな感じになります。マグネットの一本足よりはだいぶしっかりしてそうですよね。ただ、受風面積も広くなってるので、風には弱いかも知れませんねぇ。

この形を保つためのネジはさっき外した折り畳んだ状態の固定用のネジを別の刺し方をして止めてやるだけです。

いちおうA案とB案の比較のために並べて撮ってみました。B案の方がちょっと長くなっちゃってますが2台作っても上手く重ねれば相当コンパクトにまとまりそうですね。まだまだB案は変化の余地もありますので、今後をお楽しみにってとこでしょうか。

5/20のJISSAの光が丘カップ で実戦投入してきました。

とご覧の写真の通りです。左は審査員の点数表示の時、右は合計点と暫定順位表示の時です。秋月で買える一番明るい5mm LEDを使ったので、4~50m離れていても問題なく視認できます。
試合経過も分かりやすくなり、みなさんからもとても好評で作った甲斐もありました。

PCBCARTに依頼した基板で作ったので、1桁分はこんな感じです。基板のアップはこの通り。切削で作ってマジックで塗った基板よりキレイですよね。:-) 遠くから見た時にコントラスト比が十分出てくれれば良いので、今回は背板の塗装はサボっちゃいました。

コントローラ基板も同じくPCBCARTに注文したので、キレイにでき上がりました。左が生基板、右は部品を乗せた状態です。
ちゃんとスルーホールにもなっているので、今回は問題なく部品面にピンヘッダを乗せられました。コントローラには端子が5系統分あるので、リボンケーブルで接続するようにしてあります。ま、トランジスタアレイを使ってるので実にアッサリしたもんですよね。裏に12V -> 3.3Vのレギュレータを乗せてあるのも切削で作った試作基板と一緒です。

基板がリハーサル直前に届いたので、目を釣り上げて必死で組み上げましたが、本番でも大きな問題なく無事動いてくれてホント良かったです。おかげでしばらく燃えつきちゃってレポート遅れちゃいました。(^^;

大型表示器実験その６に引き続きLEDのドライバー基板を作成しました。

マイコンには、ポート数が欲しかったのでAVRマイコンのATMega64を使いました。５桁分のコントロールができる基板になっています。切削でスルーホールが作れないので、ピンヘッダが裏に出るような事になってしまっていますが、そこは玉に傷ってことで...

とりあえずテスト用にカウントアップして行くようなプログラムにしてあります。スミアが激しいですがムービーも撮ったので、以下のリンクからどうぞ。ま、別に数字がカウントアップされるだけなので、あまりに普通でたいして面白くないですけど...

Quicktime 7以降をインストール済みの方はこちらを
Windows Media Player 9以降の方はこちらを（横になっててちょっと見づらいです）

その５の モーター式はなかなか完成された感じだったんですが、ちとでか過ぎて保管に困るだろうという話になりまして、割と当たり前のLED式も作ってみました。まだコントローラが出来ていないので全点灯しか出来ませんが、こんな感じです。

デジカメが逆光だとフォーカスがちゃんと合わないみたいなのでボケボケの写真になっちゃいました。

こちらは、電源を切った状態の写真です。単３電池との比較で大きさがわかるかどうか怪しいですが、ほぼA4版だと思って良いかと思います。今回はLEDの選定の意味もあったので、３種類のLEDを使ってあります。

赤いのは樹脂が赤いだけで点灯している訳ではありません。スペック的にはかなり明るさが違うんですが、意外に違わないもんなんですねぇ。確かに一番明るくて照射範囲が広い奴はまぶしいアングルが大きいですけどね。(^^;

この方式は電気も喰うし、プリント基板を基板屋さんに依頼して作らないとやってられないので、それを試算したら結構高くなっちゃったんで諦めていた方式でもあるんですが、PCBCARTが見つかったので一気に現実味を帯びた方式になったので試作した次第です。たぶん本番はこの方式ですなぁ。

さぁて、コントローラのパターン設計も済まさないと〜

このあいだ秋月電子で買った蛍光灯用のインバーターを灯具に仕込みました。

写真を撮ってありませんが、いままで本当に“ケーコートー”でスイッチを入れて延々経ってから点いていた蛍光灯が、一瞬で点灯するようになりました。なんかちょっと明るくなった気もします。

点灯が遅いのは点灯管を交換するだけでも改善したのかも知れませんけど、インバーター自体は600円で買えたものだし、ちょっとした工作で便利になって嬉しいですね。

PCBCARTという中国の基板屋さんの噂を聞きつけたので、今回使ってみました。$30程度のセットアップフィーがかかるので、非常に少ない枚数を注文する場合にはOlimexよりは割高かも知れませんが、0.3mmのスルーホールとかもOKだし、0.5mmピッチも余裕みたいなので、日本のメーカーで作るのとあまり変わりません。（写真は0.5mmピッチの部品の乗った基板です。RCは1608でICとコネクタは0.5mmピッチです）この基板（35mm x 26mm x 0.8mmを20枚）でSetupが$30.91で単価が$1.51です。

日本の格安業者からすると1/3〜1/5くらいの値段になるので、これからはココでしか基板作らなくなっちゃいそうです。

パッケージもちゃん〜とこんな風に乾燥剤と一緒にエアキャップに密閉して送ってきました。なかなか好印象です。Olimexと違ってPaypalで楽々クレジットカード決済も出来ちゃうし、8日で出来てくるのでスピードも早いですよね。

今回の基板みたいに黒のレジストとか0.8mm厚基板とかも頼めるし、「まだ一品種について2枚足りないけど他は期限より早めにできたんだけど、すぐに送って2枚分refundする？それとも来週2枚追加分が出来るまで待つ？？」ときめ細かい配慮もしてくれたし（2枚くらい少なくても問題無かったので返金を選択）非常に好感度高いです〜。

ちなみに、DHL配送で$16程度でした。ちゃんと注文時に配送のキャリアも選べるしそれぞれの送料もリアルタイムで出てくるので安心です。Olimexってカード決済のためにいちいち国際FAX送ったりしないといけないし面倒なんですよねぇ。

今回の基板は３種類（20枚、10枚、18枚）で送料まで含めて総額で$230程度でした。ま、quote（見積）は自動でいくらでもリトライ出来ますんで、これくらいの基板でSetupと基板単価がどれくらいになるんだろう？？ってのは、いろいろ試してみればよろしいかと思います。

ちなみに、こっちはうちで切削で作ったちょっと古いバージョンで〜す。ま、これでも使えるんですが、20枚も削りたくないしレジストとかも面倒なんでね。ちゃんとレジストかけないと今度はハンダ付けが面倒な事になりますしねぇ。

高校の放送部の先輩からの依頼でiPodをミキサーからコントロールするマイコン基板を作りました。動作としては、二つのコントロール入力があって、それに従ってiPodのPlay/Pauseをリモートコントロールすると言うものです。一つはミキサのフェーダに仕込んだスイッチの入力で、フェーダを上げるとオン（GNDに落とす）、下げるとオフ（オープン）になるスイッチに繋ぎます。もう一つはこのフェーダ・コントロールを禁止するためのスイッチです。（同じく禁止の場合GNDと導通）

まずは、iPodのコントロールをするための配線と通信プロトコロルですが、資料はココとココにありました。

頭出しや再生状況の確認のためにもホイールや表示はそのまま使える状態で置いておくということなので、Apple Accessory ProtocolのiPod Remoteモード（モード２）を使うことにしました。Advanced Remote（モード4）を使うと完全にリモコン側で制御出来る代わりに、表示もスイッチも死んでしまうので、そこら辺も自前で用意してやらないといけなくなって話が大掛かりになっちゃいますからね。

で、これが基板です。ご覧の通り小さい基板です。ハトメラグという要望があったので、久々にハトメラグなんてものを使ってしまいました。LEDは動作表示用のものです。本来はiPodの動作状態を表示しないといけない仕様だったんですが、iPodがそもそもそのステータスを返してくれないので、コントロール結果の表示しかできていません。

続いて、回路図がこれです。ダウンロードはこちらを右クリックしてダウンロードしてください。
iPodControlSche.gifをダウンロード

電気CADとしてはeagleを使用しています。そちらのデータはここからダウンロードできます。ControlBoardSmall2.zipをダウンロード

さらに、iPod用のコネクタの中に基板を埋め込んであります。そちらの回路データはこちらからどうぞ。connector.zipをダウンロード

ソースコードはこちらからどうぞ。iPodControl.zipをダウンロード

WinAVRで、Procyon AVRlibのmakefileを利用しています。ライブラリ自体は使っていないので、WinAVR単体でもコンパイルできることと思います。