Intel Galileo — UARTで接続

Intel GalileoにUARTで接続したい。

調べるとUARTコネクタに接続するには

PCのシリアルポート→ミニジャック

USBポート→USB-RS232C変換モジュール→ミニジャック

というパターンが多い。UARTならUSB-UART変換モジュールが使えるなー、と思って試したが動かなかった。RS232Cは負論理だった。

PCにはRS232C端子は無いし変換モジュールも無いが、マザーボードにはシリアルポートコネクタがあるので直接引き出す事にした。

シリアルポートコネクタ
マザーボードのシリアルポートコネクタ
オーディオジャックのピン配置
オーディオジャックのピン配置

オーディオケーブルとピンヘッダを適度な大きさに切る。

オーディオケーブルとピンヘッダ
オーディオケーブルとピンヘッダ

先端をRX(PCへIN)、次をTX(PCからOUT)、外側をGNDにハンダ付けする。

ハンダ付けした
ハンダ付け

 

グルーガンで固定
グルーガンで固定

 

シリアルポートに接続
シリアルポートに接続

 

シリアルポート設定
シリアルポート設定

 

接続した
接続した

ちなみにUSBシリアル変換と74HC04を組み合わせるとRS232Cもどきの通信ができるらしい。

Intel Galileo — LED点滅まで

LED点滅までの手順をメモ。

付属のACアダプタを接続する。DC5V2A必須らしい。

ソフトウェアをダウンロードする。

intelのサイト→Intel Galileo Arduino SW 1.5.3 on Windows→ダウンロード

C:¥などに展開する。ドキュメントフォルダ等に何気なく展開するとにエラーが出る。

エラー 0x80010135: パスが長すぎます。
エラー 0x80010135: パスが長すぎます。

エラーが出たらキャンセルして展開途中のファイルを削除してC:¥など出来るだけ短い名前のディレクトリに展開する。Program Filesに展開するとコンパイル時にエラーとなる。コンパイラがスペース文字を含んだファイル名に対応していないらしい。(このエラーが出た場合はファイル→終了で閉じてarduino-1.5.3フォルダごとスペース文字を含まない別の場所に移動する。)

コンパイル時にエラーが発生しました。
コンパイル時にエラーが発生しました。

ボードのUSB CLIENTと書かれたmicroB USBコネクタをPCに接続する。

デバイスドライバをインストールする。

デバイスマネージャ→ほかのデバイス→Gadget Serial v2.4→

プロパティ→ドライバ→ドライバの更新→

コンピューターを参照してドライバーソフトウェアを検索します→

次の場所でドライバーソフトウェアを検索します→

C:¥arduino-1.5.3¥hardware¥arduino¥x86¥tools→次へ→

このデバイスソフトウェアをインストールしますか?→

インストール→閉じる

arduinoを起動する

C:¥arduino-1.5.3¥arduino.exe→開く

ファームウェアを更新

ヘルプ→Firmware Update→はい

サンプルスケッチを書き込んで実行する

ファイル→スケッチの例→01.Basic→Blink→ファイル→マイコンボードに書き込む

ボード上のledが点滅する。

 

Intel Galileoで地震計を作りたい

intel galileo
intel galileo

Intel Galileoで地震計を作りたい。

Arduinoで地震計を作ろうと思い調べたところ、Arduinoは加速度センサの値をPCに送る用途には使えそうだけどメモリ容量が不足していて震度を計算するのは困難に思えた。一方intel galileoはArduino互換でパワフルらしいので地震計を作れると思う。

intel galileoはUSBホストの機能があるようだが、周辺機器はUSBで接続するよりI2CやSPIで接続する方がArduinoっぽいような気がする。ADコンバータAD7298も載ってるのだけど、用途が違う感じ。ADS1115はI2C接続でArduino用のスケッチもあるのでこれを使いたい。

intel galileoの配線図を見てレギュレーターの様子を観察してみる。3.3V端子はDC/DCコンバータTPS652510の出力が来ていて他のデバイスと共用でノイズが凄そう。5V端子はACアダプタ直通だけどADP150を通して3.3Vをセンサーに供給すれば良いと思う。

ADS1115のI2Cが接続できれば加速度のサンプリングは問題ないだろう。震度計算は手頃なfftライブラリが見つからないけど移植してなんとかしよう。

結果の出力は液晶表示が無難かも。前回の巨大7セグ表示が思ったほどインパクトが無かったので何か刺激が欲しい。どうしよう。

RaspberryPi地震計

RaspberryPi震度計
RaspberryPi地震計

完成した。前回のFFTライブラリは重かったのでPHP_Fourier 0.03に変更したところ5倍ほど速くなった。これならRaspberryPiでも1秒1回くらいは計測震度が計算できそうだ。

回路図
回路図

WiringPi-PHPをインストールしてGPIOを接続した。

ピン数を抑えるために7セグ用デコーダSN74LS47Nを使った。

強弱の表示は平面板LEDにSTiKA SV-8で切り出したカッティングシートを貼った。

センサー部分は地震計9を流用。

ソース

rpieq.php

phpのfftライブラリのテスト

phpで計測震度を計算するのにfftライブラリが必要になったのでテスト。試しにFast Fourier Transform 0.1を使ってみる。

平成12年(2000年)鳥取県西部地震の米子市のデータを気象庁が公開しているので同じデータをサンプルデータとして使う。ファイル名はAA06EA01.csv。

結果

AA06EA01

完全に一致。

ただしちょっと重い。Corei5 2.3GHzのpcでテストしたが1秒に3回計算するのがやっと。RaspberryPiでは厳しいかも?5秒に1回くらいでも実用かも?元々c++だしc++で書く方が楽かも?

ソース

ffteqtest.php

(2016/04/21 気象庁のurlを修正)

RaspberryPiで地震計を作りたい

raspberry-1328616821

RaspberryPiで地震計を作りたい。

想像図

加速度センサ→ADコンバータ→PIC→USB→RaspberryPi→phpで計測震度計算→WiringPi→GPIO→7セグで震度表示

手元のRaspberryPiのOSはRaspbianが入っていて、PICをUSB接続するだけでOS側から認識できた。

$ dmesg | grep tty

[  122.1046771] cdc_acm 1-1.2:1.0: ttyACM0: USB ACM device

$ ls /dev/ttyACM0

/dev/ttyACM0

標準入出力を使えば読み書きが出来る。

$ echo  hoge > /dev/ttyACM0

$ cat /dev/ttyACM0

計測震度の計算はphpで行う。fftのライブラリを使えばできると思う。

GPIOを制御するライブラリ WiringPi-PHPを入れる。

7セグはRaspberryPiの筐体に合う大きめの物を使いたい。GPIOの電流は16mAまで設定できるらしいので直接点灯できそう。数値は高々1桁なのでダイナミックにする必要はないだろう。

「強弱」の表示は作る必要がありそう。

 

UV測定器

感光基板で使ったUVランプの強度とフィルムの透過率を測定するためにUV測定器を作った。

作ったUV測定器
作ったUV測定器
回路図
回路図

UVセンサは秋月で売ってる半導体UVセンサG5842。ADコンバータは地震計3を流用してMCP3551を使った。pc用ソフトも作った。

UVランプはサンハヤト ちびライトDX BOX-S1100。電源はAC100V/50Hz。

結果

UVランプは起動後にUV強度が安定するまで30秒くらい掛かるようだ。縦線間が約5秒。

起動後の経時変化
起動後の経時変化

位置によっても大きく違う。縦線間が約5cm。

左右の位置によるUV強度変化
左右の位置によるUV強度変化
前後の位置によるUV強度変化
前後の位置によるUV強度変化

また、UVランプの筐体を指で触ると測定値が20~30%変動した。UV強度が変化するのか、センサの感度が変動するのかは不明。ネジ部分を接地すると安定した。

ネジ部分を接地
ネジ部分を接地

感光基板に使用する材料の透過率を測定した。

材料 測定値
μW/cm2
透過率
blank 6300 1
ガラス(露光クランプ) 5300 0.84
OHPシート 4800 0.76
トレッシングペーパー 3600 0.57
コピー用紙 850 0.13

pic18f14k50ソース
main.c
HardwareProfile.h

pcソース
Form1.h

 

アナログ加速度センサーを比較する

秋葉原で手に入るアナログ加速度センサーを同じADコンバーター(地震計11を流用)で測定しノイズを比較した。
DSC03269

結果

メーカー メーカー品番 ノイズ
μg/√Hz
g範囲 出力
インピー
ダンス
実測
標準偏差
gal
STMicroelectronics LIS344ALH 50 ±2g 110 0.160
Kionix Inc KXR94-2050 45 ±2g 32 0.182
Analog Devices Inc ADXL335 XY:150 Z:300 ±3.6g 32 0.519
Freescale Semiconductor MMA7361LC 350 ±1.5g 32 1.238

LIS344ALHの波形
LIS344ALH

KXR94-2050の波形
kxr94_2050

ADXL335の波形
adxl335

MMA7361の波形
mma7361

LIS344ALHモジュールはマルツや千石で売っているAM-3AXIS-PV03。これだけ出力インピーダンスが110kΩなのでローパスフィルタのコンデンサは0.33μFを使用している(他は1μF)。

KXR94-2050は秋月で売っている。高性能の割に安い。

ADXL335はマルツで売っている。ノイズが多く、地震計には使用できないと思う。

MMA7361は秋月や千石で売っている。ノイズが多く、地震計には使用できないと思う。

地震計11 — ADS1115

DSC03250

16bitADコンバータADS1115を使って作った地震計。

スイッチサイエンスの16BitADCも同じものと思う。

回路図

ads1115

ソースはC18でコンパイル。

main_ads1115.c

レジスタが16bitなのが少し曲者と思う。あと変換中にチャンネルを変えるとどのチャンネルの変換値か分からなくなるので工夫が必要。

他の部品は、

PIC18F14K50使用USB対応超小型マイコンボード

I2Cバス用双方向電圧レベル変換モジュール(PCA9306)

リニアレギュレーターADP150

3軸加速度センサモジュール KXR94-2050

 

鳥と地震と地震計