懲りもせず・・・またまた「方位センサーのたまご」をオークションで買いました。
今度は２個で100円です。 なんと一個50円！
（まあ、送料とか手数料を入れると、一個200円ですかねぇ。）
前と、違う形なので、使えるかどうか不安でしたが・・・
では、赤いほうから犠牲になってもらって、早速分解です。
前と、同じ構造なら、表の方（電池が入る側と逆の方）に目的のブツがあるはずなので、そっちから攻めて行きます。
まずは、全てのネジを外します。 そうしたら、簡単にカバーが外れ基板が出てきました。
基板のネジも全て外し、裏返すと・・・ありました。
何か前より簡単だなぁ。
とりあえず、方位センサーのモジュールを一個手に入れました。
じゃあ、今度は、銀色のヤツを分解です。
これも、表の方のネジを全部外すと・・・カバーが開いて・・・ありました。
これは、さらに前よりも簡単です。
じゃあ、今回は、目的のブツを手に入れたところで終了・・・
続く・・・ハズ
ヤフオクでGBAのゲームを入手しました。
ニンテンドーの「まわるメイドインワリオ」です。
今さらですが・・・このゲーム、結構面白いです。
って、ゲームをするために入手したのじゃないのです。
この前、秋葉原でNXT用のジャイロセンサーを購入したのですが・・・
さすがに、7350円は高価です。
（秋月電子にもジャイロセンサーがあるのですが・・・どうもうまく使えません。 秋月のジャイロが役に立っているチームがいたら、使い方を教えてください。）
そこで、ネットをさまよっていて、このゲームの中のジャイロセンサーが使えるらしいということで、実験材料として入手したのです。 （可哀想なゲーム！ 合掌）
さて、使えるかは・・・
分解すると、こんな感じです。
立っている基板の裏にあるのがジャイロセンサーです。
では、これを分解します。
ジャイロセンサーの基板からは3本の線が出ていたので、あっさりと切りました。
赤と白と黒の線です。
普通に考えると、赤はVCC、黒はGND、白は出力ですね。 （実際にそのようです。）
ただし、電源は3Vということなので、3.3Vのレギュレータで降圧して供給します。
実際に、AVRにつないで見ると・・・
常時266という値が読み込まれます。
これは 5Vのリファレンスに対して、CG-L41の基準電圧（1.3Ｖ）が出力されているから、のようです。
ということで、ジャイロセンサーを（いや、AVRマイコンごと）回してみると、値が変化します。
こいつ、動くぞ！
なんか、使えそうです。
これなら邪悪な楊枝の海の中で方向を見失わずに済むかも・・・なんちゃって。
まあ、所詮安物のおもちゃの部品なので、時間と共にどんどんずれて行きますけどね。
この前、秋葉原の秋月電子で購入した ATTiny13 を使ってみました。
チップを手に持った感触は「ちっ小さい！」です。
この小さなチップを購入した理由は・・・
センサーを付けるのに、どうせ2～3ポートしか使わないのなら、小さなチップで良いんじゃない・・・単にそれだけ。
まずは、ブレッドボードに挿してみます。
さっそく、LEDを一つだけ接続して、プログラムの書き込みテストをやります。
実験１
まずは、LEDを光らす → 成功
実験２
LEDを消す → 成功
実験３
タイマーを使って10ms待ちのサブルーチンを作り、LEDを点滅させる。
あれ？ 点滅がやけに遅い・・・また10倍掛かっているような感じ・・・
調べたら、クロックが9.6MHzになっていた。 （逆に早いじゃない！）
ちゃんとデータシートを調べて、タイマーの分周も1024を指定しているし・・・他にも分周する指定があるのかな？ と思って、データシートでタイマー関係のレジスタを見ても・・・別に指定はなさそうです。
なんとなく8倍の時間が掛かっているようなので、何か設定がされてしまっているようです。
あきらめて、データシートを最初から、順に読んでいくと・・・
これだ！
レジスタの設定ではなく、ヒューズの設定で CKDIV8 が有効になっていました。
この CKDIV8 の設定を無効にしたら、ちゃんと10ms待ちのサブルーチンになりました。
なんか、AVRで新しいことをやるたびに、ハマルなぁ～
だんだんAVRの工作についても先が見えてきたので、いよいよNXTの自作センサーを接続する実験をしたいと思います。
とはいえ、以前にYが作成した自作センサーのキット（NICO SENSOR）があるので、それを大いに参考に（別名「パクる」）しようと思います。
これまで、ATmega88を中心に使っていたのですが、アナログポート数が多いという理由で、ATTiny26Lを使うことにします。
ブレッドボードに、部品を挿して行き、ハードはすぐにできました。
ソフトウェアは、NICO SENSORのものを改造（というか、不要のものを削除して簡略化したもの）を入れてみると・・・NXTとの通信はうまくいくのですが、ADC0ポートの値が「0」となってしまいます。 どうも、アナログポートの読み込みが全然できていないようです。
プログラムの中で、NXTに送る値を適当に埋め込むと、ちゃんとその数字が「NXT側」に表示されるので、通信は問題無いようです。
何で、アナログポートを読んでくれないの？
AREFやAVCCを+5Vに接続しても、変わりませんねぇ。
いろいろ試しても一向にアナログポートからの読み込みはできません。
きっと、このAVRマイコンが壊れているんだ！ （すぐに他人のせいにする悪いクセ）
などと、現実逃避をしてみても、時間が過ぎるだけです。
実は、adc.c がATmega88用に書かれていた（修正されていた）ことをすっかり忘れていました。
adc.cの中の ADCSRA の記述を ADCSR に変更したら、何事も無かったように動作しました！
しかし、レジスタの名前が（ATTiny26用でなく）間違っていたにも関わらず、なぜコンパイルエラーが表示されなかったのか？ それが不思議です。
後から考えると・・・単にコンパイルエラーを見過ごしていただけらしい・・・シッカリしろ俺
とにかく、上の修正をしたら、やっとアナログポートに接続した光センサーの値をNXT上に表示することができました。 （長い道のりであった）
これで、スペインチームのロボットのようにたくさんのセンサーを搭載できる・・・かもね。
ここのところ、AVRでいろいろやって楽しんでいますが・・・
謎も多いので、調子に乗って開発環境を最新化するという暴挙に出てみました。
AVR Studio を Ver4.17 Build 666 に
WinAVR を 20090313 に
さて、これが吉と出るか凶と出るか・・・
まずは、これまでインストールしてあったAVR StudioとWinAVRをあっさりとアンインストールして、新バージョンのインストールをしました。
さて、液晶に"HELLO"と表示されるプログラムを動作させてみると・・・
早くも「凶と出ました」（苦笑）
"HELLO"と表示されるはずが・・・"■oooo"と表示されます。
やっぱり、最新化は危険な賭けであったか・・・
しかし、LEDを光らせたりする限りは動作するようです。
そうすると、ダメなのはLCDへの表示ってことなのですかねぇ？
だとすると、何かタイミングとかかもしれない、ということでプログラムを見てみると、時間待ちを単純ループで実施している部分がありました。
ここで、魔法の呪文 volatile を入れてみると・・・
やっと、"HELLO"が表示されました。
LCD用の時間待ち関数は
void lcd_wait( volatile long m )
{
while( m-- > 0 );
}
こんな感じです。 引数に625を与えると、大体1ms待ちというところでしょうか。
Yの夏休みの宿題で、ATTiny2313の基本的なプログラムをテストしていたときのことです・・・
時間待ちをするのに、普通ならタイマーなどを使いますが、さすがにYにそれを期待するのはかわいそうなので、単純なループで時間待ちを作ることにしました。
0.1秒（100ms）の時間待ちループを作れば、あとはそれを何回か繰り返せば、5秒だって10秒だってできちゃいます。
ということで、Yは、0.1秒ループを作成するために、ストップウォッチを片手に、その単純ループを100回繰り返すと10秒になるループ回数を試行錯誤して調査していきました。
こんな感じのプログラムなのですが・・・
#include <avr/io.h>
void wait( int t )
{
long i;
while( t-- > 0 )
for( i=0 ; i<700000L ; i++);
}
int main(void)
{
DDRB = 0b00011111;
while( 1 )
{
PORTB |= 0b00010000; // LED ON
wait( 100 );
PORTB &= ~0b00010000; // LED OFF
wait( 100 );
}
}
これで、LEDが点灯している時間、消灯している時間を計ります。
で、上の wait関数の forループの中の定数を変化させて実験していました。
690000Lの時に9秒くらいだったので、じゃあもうちょっと増やそうということで、700000Lにすると14秒くらいになります。 あれ、増やしすぎたかなぁ。
710000Lにすると、10秒くらいになりました。 えっ、700000Lと逆転？
なぜか、70万回ループだけ異様に時間が掛かります。
謎です。
いろいろ努力の結果・・・方位センサーが完成しました。
部品代は500円でしたが、私の努力の費用は・・・（疲れた！）
まず、このセンサーは、90度ずれた地磁気の強さ？X,Yの2つの値を返します。
その2つの値から方位を計算します。
しかし、その計算がそんなに単純じゃありませんでした。
出力される値自体の補正をしなければなりません。
①真北に向けて値を取得し記録します。
②真南に向けて値を取得し記録します。
①と②の値の平均値分だけ、X,Yのそれぞれの値から差し引いた値になるように補正します。（この説明じゃわかりませんね。 要は、①と②の平均値が０になるように出力の値を細工します。）
それが済むと・・・
北（x>0,y=0) 東(x=0,y<0) 南(x<0,y=0) 西(x=0,y>0)
という値が取り出せます。 ここから arctan を使って（実際には変換テーブルを使って
）方位（角度）を取得します。
とりあえず、精度もそれほどでもなさそうなので、最小単位5度の72分割にしてみました。
やっと、ワンコイン方位センサーの完成です。
あくまでも自己満足ってことで・・・
ところで、上にも書いている「補正」の作業ですが・・・
2008年の蘇州世界大会の時の中国チームのロボットで、方位センサーを搭載したスゴイのがありました。
競技の前に、
①2階の壁の前に撒かれている楊枝をどける
②楊枝をどけたところにロボットを置き、壁に押し付ける
③何かスイッチを押す
④ロボットを180度回転させて、再び壁に押し付ける
⑤何かスイッチを押す
⑥ロボットを持ち上げ、楊枝を元のようにならす
とやっていたのですが・・・いったい何をしているのか分かりませんでした。
これは、方位センサーの補正作業をしていたのですね。
もしかして、これが「キャリブレーション」ですか・・・
うん、納得
さて、オモチャから取り外した部品は、方位センサーとして機能するのでしょうか？
まずは、センサーからの計測結果の数値を取り出します。
計測結果は11ビットの数値が2組出力されます。
x と y で、90度ズレた2つの方向での磁気の強さを測っているようです。
で、出てきたこの2組の出力で方向を判断する、プログラムを組まなければなりません。
（写真の「12」は、2進数「1100」を10進数で表示したものです。）
通常は arctan( -y/x ) という式で計算して、角度（方位）を求めるらしいのですが・・・NXCにもWinAVRにも arctan などという三角関数はなさそうです。（あるのかなぁ？）
なので、実際には、値→角度 となるテーブルを用意しておいて、変換するのが得策のようです。 まあ、10度くらいの精度で分かれば良いので細かい表は無しにします。
ここまで、なんとかできました・・・
それらしい数値が取り出せているので、なんか動いていそうなのですが・・・
まだ方位センサーとして機能しておりません。
なんだか、これ以上努力するのが、バカらしくなってきましたが・・・
とりあえず、続くハズ・・・・
秋月電子の８方位の方位センサーが3400円もするのですから、500円の投資は無駄では無かった・・・と自分では納得しようと思います。 いゃ、無理やり納得しています・・・
さて、オモチャから取り出した方位センサーの部品ですが・・・
果たして使えるのでしょうか？
オークションで（１個）500円で落札したので、500円分くらいは楽しませて欲しいなぁ。
で、いろいろ調べて見ると・・・コンピュータとはシリアルで接続することになるようです。
早速、AVRと接続してみます。
電源は3Vらしいので、3端子レギュレータで降圧して供給します。
AVRからコマンドを送り、そのコマンドに対応してデータを送出してくれるようです。
シーケンスは
Reset device（AVR→センサー）
Start measurement（AVR→センサー）
Report measurement status（AVR→センサー）
これで、デバイスの状況が回答されます。
ここで、"1100"の回答があれば、計測終了＆エラー無しとなり、続けて計測結果が転送されます。
されるハズです。
でも、なかなか"1100"が送り返されません・・・・"1111"になってしまいます。
タイミングが悪いのか、プログラムが悪いのか、私の生活態度が悪いのか・・・（笑）
しかし、なんか、いろいろやっているうちに、やっと"1100"が返ってきました。
もしかしたら、方位センサーとして使えるかもしれない・・・と期待感が高まったところで・・・
気が付くと、もう日付変更線を越えています。 明日も普通に仕事があるので・・・本日はここまで。
おやすみなさい。
こども向け？のおもちゃで、トレジャーガウストというのをオークションで手に入れました。
空間に潜むガウストを探知！ガウスポジションシステムで空間追跡！リールアクションで捕獲！捕まえたガウストで育成＆バトルができる！
という、なんかよく分からないゲーム（アクション）ができるらしい。
よし、これでYと一緒に遊ぶゾ！
という訳ではありません・・・
なんで、これを手に入れたか、と言うと・・・この、おもちゃは方位センサー（地磁気センサー）を使っているらしいので、その部品を取り出すためなのです。
では、早速分解を・・・まずは、赤い方に犠牲になってもらって・・・
まずは、もう外から見えるネジというネジを全部外しました。（お菓子に小さな蟻が集っているみたい・・・）
これで、裏蓋は外れますが・・・その中には、目的の物はなさそうです。
じゃあ、もう一つの筐体（正面の方）を外さなければなりません。 とはいえ、ネジは見あたらないし・・・もう、どうせ元に戻すつもりもないし、バキッとやっちゃうか！
いや、最後にもう一回確認とばかりにネジを探すと、巧妙に穴が空けられているところがありました。 無事、ネジを外すことができました。
さて、そこを開いてみると、大きな基板が鎮座しております。
見る限り、目的のものは見つかりません。 しょうがないので、またまた、基板を止めているネジというネジを外して基板を取り外しました。
基板の裏側を見ると・・・やっと、目的のものを見つけることができました。
しかし、基板にしっかりハンダ付けされており、簡単には取れそうにありません。
とりあえず、よく分からないリード線などをニッパでパキッパキッと切っていきます。
基板を残して、あとはゴミ箱行きです。（さようなら）
さて、小さなセンサー基板をどうにかして外さなければなりません。
どうしよう、どらえも～ん！
たらららったた～♪ 半田吸取り機！
ということで、先日手に入れた半田吸取り機が役に立ちました。
苦労しましたが、目的の部品の摘出に成功しました。
よしじゃあ、次は青い方も犠牲になってもらおう・・・
もう、手順も分かっているので、必要な部分だけ外して・・・
完璧！
これで、２つの部品が手に入りました。
さて、この私の努力は報われるのでしょうか？
Yの夏休みに自由研究に先立って、初めて使うATtiny2313にプログラムが書き込めるか、調査していたときのこと・・・
ブレッドボードにAVRを挿し、書き込みに必要な配線（6本）をして、電池（4.5V）をつないで見ました。
AVR書き込み機（AVRISPmkII）を接続すると、（書き込み機の）LEDが赤く光ります。
電池の電源をONにすると、書き込み機のLEDが緑色になるハズなのに・・・ならない。
オレンジ色に点滅します。
電池の電源をOFFにすると、何も無かったように、LEDが赤く光ります。
あれ～ 配線を間違えたかな～
何度見ても配線は間違い無いようです。
何で？
とAVRを触ったら
熱っちぃ！
すごい熱で、指先を火傷するところでした。（すぐに氷で冷やしました。）
なんで、こんなに熱いの？
もう一度配線を確認しましたが、やっぱり間違いは無いようです。
またまた「このATtiny2313は壊れてる」等と言う考えがよぎりました
が、もう一度良く見たら・・・単にAVRが180度逆に挿してありました。
（単に、それだけ）
気を付けろよ俺！ 落ち着けっ俺！
やっと、いろいろ思い出してきて、PWM制御まできました。
とりあえず、PD6（OC0A）にLEDを接続しました。
タイマー0をPWM用に使用して、以下のプログラムを動作させてみます。
#include <avr/io.h>
#define LED_SET DDRD |= 0b01000000
void wait( long t ) // 10ms単位での時間待ち
{
TCNT1 = 0;
while( t-- > 0 )
{
while( TCNT1 < 78 );
TCNT1 = 0;
}
}
int main( void )
{
LED_SET;
TCCR1B = 0x05; // プリスケーラ1024分周
TCNT0 = 0x00;
TCCR0A = 0b10000001;
TCCR0B = 0b00000001;
OCR0A = 0xff;
wait(100);
OCR0A = 0xA0;
wait(100);
OCR0A = 0x80;
wait(100);
OCR0A = 0x40;
wait(100);
OCR0A = 0x10;
wait(100);
OCR0A = 0x00;
}
最初は明るく光っていたLEDがだんだんと暗くなり、消えます。
前回の続きってことで・・・
Step-up DC/DC Converterを使って、電圧を上げることはできましたので、続きの実験をしてみました。
まずは・・・
マイクロインダクタの種類を変えても動作するか確認です。
最初に使っていたのは、秋月電子で買ったインダクタ（下の写真右）なのですが・・・でかいです。
この巨大なマイクロインダクタ・・・なんのこっちゃ・・・は邪魔なので、次のやつを試してみました。
千石電商で買った、2種類のマイクロインダクタに取り替えてみます。
まずは、何かカエルを想像するような形のもの（上の写真中央）・・・でも、ちゃんと動作しました。
じゃあ最後に抵抗みたいな小さなヤツ（上の写真左）・・・でも、ちゃんと動作しました。
あまり、部品の種類には関係ないのかなぁ。
じゃあ、次の実験として、秋月電子で一緒に買っておいた3.3VのDC/DC Converterに交換してみました。
（型番はHT7733A）
これで、乾電池2本から3.3Ｖを作り出すのは、造作も無いこと、ですね。
さらに実験は続きます。
電池を1本にしてみると、それでもちゃんと3.3Ｖが出力されます。
（古い電池なので入力電圧は1.28Vでした。）
これに、気を良くして・・・電池1本のまま、DC/DC Converterを5V用に変えてみると・・・それでも、なんとか5Vが出力されました。 （正確には4.9Vでした。 くたびれた電池1本からでは、ここらへんが限界か。）
結構使えるかも・・・
正式にはAVRねたじゃないんですけど・・・
ダイセンのロボットキットのTJ3は、乾電池3本を使いますが、ステップアップコンバーターを内蔵していて、5Vを作り出しています。
あの、安定したセンサーの読み取りなども、このステップアップコンバータによる電源電圧の安定化によるものかと、（勝手に）想像しています。
で、「M&Y研究所」でも、ステップアップコンバータの実験をしてみました。
コンバータ自体は、秋月電子で手に入れた「HT7750A」というものです。
それに、ショットキーバリアダイオードとマイクロインダクタ（コイル）、電解コンデンサを組み合わせると、5Vが出来ちゃうっていうことらしい。
早速、ブレッドボードに回路を組んで、電源（くたびれた電池2本）を与えてみると、みごとに5Vが出力され、青色LEDが光りました。
電圧を測って見ると、くたびれた電池2本で2.8V、そして出力はきっちり5.0Vです。
とりあえず、実験は成功ということで・・・
私がよく使っているAVRマイコンのATmega88には、タイマーが３つあります。
タイマー0と2が8ビットタイマーで、タイマー1が16ビットタイマーです。
基本的には、同じように使えるハズなのですが・・・
これまで、単純に時間待ちタイマーとして使用する場合には、タイマー0を使って10msを計測していました。
しかし、次項のPWMを実験するにあたり、PWM用にタイマー0を使用する関係上、時間待ちをタイマー0以外で実現する必要があります。
#include <avr/io.h>
#define LED_SET DDRD |= 0b01000000
#define LED_ON PORTD |= 0b01000000
#define LED_OFF PORTD &= ~0b01000000
void wait( long t ) // 10ms単位での時間待ち
{
TCNT0 = 0;
while( t-- > 0 )
{
while( TCNT0 < 78 );
TCNT0 = 0;
}
}
int main( void )
{
LED_SET;
TCCR0B = 0x05; // プリスケーラ1024分周
LED_ON;
wait( 100 );
LED_OFF;
}
このプログラムでPD6ポートに接続したLEDを1秒間だけ光らせるのですが・・・
このプログラムの TCNT0とTCCR0Bをそれぞれ、TCNT1とTCCR1Bに変更すると、それでも１秒間LEDが光ります。
しかし、TCNT2とTCCR2Bに変更すると、LEDが一瞬だけ光って終わってしまいます。 待ち時間を多くしてみると、タイマー0や1に比べて7倍くらいの速さ（短さ）になってしまっているようです。
私の何がいけないの？
タイマー2をタイマー0と同じように使用する方法を誰か教えてください。
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