Tanukino ３軸加速度センサーで LED コロコロ

秋月で３軸加速度センサーを買ってきたので、８ｘ８ＬＥＤマトリクスでＬＥＤコロコロを作りました。
３軸のうちＸ軸とＹ軸の出力で８ｘ８ＬＥＤマトリクス上の位置を決めてＬＥＤを点灯させます。
基板を傾けるとＬＥＤの点がコロコロと動き回ります。
回路とソフトはエレキジャックＮｏ.１２を使用させて頂きました。
ブレッドボード左側の緑の四角い基板が３軸加速度センサーモジュールKXM52-1050です。


Tanukino ３軸加速度センサーで LED コロコロ

MSP430 eZ430-F2013 でLEDピカピカ その２

その２です。

以前買ったエレキジャックNo.8の付録で付いていたMSP430F2013があったのを思い出したので、ブレッドボードにMSP430F2013を載せて、LEDピカピカのプログラム書き込みのテストをしてみました。

LEDは２つにして、交互に点滅させることにしました。
MSP430F2013は14ピンですが、10本のI/Oがあります。
プログラムはI/Oポートの入出力方向を設定して、ポートに出力すればOKです。


MSP430F2013は秋月で300円とちょっと高めですが、16ビットのADコンバーターが搭載されていますので、お買い得？かも。

MSP430 eZ430-F2013 でLEDピカピカ

TEXAS INSTRUMENTSのMSP430に手を出してしまいました。

エジソンプラザのお店でで５００円でした。激安。


ケースから中の基板を取り出してみました。
右１／３がターゲットボードで、左側がライタ／デバッガです。


裏側です。


ターゲットボードを外してみました。


付属のCD-ROMから開発ツールをインストールして、サンプルのＬＥＤピカピカをビルドしてみました。
開発言語はＣです。


ターゲットボードには確認用にＬＥＤが１つ付いているので、お決まりのＬＥＤピカピカのテストができます。
プログラムを書き込めば、電源につなぐだけで、動作します。


ターゲットボードには１４ピンのコネクタを取り付ける穴が開いていて、Ｉ／Ｏがいくつか出ているようです。
コネクタを増設しないと、ＬＥＤピカピカの他には遊べそうにありませんね。

Charlieplexingの実験 その４

その４です。

回路の一部を「ikkeiplexing」に改造しました。

元の回路では、桁がOFFの時、ベースが浮いていますので、薄っすら光るセグメントがありました。
ベースをグラウンドに落とす抵抗を省略したのですが、レイアウトの関係で追加するのも面倒なので、「ikkeiplexing」方式に変更しました。


きたないですが、スケッチを掲載しておきます。
１ｍＳごとにカウントアップするようにしたので、９９９．９９９秒までのストップできないウォッチです。
ストップウォッチで測定してみましたが結構正確でした。
＜＞は半角にしてください。

#include ＜MsTimer2.h＞
/*
Ikkeiplexing 7seg Led 6Digit Demo
2010-02-14 JJ1WKN
Keta 6  5  4  3  2  1  Vcc-[C1]-[C2]-[C3]-[C4]-[C5]-[C6]   
D10  A  A  A  A  A  A  D10-R180-A6-A5-A4-A3-A2-A1 
 D9  B  B  B  B  B  B   D9-R180-B6-B5-B4-B3-B2-B1
 D8  C  C  C  C  C  C   D8-R180-C6-C5-C4-C3-C2-C1 
 D7  D  D  D  D  D  K1  D7-[B1]-R180-[E1]-Acom1-D6-D5-D4-D3-D2
 D6  E  E  E  E  K2 E   D6-[B2]-R180-[E2]-Acom2-E6-E5-E4-E3-E1
 D5  F  F  F  K3 F  F   D5-[B3]-R180-[E3]-Acom3-F6-F5-F4-F2-F1
 D4  G  G  K4 G  G  G   D4-[B4]-R180-[E4]-Acom4-G6-G5-G3-G2-G1
 D3  P  K5 P  P  P  P   D3-[B5]-R180-[E5]-Acom5-P6-P4-P3-P2-P1
 D2  K6 P  G  F  E  D   D2-[B6]-R180-[E6]-Acom1-P5-G4-F3-E2-D1
*/
// 7seg Led Font
unsigned char font[10] = {
//ABCDEFGP 0:on 1:off
  0b00000011, // 0
  0b10011111, // 1
  0b00100101, // 2
  0b00001101, // 3
  0b10011001, // 4
  0b01001001, // 5
  0b01000001, // 6
  0b00011111, // 7
  0b00000001, // 8
  0b00011001  // 9
};

byte Keta,KetaMask;
unsigned char buff[6];
long NumCount;

void setup()
{
  AllInput();
  Keta = 0;
  KetaMask = B00010000;
  NumCount = 0;
  MsTimer2::set(1,Display); // 1mS
  MsTimer2::start();
}

void loop()
{
}

void AllInput()
{
  byte i;
  for(i = 2;i <11;i++) 0;i--)
  {
    s = tmp / div;
    buff[i-1] = font[s];
    tmp = tmp % div;
    div = div / 10;
  }
}

void Display()
{
  byte i,v,mask,FontBuff;
  SetFont();
  AllInput();
  FontBuff = buff[Keta];
  v = FontBuff & KetaMask;
  if(v == 0)
  {
    pinMode(2,OUTPUT);
    digitalWrite(2,LOW);
  }
  FontBuff = FontBuff | KetaMask;
  mask = B00000001;
  for(i = 3;i <11;i++)
  }
  pinMode(7 - Keta,OUTPUT);
  digitalWrite(7 - Keta,HIGH);
  Keta++;
  KetaMask = KetaMask >> 1;
  if(Keta > 5)
  {
    Keta = 0;
    KetaMask = B00010000;  
  }
  NumCount++;
　if(NumCount == 1000000)
    NumCount = 0;
}

Charlieplexingの実験 その３

その３です。

７セグＬＥＤを制御してみました。
回路図です。
同じセグメントを並列に繋いでいきますが、アノードコモンで使っている線は使えないので、空いているD2に繋ぎます。
制御方法は、全ポートを入力にして、点灯させるセグメントをＬＯＷにします。
最後に桁のポートをＨＩＧＨにすると点灯します。
次の桁も同様にして、グルグル回します。


できた基板です。Tanukinoと繋いでテストするために、ソケットをつけました。
下半分が空いていますが、スタンドアロン版用の空きエリアです。


裏側です。痺れました。
通常の７セグは上下にピンが出ていて、割と配線がし易いのですが、この７セグは通常のＩＣと同じで左右にピンが出ているので、隣合わせで配置すると、隣のピンとの間隔が狭いので配線が大変でした。


固定ですが、表示してみました。


デモ用にカウントＵＰさせてみました。
ディレイは２ｍｓです。目で見ても少しチラついているので、小さくした方がいいかもしれません。
Tanukino 9本の線で6桁の7セグLEDを制御 Charlieplexing方式

  xxx
  iii

Charlieplexingの実験 その２

その２です。

手動での実験が終わったので、Tanukinoで制御してみました。

ブレッドボードに４ｘ３のマトリックスを組んでみました。
Fritzingというお絵かきソフトで実体配線図を描いてみました。
ブレッドボードでのプロトタイピングを意識したソフトで、ブレッドボード、Arduinoといった部品が用意されています。
ブレッドボード、回路図、PCBの３つのビューがあり、ブレッドボードに部品を配置すると、回路図や基板のパターンができます。
こんなかんじです。綺麗な絵ですが、部品が重なっているので、実体配線図としては今ひとつです。
見栄えを重視するなら、部品が重ならないようにレイアウトする必要がありますが、実際は配線重視というか、成行きですね。


分かりにくいので、いつもの回路図エディタで描いてみました。
回路は４本から２本を取り出す総当りなので、逆向きに接続したペア（AB,BA)を作って１組として、あとは、AB,AC,AD,BC,BD,CDのペアを配線が短くなるように適当に配置します。


Tanukinoに接続してテストしているところです。
Tanukinoとの接続は１０本のケーブルですが、実際に使用しているのは４本です。
ソフトはUziMonkey's blogを参考にしました。

全部のI/Oを入力にします。
pinMode( A, INPUT );
pinMode( B, INPUT );
pinMode( C, INPUT );
pinMode( D, INPUT );

Aを出力にしてHIGH=5V、Bを出力にしてLOW=0VにするとA-|>|-BのLEDが光ります。
このときC,Dは何も繋がない状態になります。
pinMode( A, OUTPUT );
digitalWrite( A, HIGH );

pinMode( B, OUTPUT );
digitalWrite( B, LOW );



動画をＵＰしました。

Tanukino 4本の線で12個のLEDを制御 Charlieplexing方式

Charlieplexingの実験

ノンノさんに教えて頂いたマキシム方式（Charlieplexingというらしい）の実験をしてみました。

Charlieplexingの原理です。

Ｎ＝２から。
Ａ、Ｂ２本のＩ／Ｏ線にＬＥＤをつなぐ繋ぎ方は２通りあります。
Ａ＞ＢとＢ＞Ａですね。
Ａ＝Ｈｉ、Ｂ＝Ｌｏで左側のＬＥＤが、逆にすると右側のＬＥＤが点灯します。
ＬＥＤはダイオードなので、逆の電圧が掛かっていますが、点灯しません。
２本のＩ／Ｏ線で２つのＬＥＤの制御ができました。
同時には光りませんが、高速に切り替えてやれば、両方点灯しているように見えます。

Ｎ＝３では、
Ａ，Ｂ，Ｃの３本になりました。
AB,AC,BA,BC,CA,CBの６通りの繋ぎ方があります。
Ａ＝Ｈｉ、Ｂ＝Ｌｏで一番左のＬＥＤが点灯します。
このときＣには何もつなぎません。
このように３本の線のうちどれか２本を選んで、Ｈｉ／Ｌｏを出力すれば任意の１つを点灯することができます。
何も繋がない状態にするには、ポートを入力に設定します。


ブレッドボードで６個のＬＥＤで実験をしてみました。
３本の抵抗をポートＡ、Ｂ、Ｃに繋ぎますが、電源からミノムシクリップで、５Ｖをかけてテストしました。
今回は手動でテストしましたが、Tanukinoでこの操作をプログラムします。


Ｎ＝４でも考え方は同じです。１２個のＬＥＤを制御できます。
Ｎを増やしていくと、Ｎ＊（Ｎ－１）個のＬＥＤを制御できます。


Ｎ＝９の回路図です。大きいのでクリックしてください。
８個づつ区切って、a,b,c,d,e,f,g,pと名前をつけてみました。
８個のＬＥＤ単位でみると、アノードコモンの７セグＬＥＤに見えます。
カソードコモンの場合はＬＥＤの向きを反対にすればＯＫです。
この回路で７２個のＬＥＤ＝９桁までの７セグを制御することができることになります。

TanukinoのＩ／Ｏは最大２０本あるので、２０＊１９＝３８０個のＬＥＤを制御できそうですが、配線が大変そうですね。
巨大ＬｅｄＣｕｂｅは作るのが大変なので、７セグ４桁くらいの表示器でも作ってみようと思います。
パラに接続された２桁ＬＥＤは使えませんので、１桁のＬＥＤが必要になります。
同じピンを繋ぐわけではないので、配線が大変そうですね。

MC34063A DCDCコンバータの製作

１００円ショップで買った充電器から部品取りをして、ステップアップ方式のＤＣ－ＤＣコンバータを作りました。

元の基板です。


部品取り完了です。殆ど流用できます。


完成した基板です。
３．６ＶのＬｉイオン充電池を入力にして、Tanukinoを動かすための５Ｖを作ります。
回路はデータシート通りです。
ＶＲを調整したら１０Ｖまで出ました。


あとはいつものケースを作って入れます。

Tanukino 一人旅

ArduinoはIDEでスケッチをコンパイル（ベリファイ）して、TanukinoなどのArduino互換ボードへUSB経由のシリアル通信で書き込んで実行します。

あまり知られていないのですが、コンパイルするとHEXファイルが生成されます。
アップロードすると、このHEXファイルをAVRに書き込まれているブートローダーが受信して、フラッシュメモリに書き込み、実行されます。

ここで、HEXファイルをAVRライタで直接AVRに書き込むとどうなるでしょう？
なんということでしょう。ブートローダー無しでそのまま動いてしまいます。
つまりArduinoの開発環境で、Arduinoのブートローダーが書き込まれていない素のAVRで動作するアプリが作れるのです。

試しに、4x4x4LedCubeのHEXファイルを書き込んでみたところ、無事動作しました。
さすがにシリアル通信はブートローダー内のルーチンを利用しているので、動作しないかもしれません。

ブートローダーのソースを見て見ましたが、追いかけ切れません。
試してみるのが手っ取り早いので、やってみました。

AVRライタで書き込んだATMega168をTanukinoに差し込んで電源を入れてみました。
この通り、問題なくシリアル通信ができました。


というわけで、試用版のコンパイラとは異なりサイズ制限の無い開発環境になりました。
Arduinoの標準や寄贈ライブラリや、山のようにある作例スケッチのオマケ付きです。

AVRはATMega8,168,328などに限られますが、秋月価格で２００円、２３０円、２５０円なので、I/Oポートも沢山あるし、どんどん利用していこうと思います。
７セグ８桁（１６Ｉ／Ｏ）なんて簡単に実現できますね。配線が大変ですが。
シリアル入力の表示器でも作ろうかな。きっと誰かが作っているでしょうね。

Tanukino で周波数カウンタの製作

Arduino互換？機のTanukinoで周波数カウンタを作りました。
作ったといってもデジタルの５番ピンにリード線を刺しただけです。

Arduinoで周波数カウンタを作れないかと捜していたら、周波数カウンタ用のライブラリがありました。
さすがArduino。思いつきそうなテーマは既にどなたかが手がけているようです。

「なんでも作っちゃう、かも。」のサイトの例をそのまま書き込んでみました。

カウントした周波数はシリアル通信でArduinoからＰＣに送られてきますので、ＩＤＥに付属の通信ソフトで表示します。
Arduinoはシリアル通信が標準でできるので、出力部分のハードを作らなくていいので、便利です。


Tanukinoのデジタル５番ピンにリード線を刺して、ファンクションジェネレータにつなぎました。
入力アンプは省略して、カウントするまで、ファンクションジェネレータの出力を上げていきました。


ファンクションジェネレータで２ＭＨｚ付近を発振させてカウントしました。


あとは適当な入力アンプを付けて、ＬＣＤか７セグダイナミック点灯すればＯＫです。
ちなみにカウント周波数の上限はＡＶＲなのでクロック周波数の半分で８ＭＨｚです。
これ以上はプリスケーラが必要です。