ElekinoCanDo/Std(ATmega168P版ElekinoCanDo）の試作 その４

その４

ElekinoCanDo/Stdはお蔵入りかと思ったのですが、悪あがきをしています。
コマンドとしては、最低限メモリー書き込みと確認だけあればいいので、その他のコマンドは思い切って削除することにしました。
コマンドを１つずつ削除すると、プログラムサイズが小さくなって行きますが、適当に削除しているので、必要な動作に影響する部分を削除しているかもしれません。

そこで「びんぼうでいいの」でテスト環境を構築して、動作の確認をしながら不要コマンドを削除するこにしました。


Pコマンド以外のコマンドと、メモリー内容確認コマンドのP4以降（なぜかP5までしか実装されていないようです）を削除した時点で目標達成です。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 15,978バイト (49%) を使用しています。最大は 32,256バイト です。
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コマンドの削除は void command_mode () 内の削除したいコマンドのcase文をbreak文までコメント化すればいいようです。
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// case 12: // A - Iambic mode
中略
// break;
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ATmega328Pの「びんぼうでいいの」では、メモリー書き込み、再生、送信は動作しています。

ボードをATmega168P/Int.4MHzに変更してコンパイルした結果は、なぜか4バイト小さくなりました。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 15,974バイト (97%) を使用しています。最大は 16,384バイト です。
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あとは実機でのテストです。

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追記です。

実機でのテストはＯＫで、ブログ用の撮影も終わったのですが、スリープしません。
そういえば、テストのためにスリープ機能を入れていないのを忘れていました。
スリープ機能を入れたら124バイトオーバーしています。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 16,508バイト (100%) を使用しています。最大は 16,384バイト です
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もう少しダイエットに励みます。

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追記です。

メモリ リピート機能を削除して、ギリギリですが押し込みました。
送信機系統切替機能も不要なので削除したかったのですが、どこを削除するか分かりませんでした。
送信機系統２は無効にしてありますので、送信機系統は１のママです。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 16,374バイト (99%) を使用しています。最大は 16,384バイト です。
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使用率は99.93％でATmega168Pの容量をほぼつかいきりました。

というわけで紆余曲折しましたが、ElekinoCanDo/Stdは封印から覚めることができました。


中身です。


送信回路の確認ができるように、パドル側のコネクタに送信確認用のLEDを付けました。
LEDの電源はElekinoCanDo/Stdから拝借しています。半田付けはせず、抵抗の足のテンションで５V端子に接続しています。

ElekinoCanDo/Std(ATmega168P版ElekinoCanDo）の試作 その３

その３です。

ElekinoCanDo/StdをUSB充電器に押し込みました。

メモリー数が３個になった以外は同じです。


パドルをつないで動作確認をしてみましたが、コマンドSWとコマンドモード表示LEDは正常に動作しました。
メモリーを書き込もうとPを打ったところ、♪トトツーツートト、アレ、まさにトトツーツートトです。
サイドトーンの周波数を変更するFコマンドは正常に動作していますので、メモリー書き込みだけが動作しないようです。

色々調べてみたところ、原因は//#define FEATURE_MEMORIESでした。
最新バージョンではkeyer_features_and_options.hファイルの構成が変わっていたので、見落としていました。
FEATURE_MEMORIESを追加したところ、案の定ATmega168Pのサイズをかなりオーバーしてしまい、ElekinoCanDo/Stdの目論見は見事に外れてしまいました。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 19,706バイト (120%) を使用しています。最大は 16,384バイト です。
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使わないコマンドを削ったとしても、3322バイトのダイエットはかなり厳しそうです。

ATmega328Pにするなら、改良版のElekinoCanDoの方にすれば良いので、ATmega168Pで行くならメモリー無しということになります。
メモリー無しなら、コマンドボタン無しにしたかったのですが、速度調整にコマンドボタンは必要なので、コマンドボタン＋LEDの中途半端な構成になりそうです。
速度調整を半固定VRに変更してSW無しの方がスマートかもしれません。

ElekinoCanDo/Stdはスタンダードの意味だったのですが、メモリー無しではスタンダードとは言えそうにありません。
ElekinoCanDo/Stdは幻として封印して、ElekinoCanDo/Bsにしようと思います。

このケースは２つ穴を追加してElekinoCanDoに変身させる予定です。

ElekinoCanDo/Std(ATmega168P版ElekinoCanDo）の試作 その２

その２です。

USB充電器に実装する前に、部品レイアウトを作成しました。

回路図にはありませんが、念の為にリセット端子に10kΩを追加しました。

ElekinoCanDo/Std(ATmega168P版ElekinoCanDo）の試作 その１

早速ATmega168P版のElekinoCanDoを試作してみました。

ElekinoCanDoと区別するために、とりあえずElekinoCanDo/Stdという名称にしておきます。
ちなみに今後のElekinoCanDoシリーズは、メモリー無し版、３メモリー版(ElekinoCanDo/Std)、５メモリー/ワード単位編集版(現行ElekinoCanDo)、シリアル接続版の展開を予定しています。

機能的にはオリジナルのママなので、ワード単位でのメモリー書き込みなどはできません。
コスト削減効果は50円ですが、在庫のATmega168Pの活用ができるのがメリットです。
メモリー数はいくつでもいいのですが、ElekinoCanDoとの差別化のため３メモリーにしようと思います。

回路図です。
コマンドモード表示用LEDはD03に割り当てました。
他は同じです。


ブレッドボードでテストしてみました。
SLEEP機能の確認もできましたが、デフォルトの10分は長過ぎるので、３分にしようと思います。


以下、変更した設定です。
この設定でArduino IDE 1.6.3でコンパイルすると16kBに収まるので、ATmega168P版を実現できます。

<keyer_settings.h>
#define memory_area_end 511
#define go_to_sleep_inactivity_time 3

<keyer_features_and_options.h>
#define FEATURE_COMMAND_BUTTONS
#define FEATURE_SLEEP
#define OPTION_PROG_MEM_TRIM_TRAILING_SPACES
#define OPTION_DIT_PADDLE_NO_SEND_ON_MEM_RPT

クロックはElekinoCanDoと同様4MHzで省エネ設計を踏襲しました。

avrdudeを使用してArduino as ISPでブートローダー無しで書き込むテスト

K3NG Arduino CW KeyerをなんとかATmega168Pで動かそうと検討していましたが、keyer_features_and_options.hで機能を限定しても16KBの壁をクリアすることができませんでした。
スケッチを解析して使用しない機能を削れば実現できそうですが、複雑な内部構造のため断念していました。

一方arduino IDEの環境も年々進歩しており、arduino-0023、arduino-1.0、arduino-1.0.5-r2、arduino-1.6.3の４種類をライブラリなどの環境により使い分けています。
先日 Arduino IDE 1.6.3でK3NG Arduino CW Keyerの機能を限定してコンパイルエラーしてみたところ、下のように16KBの壁に肉薄していました。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 15,726バイト (51%) を使用しています。最大は 30,720バイト です
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コンパイラも進歩しているようで、サイズもだいぶ小さくなってきました。
プロセッサをATMega168Pに変更してコンパイルしたところ、コンパイルサイズは変わりませんが、ATMega168Pに書き込むことができません。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 15,726バイト (109%) を使用しています。最大は 14,336バイト です
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ブートローダー無しで書き込めば、ブートローダーの分だけ余裕ができるので、書き込めそうです。
そこで、ブートローダー無しで書き込みできる環境が整っている Arduino IDE arduino-1.0.5-r2でコンパイルしたところ、コンパイルサイズが少しオーバーして書き込めそうにありません。
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コンパイル後のスケッチのサイズ：17,190バイト（最大容量32,768バイト）
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Arduino IDE 1.6.3環境でArduino as ISPを使用してブートローダー無しで書き込む方法を探してみました。
tadfmacさんのサイトでArduino 1.6でATTiny85やATTiny44を開発できるようにしてみるの記事を見つけて設定してみました。
ようやく、ATmega168P/Int.8MHzでコンパイルできるようになり、思惑通りサイズ内に収まっています。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 15,730バイト (96%) を使用しています。最大は 16,384バイト です。
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あとはArduino as ISPで書き込むだけですが、upload.toolが見つからないとのエラーで書き込むことができません。
何か設定が足りないようで、Arduino IDE 1.6.3環境でArduino as ISPを使用してブートローダー無しで書き込む方法は断念しました。

とはいうもののArduino IDE 1.6.3環境でコンパイルできるようになったので、hexファイルができているハズなので、これをAVRライターで書き込めば良さそうです。
最近はAVRライターとしてはArduino as ISPしか使用していなので、コマンドラインからavrdude.exeを使用して書き込む方法を探してみました。

しなぷすさんのArduinoISPを汎用AVRライタとして使う(1)に詳細な手順が掲載されています。
avrdude.exeはWinAVRのものを使うようですが、実績のあるArduino IDE arduino-1.0.5-r2から入手しました。
試してみた結果、avrdude.conf、avrdude.exe、libusb0.dllの３つのファイルを任意のフォルダーにコピーすれば動作しました。
コマンドラインで動作するので、バッチファイルを作っておけば毎回同じ設定で動作するので、便利です。

さてArduino IDE 1.6.3環境で作成されたHexファイルですが、コンパイルの最後に一時ファイルの場所が表示されます。
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F:\arduino-1.6.3\hardware\tools\avr/bin/avr-objcopy -O ihex -R .eeprom C:\Users\wkn\AppData\Local\Temp\build6802101246601032149.tmp/k3ng_keyer.cpp.elf C:\Users\wkn\AppData\Local\Temp\build6802101246601032149.tmp/k3ng_keyer.cpp.hex
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ここのhexファイルをコピーして使用すればOKです。
Tempフォルダには大量の一時ファイルが残っていたので、消しておきました。
ちなみにArduino IDE 1.7以降は自動的に削除されるようです。

というわけで、ATmega168PでK3NG Arduino CW Keyerが動作するようになりました。
ベースは2.2.2015101801で、以下の機能のみを実装しました。
#define FEATURE_COMMAND_BUTTONS
#define OPTION_PROG_MEM_TRIM_TRAILING_SPACES
#define OPTION_DIT_PADDLE_NO_SEND_ON_MEM_RPT

まだ動作確認をしていませんが、FEATURE_SLEEPを追加してもギリギリ行けそうです。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 16,264バイト (99%) を使用しています。最大は 16,384バイト です
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FEATURE_POTENTIOMETERの追加は98％でOKでしたが、FEATURE_SLEEPを追加したらオーバーしたので、どちらか一方しか追加できません。
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スケッチが プログラムストレージ領域の 16,198バイト (98%) を使用しています。最大は 16,384バイト です。
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TG12864E Tanukino Antenna Analyzer の製作 その５

その５です。

ケースに入れました。
グラフィックLCDのサイズが大きいので縦型に配置しました。
設定用のVR類は右側面に、アンテナと電源端子は左側面に配置しました。


上面です。


中身です。

TG12864E Tanukino Antenna Analyzer の製作 その４

その４です。

前後しましたが、２号機の基板です。


基板のUPです。


裏です。


SWRの理論値と補正後の測定値を比較したグラフです。
ほぼ一致しています。

TG12864E Tanukino Antenna Analyzer の製作 その３

その３です。

グラフィックLCDのTG12864Eを使用したアンテナアナライザーを作っていますが、ポート不足は8MHz内蔵OSC版にすることによりなんとかなりそうです。

今回はSWRが表示されるので、抵抗を総動員して校正してみました。

測定結果です
Xが未知のインピーダンスで、アンテナ端子にソケットを付けて、抵抗を取り替えて測定しました。
FとRがAD変換の結果です。オペアンプで11倍に増幅した値で1024で1100mVです。
もう少し増幅した方が良さそうです。
S0が抵抗から計算したSWRで、S1がFとRから計算で求めたSWRです。


Xに対するS0とS1のグラフを描いてみました。
50Ω付近では合っていますが、離れると低めのSWRとなります。
DDSの出力とのマッチングが取れていないせいでしようか。
バッファアンプを追加してATTを入れれば改善できそうですが、今後の課題として、校正値を利用して、補正してみることにします。


測定されるSWRが低いので、補正用の倍率を掛けてあげれば良さそうです。
Xの値は不明なので、Xと相関がありそうなFと倍率をグラフにしてみました。
微妙に折れ曲がっていますが、４つの区間に分割して直線補間することにしました。


4つの区間の直線の方程式を算出して補正した結果のS2とS0のグラフです。
ほぼ重なっているので、この方式で補正できそうです。

TG12864E Tanukino Antenna Analyzer の製作 その２

その２です。

グラフィックLCDのTG12864Eを使用したアンテナアナライザーを作っていますが、グラフィックLCDに13ポート、DDSモジュールのSD9850Mに4ポート、VSWR測定と設定用VRに3ポート、SW用に1ポートの合計21ポートとなり、20ポートしかないArduinoではどうしても1ポート足りません。

122X32モノクログラフィックLCDシールドのように、MGLCDライブラリのシリアル接続機能を使用する手もありますが、Arduinoが2個必要となり複雑になるので、あと1ポート不足ということで、奥の手を使うことにしました。

Arduinoは通常16MHzのクリスタルかセラロックを使用しますが、8MHzの内部CR発振回路にすると、クリスタルを接続する端子がD20とD21として使えるので、合計22ポート使用できるようになります。
今回は、あと1ポート足りないので、この方式で試してみることにします。
8MHz内蔵OSC版のArduinoのブートローダーを書き込むこともできますが、PCとシリアル接続するためのD0ポートを使用するので、デバッグには利用できません。
ターゲットボードへ直接スケッチを書き込めるメリットはありますが、今回はグラフィックLCD表示関連のユーザインタフェースのデバッグはほぼ完了しているので、AVRの抜き差しで対応することとして、ArduinoISPを使用して直接書き込むことにしました。

回路図です。
今回は、ADコンバータのレファレンスを内部リファレンスの1.1Vに変更しました。

DDSモジュールのポートは適当に割り当ててみましたが、ポートの変更が必要になるかもしれません。
これから試作してみますが、NGならシリアル接続を検討しようと思います。

周波数設定用VRをセンスするアナログポートにSWを付けて、電圧の変化でSWが押されたかどうかを判定してもいいかもしれません。
SWの増設ならアナログポート1つあればなんとかなりますね。

TG12864E Tanukino Antenna Analyzer の製作 その１

グラフィックLCDのTG12864Eにお絵かきできるようになったので、早速Tanukino Antenna Analyzerを作ろうと思います。
先ずは、ユーザインタフェース部分を作りました。

例によって、びんぼうでいいのに接続してテストします。


開始画面です。
Tanukinonoのロゴから36x47サイズのBMPファイルを作り、ライブラリ付属のツールでヘッダーファイルに変換します。
配列の型を　const uint8_t　に変更しないとコンパイルエラーとなります。
21文字ｘ８行あると、色々な表示ができます。
SWを押すと次の画面に進みます。


以降はAQM1248A-RN版と同じで、スキャン開始・終了周波数をMHz、100kHzの順に入力します。





この画面でSWを押すとスキャンが開始されます。


スキャン画面です。
スキャン周波数の他にVSWRと、0から121のスキャンIDが表示されます。
今回はY軸にVSWR値を表示するので、122データとしました。
VSWR値はダミーで、スキャン中に手動でVRを操作しています。


スキャンが終了すると、最小のVSWR値と、その時の周波数が表示されます。


SWを押すとグラフが表示されます。
今回はY軸のラベルと目盛線を追加しました。


ここでSWを押すと開始画面に戻ります。