2016-09-26

バルミューダ用の5cc計量カップを3Dプリンタで作る

バルミューダのトースター、スチーム用に5ccのコップデザインの付属の計量カップを使んだけど、この計量カップは一般には市販されて無くて、かつ小さいのでうっかり無くしそうなので、作って印刷してみた。

Fusion 360 でモデリングして印刷。5cc はざっくりと計れれば良いので、計量部は半径1.1cm、高さは1.31cmで。オフィシャルのカップは内側に5ccと書かれた凹があってわかりやすいけど、家庭用プリンターだと精度でなさそうなので作っていない。

一度印刷してみてたところ、

カップ内側のフィレットはもっと大きくないとほぼ解らない
カップの持ち手を太さ 2mm で作ったが、もっと厚くて良い(3mm程度かな)

あたりが不満だったので、微調整して再印刷した。

印刷に使ったプリンタは Afinia H480。7.7g の ABS で約40分。

0.1g 測定できるハカリで実際に計量してみたらだいたい5g弱で水がすくえてた。積層跡とトップの印刷跡がいかにも3Dプリンター。

付属品と比べるとあからさまにデザイン面で劣るし、マットな質感も出せてないんだけど、無くした時用ということで。

なお印刷に必要なデータ(STLとか)などは Fusion 360 のサイトから落とせる。

http://a360.co/2dbuKZO

3D CAD すごく難しいイメージだったのだけど、Fusion 360 は個人利用なら基本無償だし、直感的に操作できて便利。

バルミューダのトースター、実家へのプレゼントと自宅用に二つ買ったけど、大変満足度高い。

2016-09-24

1mA単位で計れる OLED USB電流チェッカー

このタイプの物で 1mA 単位で計れるのは珍しく、また OLED なので暗いところでも見やすい。約1000円。

http://www.ebay.com/itm/291824083937

Robit社で教えて貰った。

2016-09-24

mbed で MAX7219 + 8桁7セグメントLEDを使う

ebayで約200円で売られている、MAX7219 + 8桁7セグメントLEDを mbed で動かした。

SPIで制御するのだけど、MISO は必要なく、繋ぐ線は

(mbed) MOSI -> (MAX7219) DIN
(mbed) SCK -> (MAX7219) CLK
(mbed) CS -> (MAX7219) CS

の3本で良い。

オフィシャルが提供している mbed のライブラリコードを使う場合、全桁自分で制御する (decode_mode が 0x00) 前提でコードを書く必要がある。

https://developer.mbed.org/teams/Maxim-Integrated/code/MAX7219/

例えば全桁 - (マイナス)表示をしたい場合は

Max7219 max7219(MOSI, NC, SCK, CS);

max7219_configuration_t cfg = {
  .device_number = 1,
  .decode_mode = 0xFF,
  .intensity = Max7219::MAX7219_INTENSITY_7,
  .scan_limit = Max7219::MAX7219_SCAN_8
};

max7219.init_device(cfg);
max7219.enable_device(1);

max7219.clear_display_test();
for(uint8_t i = 1; i < 9; i++) {
  max7219.write_digit(1, i, 0b1010 /* minus */);
}

のように書く必要があって面倒。

MAX7219 8桁 7セグメント LED モジュール / Arduino | tech - 氾濫原

ではシンプルに実現してるので、mbed で動くように移植してみた(cho45 さんから許可いただきました)。

https://developer.mbed.org/users/hotchpotch/code/Max7219/

SPI spi(MOSI, NC, CLK);
MAX7219 max7219(spi, CS);
max7219.begin();
max7219.print("-1234.567");

3.3V で動くのか

そもそも MAX7219 は仕様書によると電源電圧が 4V~5.5V、ロジックの HI が MIN 3.5V だったので 3.3Vを電源とするmbedと同じ3.3V電源で動かないと思ってたんだけど動いてしまった。

また、MAX7219 のICの価格が、digikey だと8$ほどするけど、ebay だと LED 込みで2$しない価格で安すぎる…。B級品なのかコピー品なのか。

組み込み関係の事をブログ記事を書くこと

↑で触れてる lowreal.net の影響が大きくて。組み込み開発に興味無かったときは、エントリーを読んでも理解できなかったんだけど、今は大変参考になるし、Google 検索しても結構な頻度で引っかって助かっている。なのでメモ的なことでも記事にしている。

2016-09-23

HX711で重さを量る

ハカリなど重さを量るには、一般的にロードセルとひずみゲージセンサーを使って実現している。HX711 は安価なひずみゲージを読み取るためのICで、24bit ADCを搭載していて、ICにクロックを送ることでデータを受け取る。ebay では実装済の物が一つ100円以下で買える。

ロードセルは単体で買っても、ロードセルを設置ことが大変。その辺のハカリをバラすと入っているし、そのまま設置できるので大変楽。ロードセルにはVDD/GNDと、ひずみゲージの+-の線があるので、それをHX711のE+(VDD),E-(GND)、A+, A- (チャンネルAを使う場合)に接続すればOK。

https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/ForceFlex/hx711_english.pdf

HX711 用ライブラリ

Arduino 用はあるけど、mbed 用でちゃんと動く物がなかったので書いた。

HX711 hx711(dataPin, clockPin);
hx711.setScale(100000f); # ひづみゲージにや電源よって最適な値は異なる
hx711.tare();
float gram = hx711.getGram();

で動く。HX711 の仕様書を読んだメモ

https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/ForceFlex/hx711_english.pdf

DOUT が LOW になったら準備完了
同期に用いる PD_SCK にあわせて 24bit 分のデータをDOUTから MSB で出力する
その後のPD_SCKでのHIGH/LOWの回数にあわせて、次回のゲインが決まる
- 標準は 128 (1回のHIGH/LOW)
- CH A を使う場合は 128 もしくは 64
- CH B を使う場合は 32 をセットする。

# HX711.hpp

#ifndef HX711_h
#define HX711_h

#include <mbed.h>

const float defautScale = 490000.0f;
const float lbToGram = 453.5f;

class HX711
{
  private:
    DigitalIn dataPin;
    DigitalOut clockPin;
    uint8_t gainPulse;
    uint32_t offset;
    float scale;
  public:
    HX711(PinName dataPinName, PinName clockPinName) :
      dataPin(dataPinName), clockPin(clockPinName, 0)
    {
      offset = 0;
      gainPulse = 1;
      scale = defautScale;
    }

    void tare() {
      offset = avg(10);
    }

    const float getOffset() {
      return offset;
    }

    float readGram(uint8_t times = 10) {
      float res = (float)avg(times) - offset;
      return res / scale * lbToGram;
    }

    uint32_t avg(uint8_t times = 10) {
      uint32_t res = 0;
      for(uint8_t i = 0; i < times; i++) {
        res += read();
      }
      return res / times;
    }

    bool isReady() {
      return dataPin == 0;
    }

    void setGainPulse(uint8_t _gainPulse) {
      gainPulse = _gainPulse;
      read();
    }

    void setScale(const float _scale) {
      scale = _scale;
    }

    const float getScale() {
      return scale;
    }

    uint32_t read() {
      uint32_t res = 0;
      uint8_t i = 0;

      while (!isReady());

      for(i = 0; i < 24; i++) {
        clockPin = 1;
        res = res << 1;
        clockPin = 0;
        if (dataPin == 1) {
          res++;
        }
      }

      for (int i = 0; i < gainPulse; i++) {
        clockPin = 1;
        clockPin = 0;
      }

      res ^= 0x00800000;
      return res;
    }
};

#endif

2016-09-23

nrf51 の nano.specs で printf で float の値を表示する

float の値を printf に表示したいだけなのに時間がかかった…。

newlib-nano を使ってるので、

https://devzone.nordicsemi.com/question/5076/using-floats-with-sprintf-gcc-arm-none-eabi-nrf51822/

にあるとおり、

-u _printf_float

を ldflags に追加すれば良い。

mbed の cli 環境下で追加する。

[4]>_<X mbed --version
0.9.5
[4]>_<X mbed compile \?
usage: make.py [-h] [-m MCU] [-t TOOLCHAIN] [--color] [--cflags CFLAGS]
               [--asmflags ASMFLAGS] [--ldflags LDFLAGS] [-c] [-o OPTIONS]
               [-p PROGRAM] [-n PROGRAM] [-j JOBS] [-v] [--silent] [-D MACROS]
               [-S] [-f GENERAL_FILTER_REGEX] [--automated] [--host HOST_TEST]
               [--extra EXTRA] [--peripherals PERIPHERALS]
               [--dep DEPENDENCIES] [--source SOURCE_DIR]
               [--duration DURATION] [--build BUILD_DIR] [-N ARTIFACT_NAME]
               [-d DISK] [-s SERIAL] [-b BAUD] [-L] [--rtos] [--rpc] [--eth]
               [--usb_host] [--usb] [--dsp] [--fat] [--ublox] [--testlib]
               [-l LINKER_SCRIPT]
make.py: error: unrecognized arguments: ?

を見ると、--ldflags に値を渡せば良さそう。なんだけど、こいつが内側の make.py で呼び出している gcc.py に値を渡していないので、設定しても無駄。

mbed toolchain を直接弄って指定する。

## .temp/tools/toolchains/gcc.py 
        if use_nano:
            self.ld.append("--specs=nano.specs")
            self.ld += ["-u _printf_float"] # 追加

あと同階層にある gcc.pyc は削除しておく。

ううう…。