ワイヤレス・ナンバ表示機の完成

最後にスマートフォンからワイヤレス・ナンバ表示機が
制御できるよう、インターフェイスをXBee WiFiに変更します。

まずはスマートフォンにワイヤレス・ナンバ制御用の
ソフトウエアをインストールします。eclipseの環境は
構築してあるのでソースファイル一式をインポートしたら
問題なくスマートフォンにアプリをダウンロードできました。

次にブレッドボード上でトラ技ARMライタをXBee WiFiに
差し替えようとしたところ、トラブル発生。
所有しているXBee WiFiの変換基板は3.3Vのレギュレータが
実装されているため、外部からは5Vの電源を印加しなければ
なりません。記事で紹介している他の既存回路は3.3Vで
動作しているため、この実験では2つの電源が必要に
なってしまいました。5VはUSBポートから引き出した
簡易電源を使用します。

すべての変更が終了していざ動作確認！
やはり一度では動きませんでした。
XBee WiFiからシリアルデータは出力されていますが、
LPC810からシフトレジスタにデータが出ていません。
LPC810_7segのソースコードを見ると、UARTの設定が
115200bpsになっています。そういえば電子オウムを
作製した時は9600bpsでそのままになっていました。

XCTUでXBee WiFiのシリアル通信速度を115200bpsに
設定し直すと、完璧に動作しました。

ワイヤレス・ナンバ表示器の検証

早速組み立てたブレッドボードが正しく動作しているか、
検証していきます。

USBケーブルを接続して、ハードウエアに問題が無いか
確認します。以前のLチカ・プログラムがLPC810に残って
いますので、今回追加した回路にかかわらず、
赤のタクトスイッチを押すと、動作確認用のLEDが点灯します。

次に、Flash Magicを使ってLPC810_7seg.hexをLPC810に
書き込みます。環境は前回構築済みなのでLPC810を
ISPモードにすると新しいプログラムがダウンロードされます。

LPC810のリセットスイッチ(黄色のタクトスイッチ)を押すと
プログラムが走り始め、LCDは９，８，７…０と表示していきました。

いよいよ次回は、XBEE Wifiに乗せ替えを行います。

ワイヤレス・ナンバ表示器の製作

ワイヤレス・ナンバ表示器の製作に挑戦です。
とはいっても、トランジスタ技術2014年3月号に

その製作記事は出ているので、ブッレドボードに

回路を組み立てて、自分のPCにソフトウエア開発環境を

構築していくだけです。

まずはwifiで接続する前にトラ技ARMライタで動作する

有線のワイヤレス・ナンバ表示器を作ります。

前回のLチカ・プログラム用回路にシリパラ変換器の74HC595と

7セグメントLEDを追加していきますが、7セグメントLEDが

本に掲載のものと異なります。

秋月電子で買った7セグメントLEDは足が上と下に出ていたため

ブレッドボード上では横向き(!?)になっています。(ブレッドボードを

横にすれば正位置ですが。)

また、ピンとセグメントの対応が本に掲載のもとと違うため、

結線には注意が必要です。

ブレッドボードが出来上がりました。

トラ技ARMライタの検証

前回作ったトラ技ARMライタが正常に動作しているか検証するため、
同トランジスタ技術2014年3月号に記載されている
Lチカ・プログラムをブレッドボード上で実験しました。

まずは、LPC810を使った実験回路をブレッドボード上に
組みます。

写真の奥に見える回路は、前回作製した電子オウムの
一部です。この写真ではまだトラ技ARMライタとLPC810は
接続されていません。

次に、制御するパソコンにトラ技ARMライタのドライバソフトウエアを
インストールします。必要なソフトウエアはトラ技の特設サイト
からすべてダウンロードできます。

USB-UART変換ファームウエアが正常に起動できて
COMポートが認識されたら、Flash Magicを使って
Lチカ・プログラムをLPC810に書き込みます。
この作業でFlash Magic上の処理に問題が起きなければ、
とりあえずトラ技ARMライタは正常に動作していることが分かります。

ブレッドボード上にあるLPC810のリセットボタン(黄色)を押して
Lチカ・プログラムを起動してから、確認用のタクト・スイッチ(赤色)を
押すとLPC810に接続されている右下のLEDが点灯して
プログラムも正常に動作していることが検証できました。

トラ技ARMライタの製作

トランジスタ技術2014年3月号に付属していた基板を
組み立てて行きます。部品は秋月電子で入手済みです。

まずはUSB miniBコネクタから。
同型種のものを買ってきましたが、問題が発生。

写真の上側にある通り、基板に取り付ける足が
4本出ています。トラ技ARMライタの基板には
2本分の穴しか空いていないので、写真下側のように
不要な2本は切断しました。

次にタクト・スイッチ。
ここでも問題が発生しました。同じようなサイズだったのですが
微妙に外寸が異なり、4本の足がうまく基板に入りません。

そこで、この足も写真上の4本から対角の2本を切断して、
写真下の様にしました。それでも若干ゆがみますが、
機能としては問題ないはずです。

今回はトラ技ARMライタをデバッグ用に使用しませんので、
デバッグ用のピン・ヘッダとピン・ソケットの取り付けはありません。
ブレッドボードに連結用のピン・ヘッダを取り付けて工作終了。

タクト・スイッチが前述の通り、若干斜めになっていますが
トラ技ARMライタの出来上がりです。

スマホ電子工作

トランジスタ技術2014年3月号、4月号に掲載された
記事の実験をするために部品を買ってきました。
本書では、WifとZigBeeの両方の通信技術を使って
製作しますが、ここではWifiに置き換えていきます。
部品はほぼ秋月電子で揃いました。
シフトレジスタのみ無かったので、
お隣の仙石電商で入手しています。

まずは、本誌に付属していた基板で
トラ技ARMライタを作って、順次機器を実験します。

GROWL application

Wifiのデバイスで取得したイベントを通知するアプリケーションに
NMAとPROWLがあります。NMAはAndroid用、PROWLはiOS用です。



GROWL applicationを使用するには、それぞれのアプリケーションを
ダウンロードして携帯端末にインストールし、WifiデバイスにAPI Keyを
設定する必要があります。API Keyはそれぞれのサイトから
登録を行って入手することができます。

API Keyの登録されたデバイスからイベントが発生すると、
インターネット経由でGROWL applicationのサーバーに通知がとどき、
携帯端末にその情報が知らされます。

このアプリケーションを使用すると、例えばドアに閉開センサーを
つけておけば不審者の侵入を通知したり、遠隔地の異常状態を
検知して連絡するなど、状態の変化を瞬時に警報として
受け取ることができます。

電子オウムの不具合

1点、動作が不安定な部分があり、調査しました。

問題というのは、電子オウムの電源を入れた直後は

正しく音声を出力するのですが、2回目以降、

発声しないというものです。

XBee wifiモジュールと音声合成ICの間の

UART入出力信号をオシロスコープで確認すると

XBee wifiモジュールからは正しく信号が出力されて

いるのですが、音声合成ICはエラーコード105で

｢音声記号列に未定義の読み記号が指定された」に

なっていることが分かりました。

デバイスやインターフェイスの電圧、通信速度など

条件を変えたり合わせたり、テストモードで動作を

確認しても問題となる原因は見つかりませんでした。

音声合成ICにリセット信号を入れても、2回目以降は

音声が出力されないので、音声合成ICの供給電源を

切断し再接続してみました。それでも2回目以降は

動作しませ。

そこで、UARTの結線を外して、やっと原因がつかめました。

音声合成ICのTXDをXBee WifiモジュールのDINに

直接接続していると、2回目以降はエラーになって

しまいます。現状のアプリでは音声合成ICからの返り値を

使っていないので、この環境では外しておく必要があります。

電子オウムの動作確認

すべての準備が整ったので、電子オウムの
動作確認をします。
まず、ブレッドボードに5Vを接続します。

特に問題が無ければ、変換基板に搭載されている
LEDが点灯します。
次にXBee Wifiモジュールをのせて電源を入れます。
Wifi RouterにXBee Wifiが接続できると追加で乗せた
手前のLEDが点滅し始めます。

AndroidアプリケーションからXBeeへの接続を指示すると
同じWifi Routerに接続されたXBeeを探して
接続が完了します。
(本体[192.168.2..] -> XBee Wi-Fi[192.168.2..)

あとは画面のキャラクタをタッチして音声を入力すると
製作したブレッドボードのスピーカーから音声合成された
音声が出力されます。

XBee Wifiモジュールの設定

XBee Wifiモジュールは秋月電子で開発セットを買いました。

このセットにはXBee Interface Board(左右にある大きい基板)が
付属しています。USBケーブルを接続してDigiのサイトから
制御プログラムX-CTUをダウンロードしてPCにインストールすると
XBeeモジュールの設定が行えるようになります。

Access pointを探したり、接続したりして、動作の確認が
行えるようになります。Access pointと接続が成功すると
USBコネクタの横左下にある赤いLEDが点滅します。

まずはXBee Wifi モジュールをアクセスポイントに接続させます。

電子オウムのアプリケーションソフトウエア

まず、PCにAndroidアプリケーションの開発環境を構築します。
Eclipseの日本語化サイトからJavaのパッケージをダウンロードして
c:\tools\等にZipファイルを解凍します。
それからeclipseを立ち上げて、新規ソフトウエアのインストールで
作業対象https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/から開発ツールを
インストールします。これには多少の時間を要します。
また、Android SDKをhttp://developer.android.com/sdk/index.htmlから
ダウンロードしてターゲットとなるAndroidの開発パッケージを取り込みます。

次にInterfaceのダウンロードページから2012年の11月号特集第1章
ソースコード一式をダウンロードします。WifiTextPlayをインポートして
workspaceに入れて準備完了です。

このソースコードはYahooのアプリケーションIDを必要とします。
res\values\strings.xmlを開けてアプリケーションIDを正しく
入力するとデバッグでエミュレータを起動できます。

電子オウムの回路組み立て

まずは秋月電子でブレッドボードを購入し、その上に
XBee WiFiモジュールと音声合成LSI、モノアンプを
回路図通りに組み立てていきます。

モノアンプも半完成品で秋月電子から手に入ります。
因みに音声合成LSIも。

実験なので広いスペースが残っています。
赤い線に+3.3V、黒い線にGNDを安定化電源に接続します。

結線数は多くないので、場所さえ決めてしまえば
30分ほどで組み上がります。

XBee WiFi変換基板の変更

XBee WiFiモジュールはピンピッチが2mmと
なっているため、ブレッドボードに接続できません。
そのため、実験で使うには2.54mmのピンピッチに
変換するXBee WiFi変換基板を使用します。
どちらも秋月電子で購入できます。

まず実験に先立って、XBee WiFi変換基板に
電解コンデンサとLEDを追加します。

電解コンデンサはXBee WiFi変換基板に
のっているレギュレータがXBee WiFiモジュールの
立ち上げ時に引き込む電流が大きすぎるため
容量不足となるのを補うためのものです。

また、LEDはXBee WiFiの15番ピンから
wifiネットワークへ接続できたときに
associate信号が出力されるため、
接続状況の確認ができます。

変換基板はこんな形になりました。
この上にXBee WiFiモジュールがのります。

2014年3月号のトラ技

トランジスタ技術2014年3月号の特集は、

「デビュー！スマホ電子工作」です。

たまたま本屋に出かけた際、見つけて買いました。

来月号にも引き続き、Wifiを使って

外部で測定したデータをスマホで表示できる

アプリケーションが掲載になります。

このサイトでやりたいと思っていたことが

凝縮されているので、電子オウムが終わったら、

実験してみたいと思います。

belkinのWeMo

日本ではまだ発売されていませんが、
belkinからWeMoというWifiを使った家庭内の
電源スイッチ、ライトスイッチが製品化されています。

家庭内のWifiルータに接続したWeMoはネットワークを介して
スマートフォンやタブレットとつながり、それらのデバイスから
電源のオンオフや消費電力の測定、室内の温度を
通知したりすることがでます。

値段も非常に安いので、日本の電波法に適合した
製品が出てくる日も近いかもしれませんね。

Googleのnest社買収

1月中旬にgoogle社がnest社を32億ドルで
買収するというニュースがありました。
nest社はデザイン性の高いサーモスタットや
煙感知器を製造しています。
スマートフォンから監視、制御できて
室内の通信ではwifiを使っていました。
興味があったので見ていたら、
こんなに早くgoogleに買収されてしまうとは。。。

XBeeWi-Fiモジュール

秋月電子でWiFiのモジュールXBee Wi-Fiが手に入ります。

このモジュールを使って、実際に無線通信を使ったアプリケーション
電子オウム(CQ出版社のInterfaceの2012年11月号)を
作っていきます。