PICで鉄道模型をPWM高精度制御するやつを作ってる

最近、ぼちぼちPICやってます。

最初は全部レジスタ直打ちで全部の機能を使おうとしていたのですが、あまりにも非効率なので、一旦諦めてMicrochipがMPLABXに付属させているMCCというコードジェネレータを使うことにしました。コードジェネレータと言っても、GUIで設定するとハードウェアを使う機能の関数が用意されるだけで、その関数をどう使うかは自分次第です。

なれるとなかなか便利な代物で、例えばPWM1_DutyCycleSet(100);とか書くだけでDuty比がセットできるようになったりするので、高度な制御をするときは必須かなと思いました。

今回は高周波PWM制御で鉄道模型を精密制御するものを作りました。被制御側(ハード、PIC)はこんな感じで良さそうですが、Pythonとかで制御するソフトウェアが未完成なので、まだシリアルから手動で叩く必要があります。

今回は書籍「C言語によるPICプログラミング大全」を参考にしました。基本から書いてありますが、いきなりレベルが吹っ飛びすぎて、下地がないと厳しいかもしれないです。MPLAB XとMCCの使い方については参考となる日本語資料が少ないので助かりました。

ハードについては、今回、唐突にPICがリセットされる問題が発生して解決に時間を要しました。結局、電源ラインにセラミックコンデンサを入れ忘れておりず、ノイズでリセットされていたことがわかりました。基本的なことなので、書籍などを参考にしなかったのが原因かもしれないです。まあ、気づけてよかったです。

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Xperia X Performanceの透視図を作った

先日Xperia X Performanceのロジックボードが壊れてHTC U11にしたのですが、亡骸を有効活用する必要を感じたので、芸術作品を作りました。1枚目も2枚目も、表面から見た姿です。

スキャナで1部品ずつスキャンして切り出しと位置合わせをしましたが、普通のスキャナなので1mmでも凹凸があるとピントがずれてしまうのが残念です。カメラ式スキャナ使ってリベンジしたい…

1枚めは超薄型ヒートパイプがメインSoCに接触してバッテリ横に放熱している姿がわかりやすいです。

2枚めはスマートフォン内部のRF構成がわかりやすようにしています。筐体に貼り付けられた銅箔がアンテナになっていて、スプリングコンタクタで接続されているのがわかります。

どのアンテナがどの役割なのかは、まだ分析ができていないです。基板の上を同軸が這っているとは想像していませんでした。

 

xperia

 

xperia_rf

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なんか変な鉄道系ポスター画像作った

senheiryuchi

わかるひとにはわかる、原宿駅工事で機械に貼ってあったりする「これより先線閉作業時以外立入禁止」「留置中」のあれです。

絶妙なダサさも含めてわりと再現性は高いのでは?

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WiFiなどを搭載した機器の説明書に記載がある[2.4DS/OF4]や[2.4FH1]などと記載されたマークの意味と根拠

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皆さんは疑問に思ったことはないですか、機器の説明書にある、「2.4DS1」などといった文字の下に棒が描かれたマークを。以前、これがなにで、どんな理由で書かれているのか不思議に思い、調べたことがありました。得られた知見を共有します。

結論から言うと、これはARIB STD-T66 標準規格「第二世代小電力データ通信システム/ワイヤレスLANシステム 参考2 第二世代小電力データ通信システム無線局の運用の手引き」に基づく「現品表示」です。この運用の手引は2400MHz – 2483.5MHzの帯域を利用するすべての設備について規定したものであり、移動体識別用無線設備(RFID)やアマチュア無線局においても対象としています。なお、ARIBの規格への準拠は法的な制約ではなく、推奨されるだけのはずです。

genpin_help
①: 変調方式の略称(複数対応のときは / で区切る)
DSSS: DS
FHSS: FH
DSSS-FH,FH-OFDM複合: HY
OFDM: OF
その他: XX

WiFiならIEEE802.11bのみDSSS(直接拡散)で、それ以降はOFDMです。なんで11b切れないのかね。なのでWiFiはDS/OFとなります。

②: 与干渉距離の番号
与干渉無線局空中線利得を2.14dBi、被干渉無線局をRCR TR-1 移動体識別装置研究開発報告書モデルAとしたとき、干渉電力が標準受信入力よりも10dB以上低くなる距離
10m以下: 1
20m以下: 2
40m以下: 4
80m以下: 8

③: 周波数変更可否と使用帯域の表示
ここはめんどくさいので仕様書からの引用とします。下見て。
スクリーンショット_2018-04-21_13-37-42

RFID装置(2427MHz – 2470.75MHz)へ干渉するか、回避できるかの表示が目的です。

なんでこんなにRFIDが大事にされるかと言うと、2.45GHz帯の一次業務がRFID(正確には構内無線業務)だからです。優先度はISM(電子レンジなど)→一次業務(RFIDなど)→二次業務(アマチュア無線)→免許不要業務(無線LANなど)です。

スクリーンショット_2018-04-21_08-41-37

以上です。これでまた一つ謎が解けましたね。いつか使える知識かな? わいわい。

仕様書非公開にしたARIB絶対に許さねぇ

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PICに入門し始めた

組み込みを以前からやりたいと思っていたのですが、ついにやる気が出てPICを始めました。最初はコンピュータ入門もかねてアセンブリでやろうかと思っていたのですが、さすがに組込入門とPICアーキテクチャ入門を同時にやるのは厳しいので、先にCで普通にかけるようになってからにします。PICはAVRよりも細かい品種が多数あって、特定用途に特化したチップが極めて安いのがポイントかと思います。

初心者によるメモなので、これは決して参考にしないように。あくまでも自分向けのログです。
購入したのはPICKit3です。買った翌週に4がでましたが、初心者なので気にしないことにします。Linuxでも一応開発はできるようですが、ひとまずWindowsで開発することとします。

チップは値段だけ見て適当に買ったPIC16F677というものです。I/Oが多いのがポイントらしいですが、現状特に活かしていません。また、入門書を参考にしてはいません。したほうがいいのかもしれないけど、気にいるものが今のところ見つかっていなくて…

  • ハマったところは以下の2点です
    PICKitからの給電は、設定で有効にしないとされない
  • __delay_ms() はインライン関数でコンパイラの時点で展開されてしまうので、定数のみ受け入れる。コンパイル時に特にエラーは出ないで静かに動かなくなる

ちょうど所属している鉄道研究会の新歓時だったので、ドアスイッチの接点状態が変化するとE233系などのドア上ランプと同じく0.3秒点滅を5回するものをつくってみました。こちらは内蔵クリスタルを使用しているため、回路が極めてシンプルです。

今後はハードウェアPWMをマスターして、Nゲージ鉄道模型を高精度に駆動できるコントローラを制作したいです。また、ソレノイドバルブ(電磁弁)を制御してエアシリンダを駆動できるものもそのうち作るつもりです。高精度で駆動するには外部Xtalが必要ですが、キャパシタが別途必要なのを失念していました。準備しないとー

ハードウェアPWMはなかなか鬼門で、PICの品種によって命令が全く異なります。結局は英文データシートを見てレジスタ構成を自分で把握して書いていく必要があります。ゆるりと頑張っていきたいです

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北関東旅行に行ってきた

昨年春、総武本線120周年記念号に乗った。DE10液体式ディーゼル機関車牽引の12系客車列車。私の好きなものを一気に満たせて、本当に楽しい時間だった。あの楽しさは忘れられず、もう一度乗りたい思いは日頃からあったが、なかなかそんなイベントは頻繁にはない。
秋に発表された「JR東日本 冬の臨時列車」を期待しながら見たが、近郊にはDL牽引の列車はなかった。しかし、今度は電気機関車牽引もいいかなと思って、ELレトロ碓氷に乗ることにした。
Googleカレンダーにメモしておいて、ちょうど一ヶ月前にみどりの窓口で指定券を買った。前向き指定の*が入っているマルス券が欲しかったけど、出札氏にいまいち伝わらなかったのと、自信がなかったので普通に出してもらった。

旅はいつもの通りほとんどノープラン。直前に大体のルートを考えて、結局は…
西武池袋から西武秩父までレッドアロー。影森で石灰石列車をみて、秩父鉄道で寄居、八高線で高崎、宿泊。
高崎から信越線をELレトロ碓氷に乗って、横川。碓氷峠鉄道文化むらを見学。JRバスで峠越えをして、軽井沢。そこから新幹線で帰宅
…とした。

レッドアローはJTBで発券できることがわかったので、軽度の切符好きの私は、券面が気になって近くのJTBへ。あらかじめ電話で聞いておいたので話が早かった。秩父鉄道までの連絡乗車券は発券できない様子。印刷したマニュアルを見ながら、そう迷うこともなく、ちちぶ9号 西武池袋→西武秩父駅の乗車券と特急券を出してもらえた。2枚とも「額」と表示があり、金額入力のような手順で出した模様。発券手数料として1080円とられるけど、出してくれるだけありがたい。
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DSC03492.JPG9:30発なので、私でも楽にだいぶ久々の池袋駅へ。レッドアローホームと本線の間に普通電車ホームがあるのが面白い。脇には使用停止の保守側線らしき分岐があった。私鉄は詳しくないのだけど、基本は入換標識ではなくて上の場内信号で入れるんだろうなー。

車体は結構年季が入っていて、足元の遮音性が少々低い気がした。車内はかなり空いていたけど、各車両前半分だけが固まって発券されていた。車掌氏に座席を変えたいと申し出たところ、即座に「無理です」と断られたけど、最後まで後ろは誰も座らなかった…

DSC03506.JPG西武秩父駅では、到着したレッドアローの目の前でタイタンピングをしているのをじっと眺めていた。間合いでタイタンピングをするって…ちょうど前に行った鶴見線の扇町駅でも、DE11の鼻先でタイタンピングをしていたな。
秩父鉄道が来るまでかなり待ちそうだったので、三輪の石灰石鉱山まで歩いた。

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貨物時刻表をあらかじめチェックしておいたが、読み通り、途中の踏切で早速遭遇できた。力強い音。

DSC03543.JPGそのまま歩いて影森の山の上、秩父太平洋セメント三輪鉱業所へ。こう見ると勾配がきついのがわかる。

いつまで待っても列車が来ず、ひたすら待っていた。地元古老氏がいたので話しかけてみたところ、自ら目撃した時刻を書き留めて、自作の時刻表を橋の袂に貼っている主だった。なかなかすごい執念。どうやら、平日の昼は運転しないことが多いらしい。そのまま待っていたところ、やっと登ってくる写真が撮影できた。

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坂の上に急ぐと、先頭のホキに手ブレーキをかけたのか、先頭のホキが門を過ぎてたあたりで解結。電気機関車が奥へ動いていって、代わりにディーゼルのD502くんが出てきて、ホキと連結。

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いっぱいの煙を出しながら、重そうに引っ張って消えていった。

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すぐに電気機関車くんは山の下に単機で降りて、太平洋セメントの工場がある駅まで回送。古老氏によると、単機でまた戻ってくるらしい。なんでだろう? 機関士の勤務時間とかかな。

古老氏に礼を言って別れてから、影森までまた歩いた。影森駅構内は線形がとても面白い。荷物ホームや昭和電工貨物ホームの跡がたくさん残っている。写真右側が昭和電工の倉庫。線路はほとんど埋もれていて、使われている様子はない。側面には「打合」「連絡」「確認」とある。

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影森から上長瀞まで秩父鉄道に乗って、長瀞で一旦下車。秩父駅では、車窓にワキ818という有蓋車がみえた。袋詰セメントをかつて輸送していたものらしい。DSC03681.JPG

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長瀞まで線路脇の並木道を歩いた。期待はしていたが、ちょうど運良くホキを牽引した貨物列車が見られて満足。
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こういう第四種踏切すき。長瀞で風景を見て昼食をとってから、寄居まで再度乗車。出札氏いわく、連絡乗車券は出せないらしい。理由はわからないけれど、在庫していないのと、出札補充券が原則禁止なのが理由だろうか。他の方も断られているみたい。ホームでも貨物列車が見られた。デキ105。

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こんもり

DSC03717.JPGDSC03728.JPGDSC03718.JPG車掌車かわいい。

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寄居で乗り換え待ちをしていたら、また運良くちょうどデキ105がやってきた。発車待ちをしている機関士さんに会釈をしたら降りてきてくれて、一言二言言葉を交わせて嬉しかった。気づいたら八高線が入線していて、後ろ髪を引かれながら駆け込んでどうにか間に合った。

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八高線の北側は乗ったことがなくて、ずっと乗りたいと思っていた。キハ100は数年前の小海線以来。ディーゼルは音が素敵ね。

気づいたら高崎。夕方で疲れていたので、駅前のアパを予約してすぐにチェックイン。確か5000円弱だった。疲れでその日はほぼなにもせず寝た。駅前なので、深夜まで酔っぱらいがうるさかった。

Day2

朝、私にしては早く目が冷めたので、高崎の留置線を外から見学。さすがに機関区に行っているほどの時間はなかった。上信のホキや107系、有蓋車のテム6なんかが見えた。

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一旦停止

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到着1番!

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高崎の2番線を先発列車が発車してすぐ、入換で手旗誘導されながらELレトロ碓氷号が入線。EF6019号機。列車番号は不明。聞いとけばよかった。不審なお客様も若干いたけど、そもそもそんなに乗客がおらず、無事発車。乗った客車は先頭4号車のスハフ32 2357。昭和13年製造で、JR東日本で最古らしい。座席探訪にはこの車両は席が取りづらいと書いてあったけど、乗車率は3割程度だった。いつもELは閑散なのかな? ちょっと寂しい。車体はつやつや。

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発車前からマイクとPCMレコーダーをデッキ柵にネジで(!)固定するオタクがいて、さすがに困惑した。最初から最後までって…。写真撮るのにも邪魔だったし、ちょっと微妙な気分に。
たぶん車掌からの発車指示はCタイプでやってただろうし、無線機もっていけばちょっと楽しかったかも。完全に忘れてた。
蒸気暖房は初めてみた。SGはELとSL、どっちから供給されてたのかな? ホースから蒸気がちょっとだけ漏れてた。

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EF6019の機器窓から見えた。エアーのソレノイドバルブだろうか?

DSC03858.JPG安中駅で少々停車。安中貨物を見れるとは思っていなかったので、ちょっと得した気分。半自動じゃなくて本当の手動ドアというのは初めて、しかも引き戸でなくて開き戸。遠隔の車掌スイッチでロックが解除される安全装置が後付で装備されている。

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荷物スペース内

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1時間少々で横川駅に到着。到着後少しして前進と後進を切り替えていた。プッシュプルだと機回しがなくて楽そう。オハニ36 11という荷物車がついていたのは驚き。すごい。

脇にいた保線車などと一緒に写真を撮ってから、碓氷鉄道文化村へ。

入ってすぐに、交通建設のGA-100 新幹線軌道確認車。これとアプトくん10000号機、TMC200Bは別途記事にしたい。

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北陸重機工業製の(ディーゼル? 電動?)カート。連結器!

展示車両にはありがちな「登らないでください」とかがないのでどこまで行っていいのか迷ったけど、まあ常識の範囲内に収めておいた。DE10くんもこれからきっとどんどん退役していってしまうんだろうけど、こうやってちゃんと保全しておいてくれたら嬉しいな。屋根なし展示は荒廃が進んでしまうのでできれば避けてほしいけど。

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ヨ3500(ヨ3961)の足元。

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189系(クハ189-506)のジャンパ連結器。妻面

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良すぎる

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EF63 10に接続された、ジャンパ栓で補機や電車をシミュレートして安全装置の動作を試験する機械

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過速度検知装置(OSR)

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どの車両かわからなくなってしまったけど、EF63かEF62のタイフォンペダル

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EF63かEF62のホイッスルレバー

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荷物用気動車キニ58 1(常磐線隅田川駅 – 平駅(現 いわき駅)など)のパレット適合した車内

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たぶんスロフ12のDMF15H-G 6気筒4ストロークディーゼルエンジン

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うわ、回転変流機。

SYNCHRONOUS CONVERTER  GENERAL ELECTRIC CO. VOLTS:600 AMP:1250 CYCLES:60(Hz) SPEED:1200(rpm?)

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保線員が携行する、特殊信号携行函(信号炎管容器)、通称弁当箱

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みんな大好き、密着連結器と自動連結器間アダプターの中間連結器。

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鉄の塊でめちゃくちゃ重い。東武は東急との救援用に床下に設置されてるんだとか…

操重車ソ300や、DD51 1とかもよかった。足元まで見られるのは貴重。

いつか、鉄道車両の運転体験をしてみたい。若桜鉄道のDD16とか…。以前、軌道装置動力車運転者特別教育を受けてみたくて色々な所に問い合わせたのだけど、結局個人が受けられるものはなかった。テキストなら手に入るので、自分で学ぶのはいいかも。

本当にいつまでも見ていられる素敵な展示がたくさんあったのだけど、碓氷峠を越えるJRバスの時間が迫っていたので走ってバスにギリギリで乗れた。あらかじめマルスでJR路線バスの乗車券出せるか調べたのだけど、特定の区間以外は出せないみたい。
ずっと碓氷峠を登って、頂上を通ると少ししかくだらずすぐに軽井沢の人里。トンネルにできなかった地形がよくわかった。

軽井沢の廃線跡をすこし辿ってみた。冬なのもあって軌道には雑草も生えていなかったのは驚いた。脇では鉄道電話が木に侵食されている様子もあったけれど。旧保線区のあたりは、新幹線保線基地になっていて、新幹線用モーターカーなどが留置しているのが見えた。少し峠の旧道を進んで、新幹線の碓氷峠トンネルの坑口を拝んでから戻った。

いつも学割証を持ち歩いているので、それを使って新日本橋まで買った。最寄り駅の山手線某駅でなくてここまでにするのは、鉄道に少し詳しい方ならご存知だろうけど、東京山手線内を避けるため。100kmを越えて200kmに満たない乗車券で東京山手線内の駅を着駅としてしまうと、山手線内では途中下車ができなくなってしまう。そこで、適当にちょっと山手線を外れた駅を目的地として、途中経路に山手線内を含んでおくと、山手線内では自由な経路で、戻らなければ何度でも途中下車をできる。軽井沢駅がぎりぎり東京近郊区間外なのは知らなかった。
例えば、上野まで新幹線で来て、秋葉原で総武線各駅停車に乗り換えて代々木まで行って、山手線を渋谷とか品川で途中下車して、東京で総武線快速で新日本橋へ… みたいなこともできる。

ちなみに、東京近郊区間内で完結する乗車券でも、JR東海である東海道新幹線を含むと途中下車ができるようになる。経路は買ったとおりにしないといけなくなるけど。同一線扱いなのは東京-品川だけなので、在来線だけ使うなら実際はそこしか使えないけど。

バスに急いだ結果食べられなかった釜飯が軽井沢駅でも売っていたので、購入して食べた。自由席なので座れるか心配だったけど、ガラッガラだった。あたらしめのE7系に初めて乗れてちょっと嬉しかった。

春はあと何回か旅に出るつもり。記事書くののほうが時間かかって、結構疲れてしまったw

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Pythonとシェルスクリプトで、画像フォルダ名の末尾に撮影年を付加するものをつくった

カメラの画像フォルダ名は連番で付加されますが、同じメーカーのカメラを複数使っていると、そのうち衝突してしまう恐れがあります。そこで、画像フォルダ名の末尾に撮影年を付加することにしました。たとえば、906MSDCF_2016のようにです。

ls -1

の結果のうち反映させたいディレクトリをrenamedirs.txtに入れて、実行すると動きます。うまく動かなかったものについては手で修正する前提なので、例外処理などはしていません。

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