R&D daily

２０年来連れ添った、ロジクールのトラックボールがいよいよ不調だ。

過去に自力で何度か、はんだクラックなんかを修理して乗り切ってきたけど、
今回はちょっとわからない。

内部基板のレジストなんか、あちこち腐食して銅のパターンが錆びてたりする。

まあいざとなったら、ボールやスイッチは生きているみたいだから、
中身を一から作っちゃえばいいんだけど。

当面色々作業するのに必要なので、取り急ぎ、ロジクールの新型を買ってきた。

ロジクールのトラックボールはbluetoothに対応してなかったはずだけど、
この新型からは対応している。
これはありがたい．．．

長年慣れている、ってのもあるけれど、やっぱり環境の悪い、ほこりっぽいフィールドとかで
マウスを操作するのは、どうにも気持ちが悪いし、
なにより機内での作業でマウスやタッチパッドはあり得ない．．．

誰にでもできる仕事、と言われれば、今の自分の仕事も、大体誰にでもできるような気もするが．．．

事業ってのは、誰でもできることに付加価値を付けて（でっち上げて）高く売る、って側面があるのは確かだ。

組織の仕事なんて、誰でもできてすぐ替えが効く、ってことを是とするからね。
で、誰にでもできるわけじゃない、って仕事は、ある種の芸術性とか個性を切り売りする仕事くらいなんじゃないかな。
でもそんなのを仕事にできてるのなんて、どれほどいるんだろう。

ホリエモンの発言は、いつも概ね間違ってはいないが、何かを逆なでするだけで、感じる深みとか何かは無いよなあ、と思う。
彼は何と戦っているんだろうか。

以前に理不尽な扱いを受けた（と思っている）トラウマでもうずくのかもしれないが、それすらも自らの選んだ道のような気もするよなあ。

おなじみの東京工芸大にて、東日本大会が開催されているので、走れる機体も無いのに厚木まで出かけた。

今回は、ロボット相撲、Robo-Oneとの合同イベント開催。
いつにもまして賑やかだ。

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ロボット相撲は、今の競技スタイルになって見るのは初めてだけど、噂通りの激しい当たりの競技で、マウスとは好対照だ。
ロボコンというくくりでは同じところに入るんだろうけど、競技、機体も違えば、
パドック風景もまったく違う。

Robo-Oneはおなじみ、といえば言えるけど、前日の懇親会でのあいさつに感心した。
ああ、そういうことなのか。
これまた、マイクロマウス系のコンテストとは、向いている方向が全く違うんだなあ。

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まあざっくりとした印象だけれども。

Robo-Oneは、会場に見に来てくれる人たちとの対話、やり取りをやっている。
ロボット相撲は、対戦相手との対話。
マウスは、というと自分自身、あるいは自分の機体との対話をやっているような気がする。

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マウスは諸事情により、クラシックに張り付き。
じっくり見ることができた。

やっぱり団体系が強い、んだけど、弱点も共有しているように見える。
大勢で、機体は多彩に見えるんだけど、なんだか戦略は画一的だ。

なんだか、機体性能の前に、ロバスト性の高い戦略が必要なんじゃないかなあ。

マイクロマウスのソフト面で、よく話題になるのは、姿勢制御や軌道生成とか低レベル系のロジック。
でも、今の風潮からすると、もっと上位の戦略に注力しないと、先に進まないんじゃないか。
例えば、残り時間２分とかで探査を打ち切るとか、そういった感じの仕様とか。

探査の信頼性が高くないと、そもそもマウス競技にならないんだけど、
本当に一発で最短出せるほどの探査ができる完成度は、限りなく遠い。

複数回の走行のデータをマージできないと、必要なデータを得るのは難しいんじゃないかと思う。
そのために実装しなきゃいけないものと言えば．．．

B737-800?

熊本から東京に帰還
最終便だよ。

今日の機体ばっかりだ。
進捗無し．．．

B737?

今日は近いよ。
ほんの１時間半

B777-200

なんだけど、ちょっと古い機材のようで、座席配置と座席そのものが古めかしい。
というか、満席だったので、わざわざ座席数の多い、古い機材を出してきたのか？
と思うほど。

まあ、６時間ほどなので、多少狭くてもいいんだけど。

ようやく帰国。
いつになく、長く感じた。

作業の進捗無し．．．

名物？

フレッシュマンゴー、ライス添え　ココナッツミルク付

日本の感覚からすると悶絶しそうだけど、実際試すとそこまでブッ飛んでいる訳じゃない。

ストリーミングで観戦。
やはりあの程度の課題では、あのメンバだと、ものともしないな．．．

今日は国内移動のみ。
それでも丸一日かかる。
フライトは明日朝だけど、時差が効いて、着いたら夜だ。

最近、外資の月収が話題になっているけど、これって、税込みなんだろうか？
ボーナスは？
保険や厚生年金、財形とか。
日本の会社だったら、当たり前にあるような福利厚生も込みなんだろうか。
この辺、自力で揃えるのは、結構高くつくんだけど．．．

税抜き前で、この程度だったら泣けてくる、というか印象操作のような気もするんだが、どうだろう。

いつもの777

．．．いつもより短い気がする。
中距離仕様かな。

今日は６時間ほど。でも着いてからも６時間くらいかかる予定。
結局いつもと同じくらい移動にかかってる。
戻りは来週半ばだけど、そのまま次の仕事。

ぼちぼちと作業
平日は、せいぜい１工程分の作業しかできない。

今年は、自前の装備で、ハーフサイズマウスを作れることを目指して、
環境の整備を進めてきた。

自分の環境では、クラシックサイズがせいぜいかなあ、とずっと思っていたのだけれど、
ちゃんと設備を入れて、じっくり調整すると、手に入る一番小さいオーダーの物でも、
加工組み立てができるようになってきた。

自分が大会参加するかどうかは、いくつかの意味で、
様子を見ないといけない気がするけれど。

完成の暁には、試走会とか合宿イベントなんかへ、走らせに行きたいと思っている。

先のタイマーテスト、マウスの基板そのものでは小さすぎてテストがしづらい（プローブがあてづらい）ので、動作確認はF3テストボードで実施。

前々から欲しかったものを実装。
やっぱり便利だ。

秋月C基板に、ミニブレッドボードと一緒に、F1の頃から愛用している、
いつものSTM32ボードを搭載。

ブレッドボードに乗せられるCPU基板はよくあるけど、
ピンを引き出す関係で、大きくなりがちで、CPUボードが大きければ、
それを乗せるブレッドボードも大きくなって、全体を持ち歩くのは面倒だ。

割り切って、ジャンパーピンでの配線とすると、なかなかいい感じに収まった。

許容DC入力は3.5くらい～16Vで、USBでも12Vでも動かせる。
USBでCPUやシリアルデバイスを直接つないでしまうと、これが意外と不便だったりするので、こうなっている。

オシロスコープやテスターの接続も安定して、よい感じ。

TIM15には、萌え（MOE）ビットがあって、これを立てないと出力が出ないとか。
プレロードイネーブルビットは、PWMモードの時は立ててはいけないとか。
細々したところで、ちょっと悩んだり。

左右のPWM、位相を合わせたいので、左側担当のTIM4もTIM2のスレーブに設定。
TIM2がマスタで、TIM15とTIM4がスレーブ。
バラバラのOCから、すべて同期した多相PWM波形が出るところまで確認。

同期してなくても大丈夫かもしれないけど、昔から複数のPWMを使うときは
謎の挙動回避のために、クロックを同期させる、ってのがある。
念のため、同期させておく。

目的の動作をさせようとすると、PH/EN動作ではダメで、IN/IN動作を使わないといけないことに今更気づいた。
なんてことだ。
モードピンは、PULLDOWNされているから、パターンカットすればｏｋだが、PWMが全然足りない．．．と思ったら、F303に換装していたのだった。
L433のままだったら、確実にアウトだったな。

データシートをひっくり返して、成り立つか検討。
TIM15をTIM2のスレーブとして動作させれば、なんとかなりそう、かも。
モードピンのカットだけで、ハードをいじらず実現できそうだ。

しかし、よくもまあ、ここまで複雑な設定ができる（想定されている）もんだ。
エンコーダ用の位相係数モード以外でのタイマーのスレーブモードって、初めて使う気がするな。

ぼちぼちと作業
I2Cを起動して、ジャイロが読めるのを確認。

プロセッサが予定と変わったので、なるべく低消費電流になるように、
デバイスも使わないときは、ペリフェラルごと停止するようにする。
個々のペリフェラルは、せいぜい0.1mAくらいのもんだけど、
CPU全体の消費電流は3mAくらいになるはずなので、まあ誤差というほどではない。
損はないし、色々ノウハウにもなるだろう。

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部品が届いていた。
0402メトリックのCR各種。
もうこれ、とんでもないな．．．

どうにも行き詰った感があるので、別案のバックアップに切り替える。
マニュアルをひっくり返したり、エラッタを探したりしたんだけど、この奇妙な症状は訳が分からない。

残念だけど、マイコンを換装する。使い慣れたSTM32F303へ。
ほぼピン互換なので、回路的には何もしなくても置き換え可能だ。

ペリフェラルは断然F3の方が多いので、タイマーなんかはL4よりもいい配置で使える。
Flash書き込みも純正ツールが使えるし。
張り替え作業すると、すぐに起動。

ただし、ADC周りは大幅に違うので、いろいろ手直し。
ADC設定そのままで使えるチャンネルのみ確認して、ひとまず今日は終了。

淡々と進める．．．つもりが、ADCで引っかかてしまい、進まなくなってしまった。
変換動作はしているっぽい（変換終了とかのフラグは立つ）が、レジスタを読みに行っても、オール０のままだ．．．
で、読み込むとフラグも読み込み済みになるので、読み込むレジスタを間違えているわけではなさそうだ。

うーん、嵌ったか．．．

stm32でADCではまったことはなかったんだが、油断したか。
しかし何とかしないと、先に進まない。

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ところで、今回、0603メトリックのCRを使ってみた感じだけど。
全く問題なく、実装できることが分かった。
ちょっとピンセットでつかみづらいくらい。

どうも食わず嫌いだったようだ。
以前、1005パッケージで苦労した辺りの記憶で、苦手意識になってたのかも。、

この分なら、さらに小さい0402メトリックも問題なく使えそうだ。
次回はこっちだな。

0603は、0.5mmピッチや0.65mmピッチの フラットパッケージとの相性もいいことが分かったし。
多分、0402はもっと相性が良くなりそう。

こうなってくると、ボトルネックは、プリント基板そのものになってくる。
趣味で使えるような値段の基板屋は、6mil辺りが設計の相場だけど。
このサイズの部品を効率よく使うためには、4milくらいの設計ルールと、ブラインドビアが欲しくなってくる。

しかし、マウスの基板のスタイルにマッチするかというと、なんだか微妙。

古来の電子工作的アプローチの出番かもしれない。
それならそれで楽しそうだ。

ぽっかりと空いてしまったので、ぼちぼちと進める。
基本的なインターフェースを実装している。

割り込みok。USART動いた。タイマーも設定通り動いているようだ。

USARTは、またしても、これでもかというくらい機能が追加されている。
F4に対しても、かなり増えている。
３２ビットのコンフィグレーションレジスタ３個のビットが、ほぼ埋まっている。
ざっと把握するだけでも大変だ。

ADCが動かないな。
あと、いくら4MHzで動いているとはいえ、ちょっと遅い気がする。
クロック設定を見直すかな。

一通り部品を付け終わったので、できるところからテスト。

反射光センサは今回初の組み合わせ。
この方面は部品のサイクルが速くて、新作のために探す度に新しいのが見つかる。
今回は、APDA3020SECKとPT26-21Cなんてのを選んでみた。

とりあえず実装して動かしてみると、ハーフに使う分にはそのまま使えそうかな？
ただし、ちょっと癖があるな。

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以前、pi:coのエキシビション杯があった時に、試走担当からの技術系プレゼンがあった。
その中で、こじまさんの反射光センサの話。
環境光の量によってセンサの出力が影響を受ける、との発表があった。
明るい環境の方が、センサ出力が大きくなる（早く立ち上がる）とのこと。
これがずっと気になっていた。

今回の組み合わせだと、いままで経験したことが無いくらいに、この傾向が出る。

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色々波形を見て感じたのが、おそらくフォトトランジスタの特性だろうな、という事。

フォトトランジスタもトランジスタであるので、感度よく素早く動作させるためには、
バイアス電流を流したい。（A級動作させたい）

でも、フォトトランジスタは、どうやってバイアスを掛ける？
昔の自分のマウスの回路だと、ベース端子付きフォトトランジスタ（TPS604とか）を使っていたので、程よいところにバイアスをかけて使っていたのだけれど。
ベース端子が無いと、バイアスも入力光で掛けるしかない。

で、あまりにも暗い環境だと、反射光の一部がバイアス分にまわってしまい、最終的なセンサ出力が下がってしまうようだ。

なので、この影響をなくすためには、バイアス用に小さな発光素子を受光部に向けておいて、適正なバイアスになるように、常時発光させておけばいいように思う。

．．．まあ普通はベース端子付きフォトトランジスタか、フォトダイオードをつかって、
電気的に回避するのが筋だと思うけど。

環境光がどの程度あるかは、発光前に計測する差分用のデータからわかるので、ソフトウエアで補正すれば実用になるような気がする。

ただし、実際の走行環境で使用に耐えるかどうかは、まだこれから。

本業が佳境、というか自分の分担が予定外のトラブルで、久しぶりに朝まで仕事。
結局分からず、ちょっと仮眠して見直したら、回路の見落としだった。
再現性はあるんだけど、挙動からは推測が難しくてあせった．．．

で、予定に間に合わせたんだけど、本体の方が（予定通り）遅延で、早くとも再来週以降とか。開けといた予定、どうすんの？

まあ、何となくみんなわかっているんだけど、良くないよな。

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これだけ本体の締め切り破りが常態化していると、みんなマヒしてしまって、
どうせ間に合わない、と思うようになる。

いくら締め切り死守、とか号令掛けたところで、見た目は立派なそもそもの計画が、実際は穴だらけで、かつ、遅延の事実を当日まで認めないのは、モラルの低下が著しい。

こっちはまあ、今更どうこう言うわけでなく、まあ淡々とやるだけだけど、
新人とか若手には悪影響大きいよなあ。

合理的？な言い訳が用意してあっても、人の気持ちは萎えるものだろ？
組織的には仕方が無かった、と言わせてもなあ。

こんなんで進めるなら、なにかと感情的なしこりが残る身内じゃなくて、
金銭で清算？できる外注に頼めばいいのにな、と思う。

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せめて予定通りに進んでない、って認めてくれれば、余暇とかも含めて、もっと有効に時間を使えるんだけどなあ．．．
見た目は綺麗な予定表が、実際は穴だらけってのは、管理的には認めるわけにはいかんのだろうなあ。

まあ、すべて含めて本業だから、仕方ないんだけどな　笑

ひとまず、目的のメインボードでも、フラッシュ書き込み出来ることを確認。

インターフェースが何もない．．．
コネクタは、JSTのSHだけど、ボードに対してずいぶん大きい。
なんとかしたいけど、こういう所を攻めすぎると、運用ではまるのは間違いない。

ちゃんと測ってみると、4MHzの内蔵MSIでの動作時で、960uAとなった。
まだほとんどのペリフェラルが止まったままだとは言え、これはいいかんじだ。

ちなみに、232cコンバーターあたりだと、省電力の物でも 3mAほどは消費する。

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ペリフェラルの初期設定をちまちまとやっている。
なにはともあれ、クロック回りと省電力設定をやり切っておかないと、ぜんぜん見当違いの事をやってました、となりかねない。

今度もまた、ずいぶん目新しい機能が追加されている。

以前使っていたstm32l151は、電源端子とVbatが分離していなかった。
駆動用のバッテリ交換をすると、バックアップドメインもクリアされてしまっていたが、
L433は、独立したピンでいい感じだ。

さらに新機能として、レジスタの設定で、電源ピンからVbatピンへ電流を流せるようだ。
Vbatにつながっているバッテリを、充電するための機能だそうだ。
しかも、そのラインの抵抗値が、1.5KΩと5kΩから選べるらしい。

２つあるSRAMのうち、アドレス上位のSRAM2は、スタンバイモードでも
メイン電源の一部を使って、バックアップ可能の様だ。
Vbat配下の、バックアップドメインの、バックアップレジスタとは別にだ。

あと、ポートのプルアップダウン設定が、GPIOからパワーコントロール機能に移動している。
設定が、スタンバイモードに入っても、保持されるようになった。
これはべんりだ。

他にも、たくさんありそうだが、順番にチェック中。

4MHzで起動しているんだけど、今の手元の環境でちょっと測ってみたら、消費電流が0mAと出てしまう．．．

．．．これはいい感じだ。

以前、stm32f2を初めてマウスに使おうとした時も、書き込みツールが対応してなくて
結局自分でｗｉｎアプリを作ったはず。
あの頃からすると、ずいぶんブートローダーもバージョンが上がっているようで。
改めてアプリケーションノートを見てみたりすると、基本コマンドは１バイトで、あとはデータだけとか、まあシンプルなもんだ。

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時間がもったいないので、あれこれ考えず、がりがり実装する。
いろんなものは、もう決め打ちで。
超特急で実装してテスト。

うーむ。
３回に２回は、失敗したりフリーズしたりするけど。
用意した割り込み入りのテストコードが走った。

シーケンスが終了すれば、ちゃんと書き込めては居るようだ。
よし、これでok。先に進む。

まあ、そのうち公式が対応するでしょう．．．
試しに、stm32f405のテストボードでも試してみると、こっちもちゃんと書ける。

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公式のアップデートは２年近く無いし、まあ自分用に作ってもいいかも。
某所のpythonツールで十分なんだけど、手元に環境が無いんだよなあ．．．

CPUボードをはんだ付けして、ヘッダーファイルを用意して、プロジェクトを作って、
コンパイルが通るようにして、オブジェクトが出来るところまできた。

さて書こうと思ったら、まさかのFLASH WRITER未対応。
STM32L4x6は対応しているのに。なんてことだ。

パラメータファイルの追加の方法がわからん．．．
しょうがないから、自力でライタ書くか？

こんなことばかりやってる気がする。

昨今の極小部品を載せた基板で、あとから回路の仕様変更or追加ができるようにする、
ってのは、うまく機能させるのはなかなか難しいですね。

基板がある程度大きければ、ユニバーサル部分をつくっておいて、追加回路はそこに積み上げる感じですか。
ユニバーサル部分があれば、チップ部品も結構行けますしね。

キモになりそうな回路のポイントは、テストパッド代わりに、ユニバーサル部分の外周に出しておいたりとか。
ユニバーサル部分を、元基板の両端に作っておいて、両側にピンヘッダーを付け、
２階建てにするとかですね．．．

仕様が決まってから、回路設計や基板設計をしたいのですが、ままならぬことが多くて。

（不本意ながら）こんなものを作っておくと、助かったりしています（自分が）
DIPの部品ストックも欠かせません。

IR LEDは普通パルス点灯なので、100mAはピークですよね。
駆動回路は、BasicMouseのセンサ回路相当でよいのでは。

3.3Vあれば、100mAピークはイケそうに思いますが。

そういえば大昔。ラインドライバが簡単に選べなかった頃は、CMOSロジックゲートを
いくつかパラに接続して、必要なドライブ能力を確保したりしてましたね。

LV541なんかを４パラで使うと、まあ、そこそこの能力と、スピードが確保できました。

今だと、74LVC3G17GFあたりを３パラで使えば、100mAには届きませんが、
まあまあいけるんじゃないんでしょうか。

CMOSゲートなら、パラ接続問題ないですし、
モータードライバーでもよければですが、動作速度は数段早いです。

勢いでビューワーを作ったので、色々見ている。

これは、時間の都合とかで、一度も実物を見たことは無いのだけれど。
改めて見てみると

これはひどいな．．．
マウスはともかく、人間のほうが折れそうだ。

なかなか効果的に思える。