2017年9月23日土曜日

鳩対策：Arduino + サーボで振り払う

我ながら雑だ

■再来■

えー、また鳩害対策の話ですが……廊下側の給湯器排気筒の上に来て大量の糞を落とすようになってしまいました。

当初ぐるぐるまいた鉄条網を設置したらしばらく来なかったのですが、ある日ふと見ると上に鎮座してやがりました。鉄条網ぐらいの短い針じゃあんまり効果無いですね。



■検出して振り払う■

ということで、電子工作的に対応しました（キリッ


電源はダイソーのモバイルバッテリを使いました。ボタン押さなくても給電開始してくれるのでこういう用途にばっちりです。

別にカメラ付けなくても良いんですが、やっぱ「装置が働いたことによって排除することが出来た」ってのを確認したいじゃないですかｗ



今回使ったAdafruitのmini spy cameraは、micro SDカードをセットして電源をつなげば、あとは信号を0.5秒以下GNDに落とすと静止画、それ以上だと動画録画を開始しもう一度落とすと止まる……という仕様です。間違って買ってしまったんですが、イマイチ使いにくいっす。

サーボはSG90のパチ物です。本物は180度動くみたいですが、これは120度しか動いてくれないし安定性もイマイチです。でも1個100円なので、こういう用途には十分です。

ソフト的にはPIRが検知したら撮影を開始し、ちょっと待ってから数秒間サーボの腕（割り箸をサーボホーンにホットグルーで接着）をぶんぶん振り回し、撮影を止める……というたわいないものです。

サーボはタミヤのプラスチックアングルに固定し秋月のこれで給湯器に貼り付けました。以前にも書きましたが､コレの接着テープは非常に強力でキレイな面に貼るとちょっとやそっとでは剥がれません。ご注意下さい。ケースはレーザー加工したMDF箱が大量に余っているのでそれを流用し、ネオジム磁石のフックで吊りました。

我ながら雑です。

雑ですが、設置期間中は鳩の糞はありませんでした。そして、spy cameraにも鳩らしいものは写っていませんでした。ははははははorz

■そして物理障壁設置へ■

というわけで、一応効果のある装置でしたが、公団に文句を言い続けてたら対策してくれました。



物理障壁強い。横から入りそうで少し心配な形状ではありますが。

【追記2018年8月29日】
今日まで書き忘れていましたが、今年になってからまた来るようになりました。廊下全体にテグスが設置されているわけではないので、まぁ当たり前ですよね。糞を掃除するのにも疲れましたので、またぞろ対策します。
#include <Servo.h>
const int PinServo = 9;
const int PinPIR = 8;
const int PinCamera = 7;
const int CameraOn = LOW;
const int CameraOff = HIGH;
Servo servo;
const int AngleStart = 30;
const int AngleEnd = 150;
int angle = AngleStart;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(PinPIR, INPUT);
pinMode(PinCamera, OUTPUT);
digitalWrite(PinCamera, CameraOff);
servo.attach(PinServo);
servo.write(30);
}
uint32_t prevShot = 0;
void cameraButton() {
digitalWrite(PinCamera, CameraOn);
delay(1000);
digitalWrite(PinCamera, CameraOff);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
int pir = digitalRead(PinPIR);
Serial.print(pir = digitalRead(PinPIR));
Serial.print(",");
Serial.print(prevShot);
Serial.print(",");
Serial.println(millis());
if (pir == HIGH && (prevShot == 0 || millis() - prevShot > 10000)) {
cameraButton();
delay(1000);
uint32_t t = millis();
while (millis() - t < 5000) {
servo.write(30);
delay(300);
servo.write(150);
delay(300);
}
delay(1000);
cameraButton();
prevShot = millis();
} else {
delay(1000);
}
}
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2017年9月22日金曜日

ESP32とカメラをつなぐ



これを見つけてからぜひ一度試してみたかったんですが、やっと準備ができました。

■せっかくの基板、OV7660では動かず■

以前、ユニバーサル基板を簡単に間違いなく作る方法をここに書いたのですが、この時作ったのがこのための基板です。


うーむ、もう4ヶ月前か……。このときは、やけに安く手に入ったOV7760を使ってみたのですが、案の定動きませんでした。I2Cでの設定を変えたりすれば動くんでしょうけど、面倒くさいのでそのまま放置してました。

■OV7725で再挑戦→動いた■

その時はOV7725がまだ高かったのですが、先日ebayを見たら、1100円以下で売っていたので取り寄せました。今となっては懐かしい640x480ですが、メモリの少ないESPには丁度良いと言えなくもないです。

なお、手持ちがないので試していませんが、200万画素のOV2640でも動くみたいです。ebayでの価格も同じ程度なのでこれから買うなら2640の方がいいかもしれません。


接続して一発で動作しました。トップの不気味な写真がそれです。急な雨で洗濯物を取り込んだ直後の写真です。

コンソールに出てくるメッセージに従って、http://<ip address>/pgm　または /getで画像がダウンロードできます。pgmでダウンロードしたファイルの拡張子を .pgm に変更すると、ビューワーなどでみることができます。

配線するだけでカメラとして使えるので、秋月でESP32開発ボードを買ったとしても材料費3,000円以下でWiFi Cameraを作れてしまいます。メモリが少ないのであまり凄いことはできないですが、動体検知ぐらいなら楽勝だと思います（やれよ）。

恐ろしい時代になったものです。

作者のigrrさん、ありがとうございます！
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2017年9月17日日曜日

ESP32のPDMでクリアーなサウンドを（希望）

ESP32のPDM出力、波形がもの凄く崩れてます。ローパスフィルタ通して音を聞くともの凄くツブれた音になります。

Facebookでトランジスタ1個で波形整形すると良い､とアドバイスをいただいたのですが、アナログスキルがないので、部品頼みで整形しました（手元のオペアンプは遅すぎてコンパレータとして働いてくれませんでした）。

昔懐かしいシュミットトリガSN74HC14を使います。私が子供の頃TTLのSN74N/Aシリーズは5v専用だったんですが現在のHCシリーズはCMOSなので電源電圧範囲が広く、それにあわせてスレッショルドが変わるので便利です。

接続はESP32から3.3vとGndとGPIO25,26をつなぎます。SN74HC14の使っていないピンは全部GNDに落として置きます（基本のお約束）。HC14はインバータなので2段にしています（あんまり意味ないんですが）。HC14の遅延は最大でも20nS程度なので、今回の用途では問題ありません（と断言したら怒られるかな）。


ESP32SN74HC14Amplifier
GPIO251
2-3
4R-IN
GPIO2613
11-12
10L-IN
3.3V14
GND1,7,9

出てきた波形はこちらです。黄色がGPIO出力、水色がシュミットで整形後です（プローブx10）。


上の表では省略していますが、SN74HC14の出力にはフィルタを通してからアンプに入れます。フィルタは基本的なCR型で、HC14の4ピン→220Ω→アンプ入力（6ピン→220Ω→アンプ入力）、アンプ入力とGNDの間に0.1μFのコンデンサを入れます。これで約8khzのローパスフィルタになります。

結果として、内蔵DACよりもかなり良い感じの音になります。

でも、無音時のホワイトノイズが消えてくれません。あと一歩です。

うーん、アナログはわからない……。ソースコードはこんな感じです。


//
// Sound
//
#include "driver/i2s.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "ching.h"
#include "clap.h"
#include "cymbal.h"
#include "voice.h"
const i2s_port_t I2S_NUM = (i2s_port_t)0;
const i2s_bits_per_sample_t BITS_PER_SAMPLE = (i2s_bits_per_sample_t)16;
// PDM
void set_16k_16() {
i2s_set_pin(I2S_NUM, NULL);
i2s_config_t i2s_config;
i2s_config.mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX | I2S_MODE_PDM); // Only TX
i2s_config.sample_rate = 16000;
i2s_config.bits_per_sample = BITS_PER_SAMPLE;
i2s_config.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_RIGHT; //right channels
// i2s_config.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT; //right left
i2s_config.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_PCM;
i2s_config.dma_buf_count = 4;
i2s_config.dma_buf_len = 1024;
i2s_config.intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1; //Interrupt level 1
i2s_driver_install(I2S_NUM, &i2s_config, 0, NULL);
}
void setup()
{
Serial.begin(115200);
set_16k_16();
Serial.println("setup end");
}
int iSound = 0;
void loop()
{
Serial.println("ching");
i2s_write_bytes(I2S_NUM, (const char *)ching, sizeof(ching), portMAX_DELAY);
delay(500);
Serial.println("clap");
i2s_write_bytes(I2S_NUM, (const char *)clap, sizeof(clap), portMAX_DELAY);
delay(500);
Serial.println("cymbal");
i2s_write_bytes(I2S_NUM, (const char *)cymbal, sizeof(cymbal), portMAX_DELAY);
delay(500);
Serial.println("voice");
i2s_write_bytes(I2S_NUM, (const char *)voice, sizeof(voice), portMAX_DELAY);
delay(500);
}
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2017年9月11日月曜日

修理依頼：ニキシー管時計



修理して欲しいと持ち込まれたので、昼休みを利用して直してみました。

まずACアダプタの電圧を測る。接触が悪いものの12v出ている。次に接続してみる。うんともすんともいわない。バラして、高圧電源を見てみると安定して出ている様子。


基板にフラックスが付着していてハンダ箇所がよく見えないので洗浄ブースで簡易洗浄する。どんなハンダを使ったのか知らないけど、ヤニがとにかく落ちなくて、しばらく不織布にクリーナーを浸してパックしてから専用ブラシで落として乾燥。ホーザンのフラックスクリーナーを買ってみたんだけど、サンハヤトの方が落ちるしキレイに乾くなぁ。

見ると、ハンダが浮いている箇所がある。ベンチにセットして、補修。私の扱う基板はもっと小さいので滅多に使わないんだけど、今回はまさにピッタリ（写真撮り忘れた）。



再度電源を入れると、少し表示が出てきた！　操作しながら表示を見てみると、0-9, ドットはそれぞれ出ているので、セグメント側は生きている。10H桁が非表示で、1H桁に10H表示が重なっているところを見るとカラムドライバICのハンダ付け不良と思われる（トランジスタの故障なら1Hに重なることはない）。ので、ドライバICの怪しいところを一旦ハンダを除去してから盛り直し。冷ましてから電源をいれたら無事動作。スイッチも操作できる。


で、あとはケースをお掃除して再梱包。所要時間30分、そのうち20分が清掃時間でした。

【追記】その後のご依頼では、こんな故障がありました。
  • 勝手に再起動してしまう
    • 電源の断線でした。日本製の端子に交換しました。
  • 特定の数字だけが表示されなくなる
    • カソードドライバ破損、ドライバの高圧トランジスタを交換しました
  • 全然表示がでなくなった
    • K155ID1破損。原因は起動時の過電圧だったため、K155ID1を交換し、保護素子を追加
  • 表示がぼやける
    • カソード側回路の不良と思われますが基板が樹脂で固まっていて修理できませんでした。
  • 特定の桁だけ表示されない
    • ニキシー管が破損していました。特殊な管でしたがたまたまヤフオクに出品されていたので入手し、交換しました。修理代よりも材料費が高かった……。
  • 表示が固まって動かない
    • 受託前のヒアリングでマイコンの問題と推測したのですが、マイコンは交換できないので修理できる見込みがないためお請けしませんでした。
  • ゴーストがひどい
    • ニキシー管がスパッタで汚染されていました。一度時計からニキシー管をすべて取り外し、強めの電流を流して電極を清掃しました。少し影響は残ったものの、かなり目立たなくなりました。
  • etc
【追記終わり】

他の修理事例はこちら：

動かなくなったニキシー管時計やキットでお困りの方、Twitterの　@TareObjects　までDMでご相談ください。フォロー外でもお気軽にどうぞ。

また直接取引がご不安でしたらココナラ「ニキシー管時計修理相談」をお使いください（ただし料金にココナラの手数料を上乗せさせていただきます）。

ココナラでのご依頼はココナラ記載の手順でお願い致します。

Twitterの場合には：
  1. 現物写真、購入先URL、症状などをお知らせください。メッセージ等でやりとりをして修理可能かどうかを判断します。
  2. 直せそうな場合、着手金として5,000円をご送金ください。
  3. 私の住所をお知らせしますので、しっかり梱包した上でご送付願います。「ガラス製品」と書いてクロネコヤマトで送ると安全に届く確率が上がります（今まで破損なし）。
  4. 届き次第、検査を行い推定原因と修理費の見積もりをお伝えします。修理費が折り合わない場合および原因不明の場合にはご相談の上、商品をご返送します。その場合でも着手金はお返しできません、予めご了承ください。
  5. 修理費用は通常の場合前記着手金＋5,000円＋部品代ですが、特殊な作業が必要な場合についてはご相談とさせてください（今までそうなったケースはないですが念のため）。
  6. 修理完了時には充分な時間動作確認を行った後、撮影した動画をお送りするとともに残りの代金をご請求申し上げます。残りの代金をアマゾンギフト等でご送金ください。入金確認後、ご指定の住所にご返送します。
  7. 返送した日から3ヶ月以内に同種のトラブルが発生した場合には、ご連絡ください。無償で再修理対応させていただきます。
  8. 最後に、作業中の事故・天災等により破損する可能性は皆無ではありません。ご依頼時よりも悪化したケースは今まで一度もありませんが、その場合には商品の返却とお預かりした金額の返金以上の責はご容赦願います。


なお、以下のような場合は難しいです。
  • ケースが溶接・接着されていて開かない場合（1回ありました）
    • 開けられることをご確認いただけると助かります
  • 基板が樹脂で固められていて端子の電圧を見たりハンダ付けができない
    • 腕時計タイプや中国の個人作家さんの製品にその傾向があります。前者は防湿のため、後者は機密保持なんでしょうか。
    • 基板表裏面の写真を基板正面からと、斜めから明かりをかざして表面状態がわかる写真を撮っていただけると判断しやすいです。
お気軽にご相談ください。
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2017年9月1日金曜日

ESP32でI2Sから音を出す

Kickstarterプロジェクトで使ったI2Sに関するメモ

■内蔵DAC, PDM, 外付けI2S■

esp-idfのexample/peripheral/i2sにサンプル入ってますけど、これ動きました？

DAC, PDM, I2S、いずれも苦労しました。DACとI2Sは符号付き整数、PDMだけ符号なし整数でデータの塊を作ってi2s_write_bytesに渡しますが、i2s_driver_installへのパラメータが試行錯誤の山でした。

PDMはやたら音が歪んでしまい、パラメータをいじりまくったのですが改善しないのでギブアップしました。正弦波を出して第二高周波が-10dBも出ているのは辛いです。DACは素直に入れた通りの波形が出てきます（あたりまえですが）。

で、I2Sに関しては、MAX98357Aを接続し、最終的に以下のコードで動きました。なお、MAX98357Aはモノラルなので、データは符号付き16ビット整数をみっちり詰め込んで渡します。

i2s_config_t i2s_config = {
.mode = I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX, // Only TX
.sample_rate = SAMPLE_RATE,
.bits_per_sample = BITS_PER_SAMPLE,
//.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT, //2-channels
.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S | I2S_COMM_FORMAT_I2S_MSB,
.dma_buf_count = 16 ,
.dma_buf_len = 64, //
.intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1 //Interrupt level 1
};
i2s_pin_config_t pin_config = {
.bck_io_num = 26,
.ws_io_num = 25,
.data_out_num = 22,
.data_in_num = -1 //Not used
};
i2s_driver_install(I2S_NUM, &i2s_config, 0, NULL);
i2s_set_pin(I2S_NUM, &pin_config);
i2s_write_bytes(I2S_NUM, (const char *)speech, sizeof(speech), portMAX_DELAY);
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■（追記）続編です■

再生の途中で中断したい場合の処理を追加しました。
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脊柱管狭窄症、発症から約1ヶ月

■症状改善■

転職して入社翌日に発症して以来ずっと自宅勤務が続いていたのですが、おかげさまで無事入社以来2度目の出社を果たすことができましたｗ

左足のしびれは続いていましたが、意識して腰を温めるようにしてからはかなり改善しました。風呂最高っす。おっかなびっくりですが、数分間であれば真っ直ぐ立って歩けるようになりましたし、アーロンに座っている状態であれば、ほとんど病気を意識することはないです。ただ長時間座っていた後はしばらく腰をまっすぐ伸ばせませんし、数分歩いてると足にしびれを感じてきます。そのときは低い椅子に腰掛けて前屈みになるか、腰椎のツブれたところを伸ばすイメージで腰を曲げると比較的早く回復します。

あと、歩きながらドローインをすると骨盤が後傾して腰椎が前屈するので、しびれを感じるまでの時間が長いようです（後述）。

さて、今回いろいろ試してみましたが、この辺が効きました。
  • 処方薬（リリカカプセル＋ワントラム）
  • 壁に腰を付けて前屈をするストレッチ
  • ドローイン
  • 腰を冷やさない / 暖める

病気への対応はいろいろありますが、民間治療でよく言われる「ガマンした期間と同じ期間治療しないと直らない」「ｘｘを3週間続けると効果がある」には疑問を持っています。3週間あれば放置してても治りますからね。

特に今回のように物理的な損傷から来る腫れによる圧迫が原因であれば、その原因を何とかするべきです。

■処方薬■

クスリは相性があるのでなんともいえないのですが、リリカカプセルを最初処方された量の2倍に増やしたところで効果が出ました。

トラムセットもリリカカプセルも眠気、めまい、目のかすみなどの副作用が出まくる薬なので、医師から最初に処方されるのは最低量だと思います。人によっては吐き気などもでることがあるそうですが1週間ぐらいすると副作用は落ち着くます。でも、そうなっても薬の効果が感じられないようならば、医師に相談して薬を増量してもらえないか相談してみましょう。

当然のことですが、医師に相談せず、勝手に薬を増減してはいけません。

■壁前屈ストレッチ■

急性期には安静第一ですが、何もしなければ痛くない、という状態になってからの壁前屈ストレッチ（壁に背中をつけて、腰の後ろ側を伸ばすイメージで上体をゆっくり前に倒す。気持ちいいところまででやめて、絶対無理しない）はすぐに効果がわかります。

やってて気持ちいいですし、立ち仕事で足が痺れてきたような時に行うとしびれがすっと軽くなってきます。

■冷やさない/暖める■

冷やさない/暖めるに関しては、腹巻きすごくラクです。いやー、腹巻きなんて子供の時以来ですが、効きます。ただ、汗疹に気をつけましょう（経験者・談）。

あとは寝るときに、タオルケットを使うと良い感じです。
  1. タオルケットを細長く4つに折る（200x120cmのを200x30cmにする）
  2. さらに二つ折りにして、枕の下20cmぐらいのところに置く
  3. 二つ折りにした間に寝る

下に敷いているのでズレないですし、仰向けになったときも下にタオルケットがあるので暖かいです。

急性期は仰向けで寝るのががしんどいのでうつ伏せになりますが、【うつ伏せになっても腰が冷えない＋腹を持ち上げるとラク】なのでこういう敷き方にしてみたところ、目が覚めた時には仰向けになっていて、仰向けだったにもかかわらず腰が辛くなかったのがきっかけです。夏に保温性の高い敷き布団で寝るのは辛いですが、タオルケットで腰だけでも冷やさないようにすれば良いかなと思います。

■歩きながらドローイン■

以下は症状が軽くなってからの話ですが、歩きながらのドローインも効きます。

この病気の特徴的な症状として間欠性跛行（歩いていると足が痺れて歩けなくなるがしばらく休むとまた歩けるようになる）がありますが、これが出そうだなと感じたときにドローインをします。通常のドローインは、「息を吐き出しながら臍を肛門に近づけるイメージ」などと言いますが、ここでは「息を吐き出しながら肛門を腰椎の上の方に近づけるイメージ」でしょうか。

「胸を起こしたまま、骨盤底部をみぞおちに寄せるイメージ」の方が聞こえがいいかなｗ　どちらにしても、上体を起こしたまま骨盤底部を前に出すようにして歩きながら腰椎の後ろ側を伸ばしてやると、フッと足のしびれが軽くなる瞬間があります。

あと、「股関節がみぞおちのあたりにあるようにイメージして歩く」ことも効いているようです。これはランニング入門書などで紹介されているフォームですが、股関節だけで歩くのではなく体幹全体を使って足を前に踏み出すようにすると負荷が分散して衝撃が少なくなり、腰椎当たりに凝り固まった筋肉をほぐす効果があるのかなと思っています。

どちらも、症状が酷いときや、試してみて痛みが強くなるようならやめてください。ガマンしてやるようなものではなく、いつものリハビリ / ウォーキング中に数歩試してみるところから始めてみてください。

■そんなこんなで■

何とか概ね普通の生活に戻ることができました。薬を飲んでいるときは眠くてしょうがなかったのですが、止めたらその反動で眠れなくなり軽めの睡眠薬を出してもらいました（レンドルミン）。

闘病中何かと配慮してくれた勤務先と同僚のM君、帰宅後に夕食の支度と片付けを担当してくれた妻、いろいろアドバイスをくださった皆さんに感謝します。

杖は結局「私は病気なのでこんな歩き方なんですよ」という記号以上の役には立たなかったなぁ。

■約50日後の状況（追記9/26）■

ほぼ腰のことを忘れて生活できるようになりました。薬の副作用や反跳も治まりました。

初めて症状が出て、ググって「腰椎すべり症」なんて病名が出てきた時や画像診断で脊柱管狭窄症だとわかって20日経ってもまったく症状が改善しない頃には「もしかして一生このまま？？」という絶望感しかなかったのですが、ある日、ふっと楽になりました。

「腰痛と足の痺れ」が最初に来たときにはホントにびっくりしたのですが、炎症で腫れた部分がおさまって、物理的に神経を圧迫している部分が引いていけば症状が治まるのも当たり前。

あとはこの症状が再発しないよう、上記のストレッチや冷やさないよう注意して生活していきます。再発率は高いですし、再発するごとに悪化するらしいので。

さて脊柱管狭窄症の原因ですが……発症当初は前日に長時間の入社オリエンテーションで冷房の効いた会議室で長時間せまい会議椅子に座っていたのが悪かったのかと思っていました。今は、それは単なる引き金で、春に自転車で大転倒したことが始まりだったんじゃないかと思ってます。

なぜなら転倒後ずっと左膝が痺れていて、医師からは関節包内に内出血が溜まっているのが原因と言われていたのですが……脊柱管狭窄症の症状が治まった今、膝の麻痺も治っています。安静にしてたから膝の内出血も引いたのか、それとも大転倒の衝撃で腰椎がどうにかなっていたのかは不明ですが。

ともかく、いい歳こいて自転車でコーナーを攻めるのはやめます。はい。

■関連■


脊柱管狭窄症が来た
脊柱管狭窄症その後
脊柱管狭窄症、発症から約1ヶ月（この記事）
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