みんな、はんだペーストは冷蔵庫から出したかな？

 

明日何か作る、という予定はないんだけど…とりあえず冷えていると作業性が悪いので、今のうちに出しておく。

みなさん、いい週末を。

p.s.
予定してた基板が届かなかったので、結局何もしないでしまいました（ありがち

回路は仕様通りに動く

AdafruitとSparkfunとSwitchScienceへの報恩

夜中に目が覚めて眠れなくなってしまったので、ESP-WROOM-02で昨日届いた部品のテストをしました。

が、どうもうまく動いてくれません。現象切り分けのために、基本のLチカを走らせてみると…走りません。使ったのは私のESPボードの動作確認用につかっているやつで、IO12 - IO16を同時にLOW/HIGH切り替えるだけのもの。間違えようがありません。

さらに切り分けのために

• 手持ちの複数のESPボード
• ブレッドボード
• ジャンパワイヤ
• USBシリアル
• ESP SDK

を取り替えて試しましたがダメです。しかし、Lチカ以外のプログラムは動きます。

…気付きました。手元にあるボードは、先日の「道路工事的点滅デモプログラム」のためにRESET-IO16を接続してあることに。

Lチカプログラムでは起動直後にIO16をLOWにしてます。つまり、起動直後に強制的にリセットかけていたわけです。

…そりゃー動かないよorz

ちなみにテストしたのは、1v -> 3.3vへの昇圧DC/DCコンバータです。200mAの出力容量とのことですが、1000μFの電解コンデンサを付けてもESPは起動できませんでした。1Fのスーパーキャパシタにチャージしてから試してみても一瞬IO13のLEDが光っておしまいでした。手元には5Fのキャパシタもありますが、やめておきます。DC/DCは他のマイコンに使いますわ。

窓の外がそろそろ白んできました。

今日はオフィスで眠いだろなー。サラリーマンは辛いｗ

降雨検出器「盛り塩1号」

いうまでもないけどエイプリルフールだからな。

派手に滑ったけど。

電子工作の歴史は降雨検出の歴史でもあります。

歴史上様々なセンサーが登場し、消えていきました。しかし、弊社（倉橋屋・東京/日本）はこの度、画期的センサーの開発に成功いたしました。

デモを御覧ください。点滅時は降雨待ちの状態です。「盛り塩1号」はわずか250mgの水滴により、センサーが死滅し、点滅を止めたことがおわかりいただけるかと存じます。

■構造■

ESP-WROOM-02モジュールに、パル生協の「海はいのち」（粗塩）を盛りました。湿度の高い季節には精製度の高い塩、乾燥した時期には粗塩を用いると潮解によるアシスト感度を調整することが可能になります。

■原理■

雨の大部分が水（化学式：H2O）から構成されていることをご存じの方も多いかと存じます。弊社では「しおがみずにとけるとでんきがながれる」ことに注目し、開発に着手しました。

大きな問題は、塩が溶けたことをどうやって検出し、遠隔地に伝えるか、でした。遠隔地への伝達はWiFi内蔵マイコンESP-WROOM-02（総務省による技術基準適合証明取得済）を使用することで解決しました。残る問題はソフトウェアの開発です。しかし、ソフトウェアの開発には莫大な費用がかかり、セキュリティなどのリスクも懸念されます。その為、ごく単純なソフトウェアで確実に動作することが求められます。

このあまりに困難な問題へのブレークスルーは、多くの画期的発明がそうであるように実験中の事故によってもたらされました。

その朝、私こと倉橋浩一は開発のバグ除けのためいつものように玄関先に盛り塩を置こうとして、ついうっかり動作中の開発機の上に塩を盛ってしまったのです。

あまりの事態にショックを受けました。

いつの間にか、頬を涙が濡らしていました。

次の瞬間、涙が回路の上に落ち、回路をショートさせてESP-WOOM-02は電波の発信を止めていました。センサーが確実に雨に反応した瞬間です。

これだ！　壊せば確実だ！！

問題は解決しました。これならソフトウェアは単に電波出してればいいので、単純化された信頼性の高くセキュアなソフトウェアを書くことができます。

そこからの開発はあっという間でした。電流（弊社では「塩漏れ電流」と呼称しています）が確実にチップの息の根を止めるよう新日本無線製高性能レギュレータを採用し、広いインピーダンス特性で奥深くまでチップが破壊されるようOS-CONを装着しました。テストに消費したESP-WROOM-02モジュールは少なくとも20台以上になりました。

犠牲になったESP-WROOM-02は、日本の伝統「針供養」に則り、豆腐に挿して弔いました。科学の犠牲になった彼らの安らかなdeep sleepに合掌。

なおRESET-IO16間はジャンパ結線済です

本日、2016年3月32日、発売します。税込1680円です（送料込み、塩は附属しておりません）。

以下に制御ソフトウェアを公開致します。（ライセンスはApache）。他の機種でも動作すると思います。また、同じ原理を用いる場合、nRF51などGPIOの余力の小さいものの方が感度が高く、MSP430Fのように割りとタフなのに消費電力の小さいものは大電流に耐えてしまい向いていないかもしれません。

■今後の課題■

同センサーはESP-WROOM-02モジュールの破損によって降雨を通知します。そのため、一雨ごとに約1680円のモジュールが尊い犠牲となります。雨に気づかず外出した場合と比較すれば微々たる金額とはいえ、今後、破損する部品がなるべく安くなるように開発を続けていきたいと考えております。

■今後の目標■

塩（エン）が熱により溶融すると電流が流れる化学現象を活かした火災報知機「焼き塩２号」の開発を進めております。現在、塩が溶けても溶けないハンダの開発者を募集しております。

■4月2日の追記■

ここで用いたESP-WROOM-02は、ホットプレートリフロー時の失敗作です。最近は滅多に失敗しないのですが、ホットプレートでハンダが溶けているタイミングで衝撃を加えてしまい、見事にズレました。ダメ元でピンセットで戻してみたけど、やっぱりダメで起動しません。

ので、こういう形で供養しました。電子部品、特にCPUをダメにしてしまったときのこの罪悪感は何なのでしょう。単なる「もったいない」以上のものがあるように思います。

■4月11日の追記■

当初この記事には「新製品発売します！」というタイトルを付けていたのですが、本日、スイッチサイエンスさんから新製品が発売となりまして（いやマジで）。紛らわしいのでこっちの記事のタイトルを変更致しました。

今後は後先考えて生きるようにしたいと思います（54歳・会社員男性）。

ESP-WROOM-02モジュール、発売です！

ESP-NOW 1:N通信

■ESP-NOWの実験■

手前左がスレーブ（受信）、奥の4つがサーバ（送信）です。スレーブには4台分のMACアドレスを登録し、サーバには受信側のMACアドレスを登録してあります。

送信側：
起動してからsetup()でdigitalWrite(13,LOW)が実行されるまでの間は左側LEDがぼんやり点灯しています（deep sleep中はoff）。右側のシリアルTx LEDの2回目の点灯が送信です（deep sleepからの解除時のシステムメッセージで1回光り、送信時にもう一回光ります）。

受信側：
受信時に光ります。ご覧のとおり、送信側の2回目の点灯と受信側のシリアルの点灯が同期しています。よかったよかった。と思ったら1回明らかに抜けているところがあるなぁ。

フレームのレイヤで誤り検出をしているので、よその電波とぶつかって信号が乱れたらいさぎよく破棄されるのが電波通信の習わしです。きっと他のWiFiなどとの輻輳でデータが壊れたのでパケットが破棄されたのでしょう。

以下ソースは受信側（スレーブ）です。複数のサーバを相手にするために「氾濫原」さんのものに少し変更しました。ありがとうございます。

■怪現象■

なお、最初は4枚をミニブレッドボードに乗せたのですが、その時に奇妙な現象が起こりました。ごく接近した2枚が勝手に同期してしまうのです。最初電源の問題かと思ったのですが、ミニブレッドボードの端と端において離せば再現しません。別電源でも1cm程度に近づけると同期します。何が原因でしょうね。

Eagle自動配線の小ネタ

最初に書いておきますが、アマチュアの戯れ言です。

中学生の頃にも方眼紙とレタリングテープと塩化第二鉄でプリント基板を作っていました。その後長いブランクを経て、Eagleで設計＋Elecrowに発注というタッグで再度基板を作るようになってからのお話。

2014年10月、最初の基板

初めての基板はスッカスカでした。それから約1年半が経過して、密度は大分向上しました。そうするとEagle自動配線一発では100%にはならず、混雑しているところをひっくり返したり優先したい配線を先に通したりして、何とかします。

で、以前はベタアースも全部設定してから自動配線していたんですが、ベタアースと同時に配線すると自動配線失敗する確率が高くなります。

なので、私は：

1. 優先して扱うべき信号ラインがあれば再優先で最短距離を引く
2. ここで一度gitに保存
3. 電力系、スイッチング系があるときには1点に電源/アースを集中して手配線
4. ここでまたgitに保存
5. その他の配線が地下鉄大江戸線状態にならないようにレイアウトなどいじりながら様子を見る。どうにもならないときには2や1やその前に戻る
6. いい感じになってからベタアースを施す

って感じで作業しています。gitにはsource treeというアプリを使ってます。Eagleはgitなど外部からのファイル操作に対応しているわけではないので、

• 一度Eagleのwindowを閉じる
• commitして保存するか、revertで過去に戻る。source treeだとどっちも直感的に操作できるので良です。
• 再度Eagleで開く

という操作を入れてます。まぁコーヒーブレイクに丁度良いですね。

今は両面びっしり。吸着ピンセット欲しい

…冷静に考えてみると、基板設計技術が向上したわけではなくて、自動設計依存の設計フローが改善しただけですね…orz

プロの方は、どの程度自動設計を使っているんでしょう？

ESP-WROOM-02の直接通信モードESPNOWを試す

ESP NOWは生パケットをやりとりするモード。DHCPどころかチャンネル自動選択もないので基本的にはチャンネル指定して送りっぱなし。つまり、余計な処理がない分オーバーヘッドも消費電力が少ないということです。

いやー、知りませんでした。何か別のことを調べていたらこの記事がヒットして、そんなことがあったのかー、となった次第。ちゃんとリリースノートを読まないといかんですね。

ESP8266 の低消費電力の限界をさぐる (ESP-NOWを使ってみる)

■ビルドする■

ただし、esp-nowは普通のarduino sdkには含まれていないので、ビルド通りません。設定を変える必要があります。

Arduino IDE : 1.6.5
Board Manager : esp8266 2.1.0

一度Arduino IDEを終了し、
~/Library/Arduino15/packages/esp8266/hardware/esp8266/2.1.0/platform.txt
のcompiler.c.elf.libs=-lm -lgcc -lhal -lphy -lpp -lnet80211 -llwip -lwpa -lcrypto -lmain -lwps -laxtls -lsmartconfig -lmesh -lwpa2という行に -lespnowを追加します。

…って書くと一瞬なんですけどね、ここまでたどり着くのに2日かかりました。makeEspArduinoを試したり、PlatformIOをインストールしたり。まぁその過程でSublime TextからESPをビルドする方法が見つかったりしたので、まったくムダになったというわけではありませんが（空元気

■試す■

まず上記ページに掲載されているソースを試してみます。いやー、シンプルで美しい。なお蛇足ですがESP-WROOM-02が2枚必要です。

スレーブは受信側、常時電源入れっぱなしにしておいてデータが届くのを待つイメージ。コントローラは送信側です。このサンプルでは2.5秒ごとにdeep sleepから復帰して適当な文字データを送っています。Deep Sleepを使うので、RESETとIO16を接続する必要があります

なお、実際に送受信する前に、2枚のESPそれぞれのMACアドレスが必要です。今回のアプリを起動すると自分のStation interfaceとSoft AP interfaceのMACアドレスがシリアルに出力されますので、

Slave : 相手側（Controller）STATION_IFのMACアドレス
Controller：相手側（Slave）SOFTAP_IFのMACアドレス

これをそれぞれのソースの最初の方にあるuint8_t macにセットします。相手側のアドレスを設定して登録するというのがミソ、まぁMACアドレスなんて変更できちゃうんですが、一応世界の一つだけのアドレスということになっているので、これで相手をフィルタリングするわけです。そうでないとご近所のWiFiがたまたま同じチャンネルに送信している時のデータをすべて受けてしまうので使いにくくて死にます。

実行結果はこんな感じ。画面下がController、2.5秒ごとにdeep sleepから復帰してデータを送信してます。画面上はSlaveでIO13のLEDは1秒ごとにLチカ、Controllerからデータが送られるたびにシリアルのLEDが点滅しているのがご覧いただけるかと思います。

データを送信する側は起きてすぐ寝るという感じで、通常TCP/IPなどで送信する場合に接続するだけで2-5秒かかってしまうのと比べるとかなりの消費電力削減が期待できます。

今回はこれで力尽きました（結果としてはよそのWebに紹介されてたプログラムを走らせて終わりなんだけどさ、ビルド通すまでが大変でした）。次回はこれでちゃんとセンサーのデータを送ってみます。

■追記■

1度に送れるデータは200バイトまでです。

…センサーからのデータをまとめて送ろうとしてハマりました。送っても送っても届かなくて、散々調べたらこれが原因でした。ちゃんとエラーステータスを見ましょうね、というお話ですね。とほほ。

Electron届いた

あがー。操作ミスで記事が消えてしまった。

もう一度書くほどの内容ではないので要約：

• Electronは2G/3G回線そのまま使えるマイコンモジュール、$69でとても安い
• パッケージも製品もとてもきれいな仕上がり
• アクティベートは簡単だけど、モジュールが起動するまでちょっと時間がかかる
• プログラムのアップロードはairでもできるけど通信料かかるのでUSB経由がお勧め。だけどWeb IDEはair専用なので、CLIでビルドする必要がある。
• CLIでコンパイルするにはファイルを列挙してクラウド上にアップロード&ビルドする必要がある（後述）
• ビルドしたバイナリをアップロードするには　particle flash --usb Blink.bin
• ただArduinoのソースそのままビルド通すのはかなり大変。
• #include <Wire.h>などは削除して #include "application.h"に変更
• Wire.begin(sda, scl)形式のコンストラクタは使えないのでWire.begin()へ
• 最終的には_yield() / yield()が見つからないって言われてgive up。

CLIでのコンパイル例：

particle compile electron SSD1306Demo.ino  SSD1306.cpp SSD1306.h SSD1306Fonts.h SSD1306Ui.h images.h --saveTo firm.bin

こんな感じです。苦労して最終的に成功したのであれば頑張ってもう一度記事を書くけど、最終的に動かなかったのだからボツ。

大人気で売れたわりにインターネットに上がっている作例が少ないのは、Arduinoのソース / ライブラリがそのまま使えないことに原因があるんじゃないかと思います。

製品の仕上がりもいいしドキュメント類は使いやすいとはいえないけど充実させようと頑張っているのが伝わってくる。良いプラットフォームに育って欲しいとは思うんだけど、どうも私とは相性が悪いです。

苦労した挙句動かなかったのでどうも使う気力がわかないんですが…せっかくお金払ったことですし…とりあえずGPIOなどはArduinoと同様に使えるので、手持ちのアナログ温度センサー、PIR、空気質センサー、ダストカウンター、GPSなどをつないでみようかな。

「実家のおかんの生存確認センサー」ぐらいには使えますね。

輸送中にぐちゃぐちゃにｗ

バッテリも附属

うーむ、ムダになってしまった

Sublime TextからESP-WROOM-02を扱う

ESP-WROOM-02のプログラムをビルド&アップロードする一番手っ取り早い方法はArduino IDEにESP-WROOM-02ボードを登録することで、皆さんもお使いかと思います。簡単に使えるので私も愛用していますが…ちょっと長いプログラムを書くのには向いていないかな？という気がしています（※個人の感想です）。

とりあえずArduino IDEを「外部のエディタを使う」設定にして（preferenceで）、Sublime Textでコード書いてました。Sublimeでテキストを保存するとちゃんとArduino IDEにも反映されるので、これで十分快適ですが、やっぱりショートカット一発でビルドしたいのが人情です。

Sublime textにStino packageを入れてみたのですが、ESPには対応していない様子。

その後、別のことを調べていたら、PlatformIOを入れて、Sublime TextにDeviotプラグインを入れれば、可能でした。

ただ、「どうしてもPlatformIOを使いたい」「どうしてもSublime Textから使いたい」ということでないのなら、Arduino IDEから全面移行するメリットは小さいかもしれません。

PlatformIOのインストールもあれこれdependencies地獄をさまようことになって大変です。それにディレクトリの構造がArduino標準とは違うので、Sketchディレクトリを開いて.inoファイルをエディットしてそのままビルド、とはいきません。まずPlatformIO形式のプロジェクトを作り、その中のソースをエディットし、必要なライブラリをインポートしてからビルド…という手順が必要です。

あとSublimeの場合、DeviotとArduinoがぶつかってしまうのか cmd+/ でコメントを切り替えることができなくなってしまいます。言語をC++に切り替えれば使えるようになりますが。

そんなこんなで、気楽に使うのであれば、Sublime TextにはDeviotは入れずにエディタとして使い、ビルドはこれまで通りArduino IDEにまかせておくのが良いかもしれません。

ESP-WROOM-02 + BME280、省エネ編

ベランダに置いてたけど、結構汚れるもんだ。

■Deep Sleep■

以前作ったESP-WROOM-02 + BME280の瓶入り気象？センサーを少し改良して、省エネルギー仕様にし、エネループ単3黒3本で駆動してみたところ、17日間動作しました。

ESP-WROOM-02はいつものTareObjects製Board1のプロトタイプ、deep sleepが働くようにIO16とRESETをつないであります。

プログラムは以下の通りです。



約1分ごとのデータ収集ですが、気象データならもっと低頻度で十分かもしれないですね。外に置きっぱなしなので、電池交換頻度は1ヶ月に一度として40日ぐらいは動いて欲しいです。となると3分に1回か…。

■追記6/11日

間隔を5分にしました。104行目を60から300に変えるだけです。あ、黒エネループで17日だったのか…白エネループ入れたので約2ヶ月ってところかしら。

ElecrowのPremier PCB Service

PCBAで出来てきた基板のシルク印刷やカットが今ひとつ汚かったので、もうちょっと何とかならんかね？と言ったら、「これはあくまでも安くて早いプロトタイプなので、きれいな仕上がりを求めるならPremierにしてくれ」との返事。

いつもはこんなにひどくないのよ。過去最悪。

そんなに超高品質の仕上がりを求めいているわけではないのですが…まぁそういうことならしょうがない、ってことで、注文。

28x50mm、両面、1.00mm、銅箔35μ、白レジスト黒文字を100枚…という条件で$130でした。

通常のPCB Serviceだと10枚10ドルです。もちろん枚数違いますけども、そんなに高くなるというわけではないですね。

ご参考まで。