今日のビックリ

壮瞥町に在る「木と森の里センター」、そらメソの聖地の１つである為、
そこそこ訪れておりました。
しかし私が訪問するのは遅い時間ぱかりだった為、
管理人さんが　いらっしゃる時間帯に訪問できたことが無かったんですね。

その為、管理人さんにお会いすることも、天文台に入室することも無かったのでした。

ところが今回、某氏の計らいで日中に訪問することに。
もちろん管理人さんもいらっしゃるので天文台にも入れる！！

わくわくしながら「木と森の里センター」へ向かうと、
やっと管理人さんにお会いすることができました。

しかしここで大失態。
なんと、そらメソ名刺を自宅に置いてきてしまったのでした。
仕方なく、planetarian名刺を渡したのでした・・・・・（；；

その後、管理人さんと世間話を開始。
私も昔は星をやってまして、札幌の某店の常連だったんですよと話すと、
え？○○さんを知ってるの？と！！

なんと、ここに望遠鏡設備を納品したのは、そのお店だったというオチ。
すんごいビックリしました。

その後、天文台内部を見学させていただくことになり、
上に登っていくと、途中のフロアーにTS-680が！！

え？なんでアマチュア無線機が？？と叫んだら、
「私、無線をやってたんですよ」と管理人さんが！！

私も北海道を離れるまではコールサイン持ってんですよと、
またここでも話が大盛り上がり。

天文台内部の設備の話も含め、ディープなネタで盛り上がってしまったもんで、
ここに連れて来てくれた某氏が一人取り残されて感じに。
誠に申し訳ない。

また改めてお会いしたいと強く思いつつ、天文台を後にしたのでした。
ちなみに帰る前にカードを頂いたのですが、そこには「CU AGN」と書かれておりました。

RS422用のトランシーバー

RS422やRS485はレガシーインタフェースの部類になってしまいましたが、
工業製品分野では　まだまだ現役で使われております。

これらをマイコンのI/Oポートに繋ぐ際は差動信号へと変換する
トランシーバーICが必要となるわけです。

今回、新製品開発に絡み、このICを調べてみたわけですが・・・・・・

複数チャンネルを搭載し、３～５Ｖのワイド電源で動作する石が無いんですね。
これはさすがにビックリ。

複数チャンネル搭載の石は５Ｖ電源版ばかりなのです。

片や3Vでも動作可能な石となると、トランスミッターとレシーバーが１個ずつしか入っていない！！

なんでこんなラインナップになっちゃったんでしょうかねぇ。　（；；

そんな状況下、面白い石を発見しました。
MAXLINEARという初耳の会社が出している石なのですが
RS232とRS422（RS485）を設定で切換え可能で、複数チャンネル装備。
そして3Vから動作可能という、てんこ盛り状態の石なのです。

メーカーからは結構な種類の石がリリースされてるようですが、
さすがに全てが市場流通しているわけでない模様。
しかしSP336eとかはDigi-keyで購入可能なので、入手性は悪くないです。

さすがに値段はちょっと高めのようですが、注目に値するかも。

V/Aプローブの設計

現在開発中のV/Aプローブ、設計は最終段階という感じ？
先週末でほぼ設計は完了するかと思われたのですが、
タカチのカスタムケースで問題が出た模様。
まだその詳細の連絡が来ていない為、足踏み状態になってしまいしました。

そんなこともありまして、ちまちまと基板の改良を加えてます。

一番大きいのはマイコンの変更。
20ピンのPICを載せていたのですが、同シリーズの28ピンに代えました。

実は20ピンの時でもピンが不足していたわけではないので、
普通に考えると28ピンに代える必要は無いわけです。

では何がネックだったかと言うと、20ピンタイプのピン振りが問題でした。
デジタルのI/Oやアナログ入力のみならず、
リファレンス電圧入力やセラミック発振子の接続も考慮した場合、
20ピンタイプは変なところにピン割り当てされている為に、
回路設計上ちょっと問題が出てくるのでした。

例えばリファレンス電圧入力端子はICSPDAT端子と共通。
すると、PICへの書き込み時にはリファレンス電圧入力を切り離す必要が出てきます。
DIP-SWでも噛ませばいいだけなのですが、
微々たるとは言え余計な部品代は発生するし 、
書き込み作業時に忘れずにDIP-SWを操作するという煩わしい手順が発生します。

ピンが不足している時ならば、機能重複は助かりますけれど、
ピンが余っている状況ではデメリットにしかなりません。

そんなわけで、思い切って28ピンに代えたのですが、おかげさまでスッキリしました。
PICの単価は若干上がったものの、元々の単価が非常に安いので、
気になるほどの差額にはなっておりません。
むしろDIP-SW等を削除できたおかけで、全体コストは逆に下がってます。

こんなことなら、最初から28ピンで設計すれば良かったですね。
うーーーん、まだまだ甘いですね、私。

面付けと基板価格

開発中の製品の基板試作をSeeedへ頼もうかと、ガーバーデーターを用意し、
いざ値段を見てみると、10枚で100ドルをオーバーしている！！

この製品は３種類の基板で構成されているのですが、
３種を1枚に面付けし、自動実装で処理できるようにしたわけですが、
結局のところ、それがネックになってる模様。

面付けされる基板の種類が増えると料金が加算される仕組みになっているので、
どうしても基板３種類を１枚に面付けする必要があるならばこの金額は仕方無いところ。

しかし３種類の内の1種類は小さめの基板で面実装部品は無し。
鉛フリーにする必要すら無い基板なので、これ単独にした方が　遥かに安く済む。

他の２種類の基板は表面実装部品が一杯なので、
量産するならば自動実装は必須な感じ。

しかし今回は試作なので、自動実装は考慮しなくても構わないかも。

そう考えると残りの2種類もそれぞれ単独に分けてしまってもいい感じ。
するとそれぞれの基板サイズが100mm×100mm以内に収まるので、
一番安いサイズ帯に収まってしまうんですね。

上記に基づいて再度ガーバーデータ―を用意して値段見てみると・・・・・
３種類合計で約６５ドル！！
なんと２／３になりました。

ちなみに小さめの基板以外は金フラッシュ処理の為、単価が上がってるので、
この値段になってます。
もし鉛ハンダレベラー処理ならば１５ドルくらいになっちゃうかと。

実際の発注時には更に送料も発生するので、上に書いた金額で納まりません。
送料に関して、念のために記載しておくと、
送料は基板１種類毎に発生するのではなく、１回の発注毎に発生します。

つまり、上に書いた基板３種類を３回に分けて発注すると、
それぞれに送料が発生します。

ところが、基板３種類をカートに溜めて一度に発注かけると、
発生する送料は１回分になるわけです。

なので、安い基板を発注する際は、なるべくまとめて発注した方が、
送料の点から非常に大きな差が出る、というお話でした。

かんたんスマートモニター、メイン基板の新版リリース

先日、新モジュールを追加したばかりですが、
今度はメイン基板を更新いたしました。

先日の基準電圧源供給機能をメイン基板に合体させちゃいました。
回路的には全く同等となりますので、メイン基板上に実装しても、
先日書いたモジュールをスロットに搭載しても、全く同じです。

ですので、アナログ入力チャンネルが１つ潰れてしまう難点も同様。
なので、新しいメイン基板でも電圧リファレンス搭載はオプション扱いです。

じゃー、特に利点は無いんじゃないの？という疑問が湧きますが、
新版基板のメリットは以下の２つかな？
①メイン基板側に電圧リファレンスを実装することで、スロット１を他で使える。
②電圧リファレンス搭載のメイン基板をロット注文頂いた際、　コストメリットが出る。

②は何の話？と言われてしまいそうですが、
かんたんスマートモニターのメイン基板だけを大量注文いただくことがあるのです。
（大量と言っても数十枚のレベルですが）
別モジュールで電圧リファレンスを納品すると、やはりコストアップしてしまうわけでして・・・・・


あともう１つ、新版のメイン基板に付加した機能というのが、TG5021モジュール対応。
TG5021モジュールというのは私が同人ハードとしてリリースしている、
高精度クロック出力モジュール。

今までの基板でもジャンパー線接続により搭載することは可能でしたが、
さながら改造基板ぽいので見た目がよろしくない！！
ということで、今回改めて実装するためのパターンを用意した次第。
その代わり、セラロックの実装用パターンを削除してしまいました。

クリスタルほどの精度は要らないんだけど、
マイコン内蔵のCR発信器よりも精度が良くて安上がりなものを、
というニーズの為にセラロックも搭載できるようにしてあったのですが、
今まで一度も使用実績が無いので、この際廃止しても構わないかと。


セラロックも使わなかったくらいなのに、高精度クロックモジュールなんて必要なの？
という疑問がありますが、クリスタル位の高精度になると時間の管理が可能になるんですね。

Sakura.IOには時刻提供の機能があるので、
それを使えば全て解決するはず・・・・・・・・だったら良いのですが、
Sakura.IOの仕様上、常に正確な時刻が使用できるわけでないんです。
（詳細は　ここでは割愛します）

そのような状況下でも、ある程度正確な時間間隔が欲しい際に、
高精度クロックモジュールの出番というわけです。

似たようなことは高精度RTCでも可能かもしれませんが、差異は２点ほど。
１つ目はTG5021モジュールほどの精度を出してくれるRTCが無い為、
精度が若干劣ってしまう点。
２つ目として、RTCはタイミングは出力してくれますが、
マイコンのメインクロックに使用できるようなクロックは出力してくれない為、
マイコン自体のクロックは内蔵発信器を使う必要があるところ。

ちなみにこのモジュールを使用した場合の欠点としては、
モジュール自体を休止させることが出来ない為、常に数mAほど電源を消費してしまう点。
大概の用途では問題にならないはずですが、
マイコンを休止させまくる様な電池駆動の低電力案件等だと、
問題になってくるでしょう。

また１つ、かんたんスマートモニター向け追加ユニットを。

かんたんスマートモニターの基本仕様では、アナログ電圧測定用入力は
10bitのA/Dコンバーターを使用しております。
これはマイコンに内蔵されているものなので、
アナログのフロントエンド回路を付加するだけで済むため、
コストダウンに一役買っております。

しかしこのA/Dコンバーターでは電圧リファレンスもマイコン内蔵のものを使用。
コストパフォーマンスとしては申し分ないのですが、電圧誤差が数％ほど存在します。

この誤差が問題になるケースというのは、一般的に高精度計測なので、
16bitのA/Dコンバーターモジュールを使用してもらうというコンセプトでしたが、
諸事情によりマイコン内蔵の10bit A/Dコンバーターにて、
誤差の少ない測定が必要となるケースが稀に出てそうな雰囲気。

そこで一考したところ、電圧リファレンスを高精度化するのがベターという結論に。

具体的には、マイコン内蔵の電圧リファレンスを使用せずに、
外部に用意した電圧リファレンスからマイコンに基準電圧を供給してやるというもの。

弊害としましては、アナログ入力4系統が基準電圧入力端子として使われてしまう為、
かんたんスマートモニターのアナログ電圧入力機能が１点減ってしまうことですが、
今までの事例から考えると問題になることは少ないかと。

そんなわけで、V-Refモジュールを新規で開発いたしました。
これにより基準電圧の誤差が０．１％位に減ります。
10bitのA/Dコンバーター用としては、十分な精度ではないでしょうか。

ＭＡＸ31865の謎症状判明

うちの「かんたんスマートモニター」のオプションモジュールに、
Pt100センサー入力モジュールが追加されました。

Pt100のセンサーを繋いで温度を測るだけの代物ですから、
特に目新しいような代物ではございませぬ。

Pt100の特性上、通常の16bitA/Dコンバーターモジュールを流用しても、
そこそこの精度で測定は可能と思いますが、
MAXIMからMAX31865という専用ICが出ているので、
これはぜひとも使わなければ　もったいない！！

というわけで、MAX31865を積んだモジュールを新規追加してわけでした。

ちなみにこのMAX31865という石、なかなか良く出来ています。
通常のA/Dコンバーターを使用する場合より、かなり部品数を減らすことが出来るかと。
かと言ってMAX31865自体の単価が高いわけではないので、
トータルコストは　こっちの方が有利なはず。
そして何より、インターフェースがSPIという点が大助かり。
I2Cオンリーだったならば、かんたんスマートモニターへの使用は断念してました。

唯一の難点を挙げるなら、他に類似の石が無い点でしょうか。
Pt100用のICを探すと、必ずこの石にたどり着くことを意味するわけでして、
どこかで大口需要が発生しちゃうと、入手性が悪化する可能性が有るんですね。


そんな話はさておき、さくさくと基板を作りまして、いざ試運転。
ん～～～、なぜか半分くらいの測定値が出力されてくる？？？

私の解釈が間違っているのか？と、データーシートを何度も読み返す。
あ、ちなみにMAX31865は日本語データーシートが有るので助かります。
しかし、やっぱり解釈に間違いは無い模様。

半分にはなっているものの、一応それなりに測定できている様なので、
これはこれで良しとするべきか？　とか考えてましたが・・・・・・・

ふと、SPIモードが気になりました。
PICマイコンのSPIトランシーバーにはモード設定が存在するわけですが、
他のモジュールのデバイスに合わせ、ほぼ設定は固定しております。
で、今回もその設定のままMAX31865を繋いでおりました。

そこで、設定レジスタの内のCKEを1から0に変えてみたら・・・・・・・
MAX31865からの出力データーが予想通りの値に！！
つまり、MSB側の１ビットが欠けて読み取られてたんですね。
なので約半分の値になっていたというオチ。

普通ならば何らかの通信エラーで不具合が出てくるところなんでしょうけど、
そこにMAX31865ならではの話が絡んでくるのでした。

MAX31865って、SPIモードにちょっと汎用性を持たせているんですね。
波形の状態を見て、医師の方がモードを切り替えてくれちゃうんです。
なのでたぶん、見た目上は通信エラーが発生しなかったんでしょうね。
その代わり、LSB側１ビットが欠落したことにも気付かなかったわけですが・・・・
ロジアナで波形を直接見れば　すぐに判ったのかもしれませんね。

ともあれ、PICにMAX31865を繋ぐ際は、CKE=0にしなきゃアカンよという話でした。