ArduinoやPICにI2Cで接続できる超魅力的なロータリーエンコーダボード「I2C Encoder V2」

今回はArduinoやPICやRaspberryPiでロータリエンコーダを接続する時に、みなさんが一様に困っていた誤カウントを防止する上に、GPIOの節約、そしてプログラムを簡素化できるI2C接続で使えるロータリーエンコーダ・ボード「I2C Encoder V2」をご紹介致します。


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CANインタフェースを搭載する事で相互通信が可能なRaspberryPiHAT + Arduino MKR互換機「NoCAN」

マイコンを使ったハード設計において制御ボード間で通信を行う場合の通信方式として古くからあるのはUARTと言うシリアル通信で、その他にSPIやI2C通信があります。
この中でUARTとSPI通信は1:1の通信な為に設計する際の制約がどうしても生まれます。

例えばUARTですとリアルに1:1での通信ですので複数のセンサーと通信と行う場合はセンサーの数×2本の配線が奪われ、ソフトウェアシリアルに使用できないポートがありますとそれだけ接続できるセンサーやモーター類も少なくなってしまいます。

一方SPIは3本の信号線(SI,SO,SCK)を使い通信を行うのですが一方通行の通信しかできず、1つのSPI信号に複数のスレーブと呼ぶボードをぶら下げる事はできますが、どのボードと通信するのかはマスター側からのもう1本のCS配線を使って制御しなければならずスレーブとなるボードが増えれば増えるほどマスターとなるボードの空きポートは減って行きます。

そしてI2Cは2本の信号線でマスターとなる親機と相互通信でき他、接続するI2C機器にはそれぞれ全く違う重なる事のないアドレスが割り振られていますので、スレーブとなる子機同士の通信もアドレスを使って行う事ができる様になっており、少ない配線で多数の機器と通信できる為に便利なのですが、基板内通信が基本で、遠く離れたボードと通信すると言う用途には残炎ながら向きません。

そこで、離れた場所に設置した機器とも通信できノイズに強いCAN通信をサポートしたArduino MKR互換機「NoCAN」とRaspberryPi用HATをご紹介致します。


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RaspberryPiが赤ちゃんに見えるAMD Ryzen™組み込み型プロセッサー搭載「UDOO BOLT」

RaspberryPiはGPIOを搭載した小型マイコンで、Linuxが動く上に(IoT向けWindows10も動きますが)直接ボードから各種センサーやサーボ等のハードウェアが制御できる画期的なマイコンボードで、PICやArduinoでメモリーの少なさに苦慮していた開発者達にとっては何でもできる魔法の箱の様な存在でした。

そしてこのRaspberryPiのお陰でIoT機器が急速に発達して言ったと言っても過言ではありません。例えば、画像認識技術による自動追尾機能などはその代表的な例で、カメラで捉えた映像から動く物体を検出してカメラを固定したサーボを動かして動く被写体を追うなんて言う事はArduinoでは処理スピードが遅すぎてまず考えられませんし、自立制御できるロボットやセグウェイと同じ原理で動作するホバーボード(2輪の自動でバランスを取って走行する乗り物)等も同様の事が言えます。

ただRspberryPiが進化して年々高速化しているとは言っても、グラフィック機能が弱い為にX-Windowsを起動させるとその動きは”もっさり”としていますし、IoT用のWindows10も決して動きが速いとは言えません。

ですが今回紹介するAMD Ryzen™組み込み型プロセッサー V1000搭載の「UDOO BOLT」は普通のパソコン用マザーボードにArduinoを組み込んだ様なボードで、マイクラで影Modを入れてもサクサクと動く最強とも言うべきボードです。


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動体検知機能搭載でArduinoオンボードなWiFiにも対応したCCDカメラモジュール「Llivera」

自動で動くロボットを作ろうとした時に周囲の状況を知る為のセンサーが必要なのは当然ですが、昔であれば赤外線センサーや超音波センサーを使って周囲にある障害物を検出するのが主流でしたが、今ではCCDも小型化し処理ボードも小さくなっていますから小型のロボットにも搭載する事が難しくなくなって来ており、複数の赤外線センサーや超音波センサーからのデータを処理するよりもCCDから画像を得た方が遙かに簡単に精密に周囲に何があるのかを高速に検出処理する事ができます。
ですが新しいデバイスに挑戦すると言うのはそれを使える状態に持って行くまでに大変な時間と労力を要するのですが、このCCDカメラモジュール「Llivera」はOpenCVに対応し、Arduinoライブラリを用意する事でRaspberyPiやArduinoでも簡単に利用する事ができる様に設計してあります。


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RaspberryPiを10インチタブレットにするだけでなく、センサーを取り付け様々な実験も可能なDIYキット「Raspad」

RaspberryPiと言う超小型PCがありますが、この通称RasPi(ラズパイ)の魅力は何と言ってもその大きさと、そこそこの性能、そしてGPIOでしょう。
RasPiは決してPCとしては処理スピードは早くありません。例えばRasPi上で動く”Windows 10 IoT Core”がありますが、決してサクサク動くわけではなく普通のPCと思って操作するとその遅さにイラッとします。
ですが、これをマイコンボードであるArduinoと比べるとその性能はまさに神!!です。RasPiにはご存じの様にGPIOと言って様々なセンサーや電子部品と接続できるポートがあり、例えば温湿度センサーを接続してそのデータをクラウドサーバーへ定期的にアップロードさせると言ったIoT機器を作る場合、Arduinoよりも遙かに安く、そして遙かに短時間でコーディング(プログラムを書く事)をする事が可能です。

そんなRasPiをベースにした10インチタブレットを作る事ができるのが、この「Raspad」です。


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小学生でも簡単にIoTデバイスが作れてしまう配線、ハンダ付け一切不要のシステムキット「BigClown」

2020年、あと2年もすると小学校からプログラミングの授業が入って来ますが、それ以前に子どもさんにプログラミングを習わせたいと思われている親御さんは多いかと思います。
ただプログラミング教室に行った時にだけプログラミングをやるよりも、自宅で自ら進んでプログラミングをやった方が他の勉強と同じで早く習得できるのは明らかです。
ですが、子どもさんがプログラミングをやっていて聞かれた時に的確に教えられる親御さんなんて職業柄やっていたり、趣味で若い頃からやっていた様な方でないとまず無理ですし、更に自動的に温度や湿度を計測してクラウドサーバーへその計測数値をPUSHしてログを取る様なIoTデバイスを作りたいなんて言われようものなら回路設計をして部品を集めてハンダ付けをしてと一筋縄では行きません。

そんな時にこの「BigClown」で揃えておけば大抵のIoTデバイスがつくれるばかりか、プログラムも用意されたサンプルから選ぶだけなので誰にでもIoTデバイスが作れてしまいます。


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RaspberryPiをスマートフォンに変えてしまおうと言う、好奇心くすぐられる通信モジュール「PiTalk」

何でもそうですが、自分で作ったものが動くのを見るのってワクワク・ドキドキしたりしませんか?
例えば自分で作ったアプリケーションをAndroidスマートフォンやiPhoneにインストールして楽しんでみると言うのも面白いのですが、そのスマートフォンそのものを自作して見るって言うのはもっと楽しいのではないでしょうか?

そんな楽しみを私たちに提供してくれるRaspberryPiをベースに使ったスマートフォンキット「PiTalk」を今回は紹介します。


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スマートフォンのアプリが作れなくても簡単にIoTデバイスを作る事ができるIoTインタフェースボード「Bolt」

ArduinoやPICを使って組み込みデバイスを作った事はあるけれど、それをスマートフォンから操作しようと思うとそのハードルの高さに挫折してしまうと言う方はかなり多いかと思います。
これがPaspberryPiであれば、Apacheを走らせてブラウザベースでスマートフォンから操作すると言った事も可能ですが、ArduinoやPICでApacheが動くはずもなくArduinoやPICでTCP/IPやUDPプロトコルの処理をしようと思うとかなり調べないとプログラムは書けませんし、HTML言語を知らないと画面設計もできませんので、スマートフォンとマイコンを連動させてIoTデバイスを作ると言うのは、ArduinoやPICを長年使ってプログラミングをしていると言う方でもかなりハードルの高い作業なのです。

ですがこの「Bolt」を使えばそのインタフェース部分はこの「Bolt」が担ってくれますので、新しい事は覚えずに今まで通りにコーディングをすればスマートフォンから操作できるIoTデバイスを作る事ができます。


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”Raspberry Pi Zero”をメインCPUに使ったDIYで作るゲームボーイ「Gameboy Zero」

 今回紹介する「Gameboy Zero」は”Raspberry Pi Zero”をメインCPUに使ったDIYで1から基板に部品を半田つけして作り上げるゲームボーイ互換機で、ハンダ付けが大好き、ハンダ付けを自分でしなくてはならないけれども家に眠っているゲームボーイのゲームを再びプレイしてみたいと言う方向けの基板単品ないし基板と部品一式がセットになった製品です。
 と言ってもCPUは”Raspberry Pi Zero”を使っていますし、電源&充電モジュールも市販のLi-Po充電モジュールを使用しておりハンダ付け作業はそう多くはありませんが、通電表示用のLEDとそのLED用の電流制限抵抗はSOP品(チップ部品)を使っていますので多少ハンダ付けの慣れは必要ですが、それでもチャレンジしてみたいと言う方にとってはチャレンジのし甲斐のあるキットでしょう。


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エンジニア魂をくすぐるインターネット経由で車両を思いのままに制御可能なODB-IIアダプタ「AutoPi」

 皆さんが日常運転している車の仕組みがどうなっているのかご存知でしょうか?特に電気系統の進化は昭和の時代の車では考えられないくらいの進化を遂げており、皆さんがハンドルを持ち、アクセルやブレーキを踏んで操作している様に見えていても、実際にその操作は一度、車両に搭載されたコンピュータに送られ、車載コンピュータが車をコントロールしていると言っても過言ではありません。
 その良い例がアクセルで、十数年前までの車両でしたらまだアクセルとエンジンはワイヤー1本で接続されアクセルを踏むとそのワイヤーが引っ張られてストットルが開きエンジン回転数が上がって車は加速したのですが、今の車両はアクセルにはセンサーがついていて、どれくらいアクセルを踏み込んでいるのか?と言う量をセンサーで数値化してコンピュータに送り、それに合わせてコンピュータはストッロルを制御する装置に信号を送ってエンジンの回転数を制御していますので、昔の車ならいきなりアクセルをベタ踏みすれば一気にエンジン回転数は上がりましたが、今の車はアクセルをベタ踏みしてもゆっくりとしか上がって行きません(スポーツモード等のモードがあってリニアに反応する様に設定されていたりすれば別ですが)。一方ブレーキもABS(アンチロックブレーキシステム)と言って急ブレーキをかけた時にタイヤがロックされてスピンや横転しない様なシステムが搭載されており、実際のところブレーキもコンピュータで制御され、ハンドルだって駐車のアシスト機能や自動運転機能が搭載された様な車両はコンピュータでハンドルを勝手に動かす事が可能です。

 と言う様に今の車は搭載されているコンピュータがコントロールしていると言っても過言ではなく、そう言う車両の中を流れている制御信号を解析して表示するだけでなく、逆に信号を流す事で車両をコントロールする事ができるのが、この「AutoPi」です。

 


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