スマステ基板、設計始めました。その5 DTR問題発覚!

 

 

昨日筐体内でのUART調査は完了しましたが・・・。

引き続き、スケッチ書き込みの調査をしていると、書き込みエラーになります。

 

以前スケッチ書き込み問題の時の、DTRに接続せよとの指示を思い出し、Yaasan様に確認。やはり、DTRをGNDに落とせ!との指示を頂き、タクトスイッチを取り付けて書き込みテストを実施。

スイッチを押すタイミングについては、たまたま最近見た書き込みを参考に、コンパイルが終了するタイミングを見計らって、PUSH!

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見事一発で書き込み完了です。

調査の結果、リセット後は概ね1秒位の待ち時間が有るとの事ですので、さほどシビアな物でも無い様です。

 

 

 このスイッチ、外部に付けるスペースが有りません。基板の縁に配置しておく事にします。書き換えの際は、裏蓋開けてくださいと言う事で・・・。

 

 

 

追記 10/23

スイッチ追加について、コネクタ並べて再検討。

f:id:har_amc:20171023095355j:plainこれなら何とか入りそう。

 

 

スマステ基板、設計始めました。その4 

USB-UART変換基板は届いています。あやのさんのと同じ「CP-2102」基板でした。良かった。

しかし、スマステ内部はUART接続になる事が有力。追加でJSTのコネクタも購入しないとなりません。

 

 

それでは、UARTの調査を再開します。

メイン基板への半田付けを回避し、取り寄せたDB-9オプションの一つを使って検証します。

 

UART-RS232C変換にはMAX232が使われています。コネクタとの間にトランジスタかFET(Q)が2つと抵抗(R)が4つが有り、ここでレベル変換(1.8V-5V)をしていると思われます。

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  MAX232の仕様図を見ると、周辺に5つのコンデンサ(1μF)を取り付ける必要が有る様ですが、写真で見るとC9401からC9405の5つが有ります。容量は確認していませんが、仕様書通りで問題無いと思います。

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Qと繋がっているのは、11ピンのT1-IN(TTL)と12ピンのR1-OUT(TTL)です。VCCにはコネクタからの5V、GNDもコネクタより接続されています。

 

 毎度の事でTXとRXで?になるが、PIPO X9Sのボードから出ているのがTX、MAX232に入るのがT1-INだから、DSoneR2のRXに入る。同様にX9Sのボードに入るのがRX、MAX232から出るのがR1-OUTだから、DSoneR2のTXから出る。DSoneR2のRXを11ピン(T1-IN)に、TXを12ピン(R1-OUT)に接続します。これでよい筈だ。

 

 

DB9基板のレベル変換を乗っ取り、DSoneR2を接続し動作確認をします。

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ここで奇妙な事が起こっている事に気がつきました。「Desktop Station Software」の動きが・・・。

最後にはエラーとなるのだが、開始ボタンをクリックしシリアル接続を試みる間に、DSoneのボタンを押すと画面が変わるのです???MAX232を外しても同じ症状が。

 

※これを冷静に考えると、DSone側からのTXは、X9SのRXに届いていると言う事ですね。そして、X9S側からのTXがDSoneに届かないと言う事です。

 回路の不調?と、使用部品の選定を考え、この回路は不採用とします。

 

今度は、MAX232に加えてレベル変換回路も外して、以前使ったTXB0104双方向レベルシフタを使う事にします。f:id:har_amc:20171021235629j:plain

 

 

 

 DB9基板、TXB0104双方向レベルシフタ基板、DSoneR2の3段使いで動作確認をします。

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 ところが、何故か同じ症状が・・・???

 

何故じゃーと発狂した後、冷静に考え・・・、以前スマステ筐体内部でのUART捜索の際に、レベル変換後のTXの出力が低いと書いたが、今回のいろいろで原因が判明しました。

 

右側が前回購入したTXB0104双方向レベルシフタ2個、左が今回予備に用意しておいた同型品2個です。明らかにロットは違いそうです。

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前回は購入品2つのうちの一つを使った訳ですが、今回は前回の残り物から使って検証を始めました。ところが、前回同様に変換後の電圧が1.5V程度しか有りません。動作も、上で書いた通りにDSoneのボタンで画面が替わります。

 

冷静に考えると、レベルシフタの故障か?となるわけで、3個目のレベルシフタに取り替えると・・・。

 

一発で動きました。「COM1は利用可能です。」と表示され、ソフト側からも、スイッチからも正常に動作します。1.8V側、5V側共に、電圧は問題無く出ています。

 

 

結論、前回買った「TXB0104双方向レベルシフタ」2個とも不良品でした。

 不良品でなければ一発で動いただろうに、貰い事故で基盤パーにしました。どうしてくれるの???

がっかりです。

 

 

これで、ようやくUARTが発見出来ました。(長い道のりでした。)

あとは、JSTでコネクタ買って、基板仕様決めて、基板のポンチ絵?書いて、データ送って、しばし待てば・・・基板は出来上がるかも知れません。

 

あー、がっかりです。

 

 

 

 

 

車両識別方法の考察

車両の在線検出に関しては、幾つかの方式が製品化されています。


フジガヤさんの「フォトリフレクタ方式(S88 Detector)」、Nuckyさんの「片ギャップ方式(S88-N Train Detector) 」、Yaasanの「Camera S88」、その他方法は幾つか有ろうと思います。

 やあさん様がS88 RFID Decoderの再検証を始めるとの事で、在線検出ではなく車両識別について少し考えてみました。(ここで言う車両識別とは、単に車両が居るという検出ではなく、「この車両がここ(の閉塞区間)に居る。」と言う所までを検出する仕組みの事です。)

 

 

1.バーコード読み取り式

車両下部に識別用バーコードを装着し、フォトリフレクタにて読み取る。

 

・走行速度によって検出信号波形に違いが生じるので、速度によってパラメータを調整する事が必要。

・走行方向によって信号が反転する

上記2点の問題を解決する為、2つのフォトリフレクタを一定距離ずらして配置し、読み取り波形により進入方向及び速度を取得する。また、取得した2つの波形により、信号の整合性を計る事(コンペア)も可能となる。

 

2バイト(16ビット)で収めると考えて、検出用に前後2ビット、車両データで12ビットと設定してみる。 はて、バーコードの長さは・・・、Nゲージでは70mm位が限度でしょうか?1ビットあたり4mmちょっとです。幅2mmのゼブラパターンを読み取るのは無理でしょうね?

安くて、高精細に読み取れるセンサーが有れば・・・。

 

 

2.赤外線LED読み取り式

車両下部より、赤外線LEDにて車両アドレス(識別信号)を常時発信し、線路上のフォトトランジスタにて識別信号を読み取る。

 

・こちらも走行速度に左右されそうだが、信号キャリア周波数によっては問題無いレベルになるのでは無いかと思います。

・専用デコーダーとした方が良いですかね? Smile Function Decoderのパンタスパークを床下に付けたら直ぐに実験出来そうな予感が・・・。

 

 留意すべき点

 ・長編成の場合の位置はどう捕らえるべきか?

広大なレイアウトならさほど問題にはならないと思いますが、小規模なレイアウトで細切れの閉塞区間分割をした場合には、区間内の位置も重要になりますね。前後の先頭車に取るつけるのか?閉塞区間両端に付けるのか?車両・線路共に中間位置に配置するのか?ギャップ式と併用なのか?自動運転に向けての重要な項目ですので良く考えないとなりません。

・現状、取得した車両識別データをコマンドステーションに送る仕組みが無い。

既知の問題とは思いますが、DCC信号・S88-Nとは別で、コマンドステーション又はPCにデータを送るプロトコルが必要ですね。「DesktopStationSoftware」を使う事が前提と考えるとUSBで戻すのが順当な所でしょうか。

 

 

ふと思ったりします。本当にDCCは配線が少ないのかな?在線検出、車両識別、信号機等を設置しだすと、結構な配線量になりそうです。

極力配線を少なくするにはどうしたら良いのか?と考えると、在線検出は配線を伴わない「Camera S88」になりますでしょうか?数台のカメラを設置した時に必要となるCPUパワーは、如何程になるんでしょうか?スマステのATOM Z8350では足らないかも知れませんね。

 

  

 

誇大妄想! 第4のスマイルコネクタ「スマート(仮)」考察 (SmileConnector-Smart) 

今回のはネタは、しばらくの間下書きに保存され、逐次更新していたものです。来月辺りにコネクタを買ってから公開しようかと思っておりましたが、あやのさんの所で「7.5mmx12mmはでかい」とのご意見が有り、少々関連有りとの判断で、少々後手に回ってしまった様ですが記事公開としました。(現状クリア出来ない問題が有りますので、叩き台ネタとしての公開です。)

 

以下記事本編

スマイルコネクタの発案から数年経ち、Ver.2(短縮版)、Z(短縮・狭幅版)と規格を妄想してきました。スマイルコネクタの利便性に賛同をいただき、多数の開発者によりさまざまなデコーダーが開発されて来ております。

プログラム書き込みに関しては、現状特に問題は無いのではないかと思って居りますが、組み立てたデコーダーの動作確認(検査)に関しては、個別に検査冶具を製作する必要が有り、決してユーザーにとって優しい状況ではないと感じております。(当然、開発側にもです。)

 

つい先日、テストツールを製作してみましたが、ユーザーが数個~十数個の基板チェックの為にわざわざ作るのか?と考えると、面倒だろうと思います。

f:id:har_amc:20170923235504j:plain上は、ワンコインデコーダー4.2、ワンコインFLデコーダー4.1向けに製作したテストツールです。

製作したデコーダーをピンヘッダ経由でテストツールに接続し、モーター出力やファンクション出力に対して、モーターの回転・LEDの点灯にて動作を確認します。

 

 

そこで、従来のスマイルコネクタの6PINに加えて検査用端子も統合した、拡張版スマイルコネクタを妄想しています。

 

追加する信号としては、

・DCC-IN  2本

・Motor-OUT(両極FX) 2本       :↑ここまでの10PIN構成(6+4)

・標準ファンクション(コモン+F0)    2本 :↑ここまでの12PIN構成(6+6)

・拡張ファンクション1(F1+F2)   2本 :↑ここまでの14PIN構成(6+8)

・拡張ファンクション2(F3+F4)   2本 :↑ここまでの16PIN構成(6+10)

・拡張ファンクション3(F5+F6)   2本 :18PIN構成(6+12)

 上記の6ー12本くらいを統合しようと考えています。

 

 

 コネクタ選定に関しては、ピッチ1.0mmのカードエッジコネクタで考えています。(逆挿し防止有り:有効PIIN数は-2となる)

※逆挿し防止機構を利用し、搭載機能を選択(ピン数を変更)して基板作成出来る様に考えて見ました。

 

 

現在、想定しているコネクタは以下のような物。3Dモデルで見るとこんな感じ。 

 

Smart α (アルファ) 16PIN、逆挿し防止付き(有効14PIN)MEC1-108-02-L-D(定格電流2.2A)

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α1:10PIN(5x2側のみ使用)の基板幅は7mm(6.5?) DCC-IN・Motor-OUT(ファンクション無し)

α2:12PINの基板幅は9mm   1ファンクションのみ対応

α3:14PINの基板幅は10mm 3ファンクション対応

 

どちら側か一方の2PIN分を減らして、基板幅を9mmに収める事を可能とする。

例として、△側からDCC-INとMotor-OUTの2+2PIN、スマイルコネクタの6PIN、ファンクションの2+2PINとか。

 

 

Smart β (ベータ) 20PIN、逆挿し防止付き(有効18PIN)MEC1-110-02-L-D(定格電流2.2A)

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βS:6PIN(3x2側のみ使用)の基板幅は5mm(4.5?)  スマイルコネクタのみ

β1:10PINの基板幅は8mm  DCC-IN・Motor-OUT(ファンクション無し)

β2:12PINの基板幅は9mm    1ファンクションのみ対応

β3:14PINの基板幅は10mm  3ファンクション対応

β4:16PINの基板幅は11mm  5ファンクション対応

β5:18PINの基板幅は12mm  7ファンクション対応

 

この場合、6PIN側を従来のスマイルコネクタに割り振り、DCC-IN、MOTOR-OUT、コモンと、7ファンクションまでを奇数単位で設定可能となります。

6PIN側のスマイルコネクタのみであれば、「幅5mmで基板製作可能」です。

 

PIN構成がわかり易く・拡張性も有るので、こちらが「本命」だろうと思っていますが、コネクタの流通が無い。少しばかり探しましたが見当たりません! 

 

 

基板幅だけ考えると、これも有りか?

Smart γ  (ガンマ) 20PIN、逆挿し防止無し(有効20PIN)MEC8-110-02-L-DV(定格電流1.8A)

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こちらは、0.8mmピッチのコネクタとなりますが、逆挿し防止が無いので20PINを全て使わなければなりません。

γ1:20PINの基板幅は10mmと思われます。  PIN数だけで言えば、9ファンクションまでの対応となりますでしょうか?

 

 

 

留意点

・基本的に、△側が部品面と設定します。 

・①と③は流通在庫が有りますが、②は見当たりません。

・①のα1、②のβS・β2の場合、従来通り「逆挿し」に注意が必要。

・単にマイコン(プログラム)の動作確認であれば、各種ドライバIC出力とファンクション出力のうちの、1つだけでも確認出来れば良いと思われ、①でも良いのかな?とも思います。

・③の0.8mmピッチのカードエッジ基板って、実現性有りますか?ものすごく配線引き回しに苦慮しそうな予感が・・・。

 ・標準の基板厚さは相変わらず1.6mmですが、1.0mm+半田盛りで対応するのが仕方ない対処法かと思います。(1万個くらいの消費が確約出来るなら、メーカーに掛け合う余地も有るだろうか?)

・ファンクションの割り振り方に、もう一工夫有りそうな気がします。

 

 

効能

従来のスマイルコネクタ搭載ライターに、スマートコネクタ及び確認用LED(モーター)を統合し、一体型で製作環境を整える事が可能になります。

 

 

形状

恐らく、Ver.2、Z、Smartの3個のコネクタを搭載した「ライター兼テスター」となる事を妄想しています。

 

※現状実現可能なものは、 Smart α (アルファ)だけです。

 

以上が現時点での構想(妄想)です。

 

「こんな物役に立たん!」、「②のコネクタ有るよ!」、「もっと良いの有るよ」等々、皆様も程良く妄想の上、ご意見を頂けると幸いです。

 

 

 

 

 

 

 

 

スマステ基板、設計始めました。その3

スマステ基板その2で「訳有って」と申しましたが、その「訳」がやっと到着しました。

 

実は入院前から連絡を取っていたのですが、入院を機に連絡が疎になって居りまして・・・、1ヶ月程前にふたたび連絡してようやく入手に漕ぎ着けました。

 

品代としてはさほど高くは無く、順当な価格だと感じましたが、送料が高いですね。

しかし、香港より3日に出荷で4日に配達と、DHLのパワーをヒシヒシと感じました。 (しかし、不在で受け取れず。再配達も2日後しか選べず、仕方なく本日夕方にサービスセンターまで引き取りに行きました。)

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普段AliExpressで使うのは、無料とか数百円程度の国際郵便なので 、比べてしまうと・・・。時差が数時間有りますが、表示的に言えばおよそ24時間と驚異的な早さです。

 

 

 

そして、届いたのはこれ。「PIPO X9S基板」です。これで、部品扱いとなったマシンが復活出来ます。

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・・・おや・・・おやおや?何やらコネクターが一つ追加になっていますね。(左上2番目)

 

 

 

何が?コネクタに繋がるのかと申しますと・・・、これです。

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そう、オプションの「シリアルユニット」です。

PIPO X9S Board With DB9です。)

 

 

私、転んでもタダでは起きませんでした!損して得取れ精神とGoogle翻訳を武器に、長き交渉の末にとうとう手にしたのです。そう、とても知りたかった「シリアルコネクタの秘密」を。

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ケーブルはラッピングワイヤーでしょうか?

このコネクタは手に入るかな?0.8mmピッチ5pinのものですが、JSTの05SURなのかな?(SUHとSURの組み合わせの様だ。ショップで買えるでは有りませんか!)ヒロセのDF52 なら何とか買えそう。

 

送料が高いので、基板は2セット購入して単価を下げています。一つはサービスパーツにしておきます。

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付属のI/O基板類は必要では無かったので、今度頼む事が有れば、メインボードのみ頼んで、ディスカウントして貰おうと思います。

 

 

 

基板2枚の動作確認を行いました。右は故障させた基板です。めでたく復活となりました。少々高い授業料となりましたが、結果オーライとしておきます。

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これが未使用品の初期画面です。本来、届いた状態はこうでなくっちゃね。

 

 

ちりばめられた英語表記が気になるので、問題の「現スマステES」基板のリカバリをして見ようと思います。ました。f:id:har_amc:20171006072845j:plain

 

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やはり、EMMCがすこぶる遅い様です。1時間以上掛かって初期化出来ました。

 

 

 

引き続き、UARTの調査を再開します。

 

 

 

 

WiFiアダプターによる「ソフトAP」対応・非対応

先日、ネットブックの「DELL Mini12」をプログラミング用途に使いましたが、今度はDesktop Station ソフトウエアの「Webアプリ」を試すべく作業してみました。

 

ところが、前段階で「Connectfy Hotspot」を立ち上げると・・・。

赤字で「Wi-Fi adapter driver does not support AP mode」と出るではないですか!

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搭載しているWiFiアダプタは、「Intelの4965AGN」です。これは、純正のアダプタの通信規格「G」ではなく「N」に対応させる為に、積み換えていた物です。

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ここにも書いてある通り、「Intelの4965AGN」はAPモードには非対応との事。

 

 

他に手元に有るのは、「N」対応の「IntelWiFi Link 5100」と、純正で「G」に対応した「BrodecomのBCM94312」ですが、Intelの5100も4965同様に非対応でした。

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通信速度は「G」の54Mbpsに落ちますが、純正の「BrodecomのBCM94312」に交換し、最新のドライバーをあてました。

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「Connectfy Hotspot」は問題無く動きました。

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通信速度は、「N」の150Mbpsから「G」の54Mbpsに落ちますが、Webアプリ上は特に問題は無いと思います。

一応,動作確認をして見る必要は有りますね。 

 

 

 以前の記事(これ これ)で「Connectfy Hotspot」や「SoftAP」が動かないと言う方は、もしかしたらそういう事かもしれませんね。(APモード非対応のWiFiアダプタかもしれません。)

ここに書いてある通りに、確認して見る事をお勧めします。

 管理者権限でコマンドプロンプトを開き、「netsh wlan show drivers」を打ち込むだけです。

 

 

スマステ基板、設計始めました。その2

基板作製までの長い道程をゆっくりと亀の様に進んでいます。

 

訳有って、遅々として進まぬ状態となっていますが、手配した部品は忘れた頃に「ぱらぱら」と届いています。

 

先日、ようやくDCC-OUT系のコネクタが揃いました。ターミナルブロックと住鉱テックのKATO互換コネクタです。

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住鉱のハウジングはオス側50個、メス側20個、コンタクトは100個単位でオス・メス共購入。ターミナルブロックも50個づつ購入しました。こんなに使うのか・・・?

 

これでやっと寸法が測れます。

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他にも取り寄せ中ですが、CP2102 USB-UART変換基板(あやのさん使用品と同等?)は日本へ輸送中です。(ステータスを見る限り25日出国となっているが、一週間経っても入国してません。どうなってるの?)