液晶付きデータロガー

液晶付きデータロガー †

• 目次
  • 液晶付きデータロガーとは
  • 簡単に作れるのか？
  • 将来計画
  • ハードウエア
  • 回路CAD Eagleのデータ
  • プリント基板発注の仕方
  • ソフトウエア

液晶付きデータロガーとは †

• 野田篤司と水城徹が、自作した携帯型デジタルオーディオプレーヤー。
  • 主に野田が回路設計とプログラミングを担当し、水城がプリント基板のパターン設計および配線を行った。ケースへ入れるなど最終組立は、個々が行なっている。
• 2013年8月12日のコミケで販売予定。
• デジタル8チャンネル、アナログ3チャンネル、シリアル1チャンネルのデータを液晶に表示すると共にmicroSDに記録するというもの。
  • なお、I2Cに関しては、入力端子は出しているものの、まだプログラムを作り込んでないので、動作は未確認だ。
  • シリアル入力は、英数字だけではなく、漢字も表示可能。UTF8やShift-JIS、EucJPからの変換ができる。
• このロガー、デジタルとアナログ入力はサンプリングレートが10kHzと低速だ。
  • しかし、50mAしか消費しないので、例えば、単三電池4本だと、39時間連続で記録できる計算になる。
  • データ量だけで単純計算するなら、4GBのmicroSDで20万時間100時間以上記録できることになる。
  • 私自身が、この様な低速だけど長時間記録できるロガーが欲しかったので作ってしまった。

• 5V単一電源
  • ところが、なぜか、3.7V 1セルのリチウムポリマー電池でも動作する。

簡単に作れるのか？ †

• 自作は、上級者向け。
  • 『最上級者』ではなく、上級の中間レベル。
    • まあ、私の『最上級者』って、自作したものが音速を超えるくらいのものを言うんだけど。
  • ハンダ付けは、0.5mmピッチの表面実装部品をハンダ付けできるレベル。

将来計画 †

• FETドライバを付けて、DCモーターの制御
• 超音波風向風速計のベースにもなるんじゃないかと思っている。

ハードウエア †

• 回路図.pdf
• 基板アートワーク（表）
• 基板アートワーク（裏）
• コミケ用説明書 その１
• コミケ用説明書 その２

ピン配置 †

回路CAD Eagleのデータ †

• この回路はEagleCAD Standard版で作成しました。
• STM32F4LOGGER0_sch.zip回路図データとアートワークデータ。
  • このデータは両面二層基板で、Eagle light版で編集可能です。
  • このデータはFusionPCBに発注するために作成しました。FusionPCBにはEagle用のDRCファイルがあり、これを実行してエラーの無いことを確認したデータとなっています。このデータでP版等に発注される場合は、例えばP版で配布しているDRCを実行して、エラー箇所を修正してください。
  • このデータは下に書かれた問題点の修正がなされていません。
• mizdevice.lbr.zipEagle用自作部品ライブラリ。
  • 自由にご利用ください。

プリント基板発注の仕方 †

　FusionPCBは、中国の電子工作ショップSeeed Studioのホビー向けプリント基板製作サービスです。FusionPCBは桁違いの安さで有名になりました。品質のほうは、私の場合盛大にシルクがずれたりもした事もありましたが、価格を考えれば問題とはならないでしょう。 問題だと思う方は他にも良いPCB基板製作サービスがありますので、そちらを使うことをお勧めします。

使い方

• 料金決済にはpaypalを使うと便利です。paypalアカウントを予め作っておきましょう。
• Seeed Studioのアカウントも予め作っておく必要があります。
• https://www.seeedstudio.com/depot/index.php?main_page=login
• 上記URLでアカウントを作成します。
• facebookアカウントもあると便利になるようです。

• 下記URLでガーバーデータをアップロードし、テキストボックスを埋めてADD TO CARTボタンを押して、決済へと移行します。
• http://www.seeedstudio.com/depot/fusion-pcb-service-p-835.html
• テキストボックスの内容については、変更無しで9.9ドル、変更するのは主に基板サイズになると思います。送料は別になります。国際郵便で7ドルからになると思います。
• 基板サイズはオーダー時の基板サイズ内なら自由ですが、最も狭いところでも20ミリ以上の幅が有ることが望ましいようです。
• FusionPCBのシルクは裏表両面に入ります。面付けは対応していません。こちらで切断するなら話は別ですが。
• データはFusionPCB用のDRCをエラー無しで通過する必要があります。DRCは上掲URLのページの下部からダウンロードできます。
• 必要なガーバデータは拡張子GTL,GBL,GTS,GBS,GTO,GBO,TXTの7つです。これをzipで圧縮して、上掲URLからアップロードします。
  • STM32F4LOGGER1.zip基板注文に必要なデータ。
• 作業進捗は頻繁にメールで送られてきます。出荷された基板は国際郵便の追跡サービスで逐次追うことが出来ます。季節によっては、例えば春節にぶつかれば香港の郵便局で一週間以上足止めを食らうこともありえます。

ソフトウエア †

• コンパイル済みのバイナリ
  • main_logger.dfu Windows用バイナリ
  • main_logger.bin Linux用バイナリ

• WindowsやLinux上で作業
  • MACでのやり方が判ったら、情報提供求む。
• 以下の順に作業を進める。

1. STM32プログラム開発環境 を見て、gcc などのコンパイル環境を整える。
2. GitHubからプログラムダウンロード
   • GiTの情報
3. プログラムのコンパイル main.binが作られる。
4. STM32プログラム書き込み main.binを書き込む。

プログラムのコンパイル †

必要なファイル †

• STM32F4のライブラリ
  • STM32F4の情報/マニュアルやファームウエアの入手方法 を参考に STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library をダウンロード。
    • stm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip
• 漢字・英字フォント
  • http://openlab.ring.gr.jp/efont/dist/shinonome/shinonome-0.9.11p1.tar.bz2
• 漢字変換 JIS SJIS EUCJP UTF の相互変換を行うライブラリ
  • libnkf から、libnkf-1.0.0.tar.gz をダウンロード。
• ねむいさんのブログよりダウンロードしたライブラリー
  • STM32F4x7xxT6_FatFs_DISP_20130710.7z

準備 †

• STM32プログラム開発環境
  • STM32プログラム開発環境を見て、STM32F4用の開発環境を準備しておく。

• GiTの準備
  • GiTのインストールと初期設定 を見て、GiTを準備しておく。

作業 †

• ここにあるようにstm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip と shinonome-0.9.11p1.tar.bz2 と libnkf-1.0.0.tar.gz とSTM32F4x7xxT6_FatFs_DISP_20130710.7z をダウンロードしておく。
• また、ruby が必要なので、ruby も別途、インストしておくこと。

$ mkdir ~/STM32F4  << これは何処でも良いけど、この後の作業エリアになる
$ cd ~/STM32F4
$ unzip stm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip
$ mkdir fonts
$ cd fotnts
$ tar jxvf shinonome-0.9.11p1.tar.bz2
$ cd ~/STM32F4
$ tar zxvf libnkf-1.0.0.tar.gz 
$ 7z x STM32F4x7xxT6_FatFs_DISP_20130710.7z
$ git clone https://github.com/madnoda/stm32f4-glcd-logger.git
$ cd stm32f4-glcd-logger
$ make

• main.bin が作られる。

プログラムをSTM32F4に書き込む †

• STM32プログラム書き込み を参考に、main.binを書き込む。

データの記録 †

• ロガーにデジタル・アナログデータのSD記録機能を追加しました。
• 「（デジタル＋アナログ）記録」と「シリアル記録」は排他。
• 三枚目の画面で設定
• 起動時は、何の記録もしない。
• シリアル記録は、いままで通り。
• 「（デジタル＋アナログ）記録」の場合、
  • 20分の1秒毎に512バイト記録
  • 512バイトの内訳は、
    • 1バイト目：西暦の下二桁
    • 2バイト目：月
    • 3バイト目：日
    • 4バイト目：時
    • 5バイト目：分
    • 6バイト目：秒
    • 7〜12バイト目：ゼロ
    • 13バイト目：デジタルデータ　　1つ目
    • 14バイト目：アナログデータ1ch 1つ目
    • 15バイト目：アナログデータ2ch 1つ目
    • 16バイト目：アナログデータ3ch 1つ目
    • 17バイト目：デジタルデータ　　2つ目
    • 18バイト目：アナログデータ1ch 2つ目
    • 19バイト目：アナログデータ2ch 2つ目
    • 20バイト目：アナログデータ3ch 2つ目
    • 以下繰り返し