2020年02月29日

Node-Redを用いたEEPROM読み込みと書き出し

前回紹介したNode-RedからのI2Cデバイス制御する方法に続いて、応用例を紹介します。

Node-Redはノードを結び付けてフローを作成してプログラミングできる他にファイルの読み込み、書き出しをすることが可能です。今回はMicrochip製のI2C接続EEPROM 24LC512USB-I2C変換アダプタを使用してメモリデータのファイルへの読み出しとファイルからの書き出しをしてみました。プログラムのforループを書き直すことで24LC64, 256にも対応可能です。また、アドレスをバンク毎で書き換えれば24LC1024にも対応できます。なお、アドレスセレクトのA0、A1、A2はすべてGNDに接続しています。


下記のようにNode-Redでコードを書いてました。

full_read.jpg

16byteずつ読み込んでcsvファイルに出力します。NodejsPortableの場合はNodeJSPortable\Dataのフォルダにmem_read.csvが生成されます。

read_csv.jpg


処理のラグが多く、24LC512の場合はすべて読み出すまでに10分程度要しました。



csvファイルから読み込んで書き込むツールも同様に作成してみました。16byte毎に0~255の数字を書き込んだcsvファイル(mem_write.csv)を用意し、Node-Redから読み込んで24LC512に書き込みます。


full_write.jpg

読み込み同様に16byte毎のcsvファイル(mem_write.csv)から8byte毎に書き込みを実行します。NodejsPortableの場合はNodeJSPortable\Dataのフォルダにcsvファイル(mem_write.csv)を配置します。シリアルI2C変換SC18IM700のバッファサイズが16byteのため、開始や終了コマンドを含めると最大10byte毎の書き込みとなりますが、キリが悪いので8byte毎に書き込みを実行しました。

write_csv.jpg

読み込み同様に書き込みには10分ほど要しました。一般的には書き込みの方が時間を要しますが、今回のシステム構成の場合は書き込みの方が若干早く処理が終わりました。この理由として読み込みの場合、Node-Redのシリアル送信処理をしてからシリアル受信するまで待機する必要があります。一方、書き込みの場合は一方的にシリアル送信処理のみなのでシリアル受信するまで待機する必要ありません。シリアル受信はOS側のFIFOやNode-Red側の割込み発生周期などが影響し、シリアル受信してもすぐに受信処理が実行されません。現在のコードは受信処理が16byte毎に発生しますが、少し大きなサイズでまとめて受信すれば、受信処理の待機時間の回数を減らせるため、全体の処理時間を短くできると思われます。


正直、実用的なバックアップ、リストアツールではありませんが、ちょっとデータを保存しておきたいといった場合や複製したいという場合には有効だと思いました。I2Cアドレスやサイズを変更すれば24LC512以外でもI2CのEEPROMであれば利用できます。今回のサンプルコードはこちらで公開しています。活用してみてください。

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2020年02月22日

おすすめMakerプロジェクトサイト

今回は電子工作やモノづくりのヒントや種を見つける際に便利なサイトを紹介します。

■電子工作系プロジェクトサイト

■ハイレベルな電子工作系プロジェクトサイト

■メカ・ハードウェア系プロジェクトサイト

■日本のモノづくり紹介サイト

■海外電子部品CtoCサイト

■3Dプリント向けの3Dデータサイト

■電子部品販売サイト Digikey 新製品情報

■電子部品販売サイト Mouser 新製品情報

時間がある時に見ているとモノづくりのモチベーションが上がるサイトばかりです。単に情報収集だけでなく、応用や関連情報を探すのにも非常に役立ちます。
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2020年02月15日

組込ビデオコントローラBT817

以前に組込ビデオコントローラを紹介してから、実際にDigital Video Shieldとして製品化しました。Digital Video Shieldでは汎用性を考え、BT816を選定しました。先日、BridgetekからBT817が発表されました。

発表資料によるとBT817はBT815/816の後継機種で下記のような特徴があるようです。

・BT815/816互換性有
・24bit 最大解像度1280x800
・BT815/816に比べてパフォーマンスが50%向上
・四角以外のLCDにも対応

最大解像度がBT815/816の800x600から拡大したことは魅力的ですが、HD対応でないのは少し残念です。HD対応であれば、後継版Digital Video Shieldも検討したのですが。一旦様子見というところです。少しニッチな組込ビデオコントローラという市場で毎年のように新しいビデオコントローラが発売されるのは頼もしい限りです。今後のHD対応に期待したいと思います。

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2020年02月08日

UART割込み有効確認

STM32マイコンのシリアルUART受信の割込みについて少し紹介します。

STM32マイコンのHALライブラリを使用してUART受信をする場合は割込みHAL_UART_Receive_ITか、DMA受信転送HAL_UART_Receive_DMAのどちらかを多く使用します。

HAL_UART_Receiveを使用しない理由として、ブロッキング処理のためUART受信するまで他の処理が停止してしまいます。
一方、HAL_UART_Receive_IT、HAL_UART_Receive_DMAはノンブロッキング処理のため、他の処理をさせて、受信したときor受信後にのみ処理を走らせることができます。ノンブロッキング処理のUART受信処理をする場合は事前にHAL_UART_Receive_IT、HAL_UART_Receive_DMAを実行し、割込みを有効化する必要があります。受信するとHAL_UART_RxCpltCallback関数が呼び出されます。


ここで事前にHAL_UART_Receive_IT、HAL_UART_Receive_DMAを実行する際に注意すべきポイントがあります。別の処理で既に実行されていて、割込みが有効化されている場合に再度、実行するとエラーが発生します。エラーを避けるためにはUART割込み有効か確認して無効の場合にのみ実行するような処理が必要です。今回はその割込み有効確認の関数を紹介します。

■割込みHAL_UART_Receive_ITの場合

uint32_t UART_IsEnabledIT_RX(UART_HandleTypeDef *huart){
 #if defined(USART_CR1_FIFOEN)
  return ((READ_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_RXNEIE_RXFNEIE) == (USART_CR1_RXNEIE_RXFNEIE)) ? 1U : 0U);
 #else
  return ((READ_BIT(huart->Instance->CR1, USART_CR1_RXNEIE) == (USART_CR1_RXNEIE)) ? 1U : 0U);
 #endif
}

■DMA転送の場合
uint32_t UART_IsEnabledDMA_RX(UART_HandleTypeDef *huart){
 return (READ_BIT(huart->CR3, USART_CR3_DMAR) == (USART_CR3_DMAR));
}

上記の事前に確認して、すでに有効な場合は割込み有効化処理をしないといったことができるようになります。
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2020年02月01日

Node-Redを用いた赤外線グリッドセンサ制御と可視化

前回紹介したNode-RedからのI2Cデバイス制御する方法に続いて、応用例を紹介します。

Node-Redはノードを結び付けてフローを作成してプログラミングできる他にNode-Red-dashboardを使用することで簡易的にUIを作って可視化することも簡単にできます。

今回はPanasonic製 赤外線グリッドセンサAMG8833とUSB-I2C変換アダプタを使用して取得したデータをNode-Red-dashboardで可視化してみました。Node-Red-dashboardに加えてNode-Red-ui-heatmapを追加しています。

Panasonic製 赤外線グリッドセンサAMG8833は8x8の赤外線アレイセンサです。画素は粗いものの比較的低価格で非接触でサーモカメラを実現できます。

Node-Redのフローは下記のように作成してみました。

Node-Red_AMG8833.png

全体のコードはこちらにアップしています。



指を横向きに近づけると下記のように温度変化を取得することができました。

AMG8833_finger.jpg


赤外線センサなので物の材質によって放射率が異なるため、接触温度計に比べると温度精度は期待できません。ただ、非接触で温度をざっくり測定できるのはやはり面白いセンサだと思いました。

Node-Red-dashboardはチャート(折れ線グラフ)、ゲージなど様々なUIが用意されているため、センサデータの可視化も容易に実現できます。他にもボタンやスイッチといったUIも用意されているので、USB-I2C変換アダプタと組み合わせた応用例を紹介したいと思います。

※追記
USB-I2C変換アダプタで使用しているSC18IM700のFIFOは16byteですが、16byteを超えるデータを要求して受信することができました。順次シリアルでデータを送信する仕様なようです。ただ、通信設定やデバイスによって受信できない場合もあると思われます。
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