2019年02月09日

2.42インチOLEDモジュール試食 その2

今回はAliexpressで購入した2.42インチOLEDモジュールについて紹介します。


今回は基板が違ったため、改めて紹介します。

液晶ドライバはSSD1309で以前と同じようですが、
背面のSPIとI2Cの切り替え回路や昇圧回路回りが異なります。
また、Aliexpressのサイトの写真と実際に届いたものは若干違いました。

背面にSPIの時にはR17、I2Cの時はR15,R13と書かれていますが、
R13は見つかるものの、R15は見つかりません。
基板を見る限り多分、R18の間違いです。

ただ、不思議なことにR18が2つあります。
下記の写真の左右赤枠部分です。

結論から説明するとI2Cの場合はR17(下図白枠)を外して、
R13(中央)とR18(左)、R18(右)に抵抗を接続します。
R18(右)はCSに接続する抵抗のため、0Ωで落とします。
それ以外は適当に1kΩを接続しました。

OLED.jpg

背面の説明のR15がなく、R18が2つあるという不思議なOLEDですが、
上記の接続で何とか動作確認ができました。
ただ、5つ購入した中で2つ動作せず、
1つはリボンケーブルの再ハンダ付けで動作し、
残り1つは完全に故障していました...

残りの4つはお馴染みのリセット回路で4線配線の動作確認ができました。
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2019年01月19日

MachXO3LFでHDMI出力

今回はLattice製FPGA MachXO3LF Starter Kitを使用して
HDMI出力をしてみました。

FGPAからHDMI出力をする方法として、
電流モード差動ドライバを模擬してHDMIの信号を出力する方法
HDMIのトランスミッタICを使用する方法があります。


最初、MachXOシリーズで電流モード差動ドライバを模擬して
試してみましたがうまくいきませんでした。
MachXO3とHDMIで差動信号がアンマッチだったことが原因だと思われます。
また、エンコーダにギヤボックス等のMachXOシリーズ固有の機能を
活用しないと実現できないため、汎用性に少し欠けます。

このようなことから、HDMIはDVI規格の1つなので、
入手性のよいDVIトランスミッタTFP410を使用して実装することにしました。

まずはTFP410にHDMI出力端子を取り付けた
TFP410 Beakoutボードを設計しました。


img1.jpg

実装やコードを参考にしてみました。

TFP410Beakoutボードの実装を終えて
MachXO3LFを使用してHDMI出力をしてみましたが、
なかなかテストパターンが表示されず…
テストパターンが出るまで1週間ほどデバッグに要してしまいました。

結論から言えば、MachXO3LFのIO設定で
Slewrateの設定がデフォルトはSlowとなっており、
Fastにすることで意図した信号が出せるようになりました。


0031-01-19 午前10.06.09 IMG_6996.JPG

RGBの3bitで出力してみました。

電流モード差動ドライバの模擬回路作成から、
TFP410を使用したテストパターン出力まで
空き時間で1か月強、要してしまいました。
色々デバッグしてテストパターンが出たときは感動しました。

HDMIで色々画像を出力するためにはMachXO3LF内蔵のRAMでは足りません。
次は外部RAMとしてSDRAM等のテストをしてみたいと思います。
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2018年12月29日

Kicad 5.0.2 等長配線の方法

今回はKicad 5.0.2で等長配線をする方法について、
覚書として紹介します。

等長配線をする際のポイントは「モダンツールセット」を使用することです。
「設定」→「モダンツールセット(アクセラレータ、もしくは代替)」を選択します。

■単線の場合

@「モダンツールセット(アクセラレータ、もしくは代替)」を選択

Kicad-setting.jpg


A普通に単線としていつも通りに配線する

Kicad-tool2.jpg


B「配線長の調整」をクリックする

Kicad-tool.jpg


B調整したい単線をクリックする
「現在の長さ/合わせたい長さ」が表示される

Kicad-tool4.jpg

C右クリックで合わせたい長さを設定する
合わせたい長さは配線で長い配線に合わせるため、
まず、長い単線の長さを確認して少し長めに設定する。

例 長い単線が25.65mmの場合→合わせたい長さ26mmなど

右クリックで「配線長の調整設定」をクリックする。

Kicad-tool3.jpg

Kicad-tool6.jpg


D等長配線のミアンダ配線を配置したい部分の開始点を左クリックして、
終了点までマウスを動かすと自動的にミアンダ配線される。
全く表示されない場合はミアンダ配線するスペースがない可能性がある。
スペースに余裕をもって配線しなおす。

Kicad-tool5.jpg

この状態のままで
間隔を広げる場合は1、間隔を狭める場合は2、
振幅を大きくする場合は3、振幅を小さくする場合は4のキーを押して調整する。
調整が完了した場合は再度、左クリックすると配線が完了する。

調整は現在の長さと目標の長さを見ながら値が目標に近づくように調整する。


■差動ペアの場合
差動ペアの場合はKicadが差動ペア線であると認識するために
netlist作成時に〇〇+、〇〇-という命名付けをします。
もしくは〇〇_P、〇〇_Nでもよいみたいです。

末尾に+と-をつけると自動的に〇〇が一致した線を
差動ペアとして認識します。

@配線「差動ペア」をクリックする

Kicad-tool.jpg

A差動ペアの+、-のどちらかの開始点を左クリックして
配線を開始する。終了点で再度、左クリックして配線を完了する。

Kicad-tool7.jpg

B差動ペアでビアを打つ場合は単線同様に右クリックで
「貫通ビアの配置」でビアを追加する。
差動ペアのビアは単線に比べてスペースを必要とするため、
周辺に空きスペースがない場合は
「貫通ビアの配置」をクリックしてもビアがなかなか配置できない。
十分にスペースがある場所でビアを配置する。


Kicad-tool8.jpg


C「差動ペアの配線長の調整」をクリックする

Kicad-tool.jpg

D単線同様に調整したい差動ペアの中心をクリックする
「現在の長さ/合わせたい長さ」が表示される
右クリックで合わせたい長さを設定する
合わせたい長さは配線で長い配線に合わせるため、
まず、長い差動ペア線の長さを確認して少し長めに設定する。
右クリックで「配線長の調整設定」をクリックする。


等長配線のミアンダ配線を配置したい部分の開始点を左クリックして、
終了点までマウスを動かすと自動的にミアンダ配線される。
全く表示されない場合はミアンダ配線するスペースがない可能性がある。
スペースに余裕をもって配線しなおす。

Kicad-tool9.jpg

この状態のままで
間隔を広げる場合は1、間隔を狭める場合は2、
振幅を大きくする場合は3、振幅を小さくする場合は4のキーを押して調整する。
調整が完了した場合は再度、左クリックすると配線が完了する。
調整は現在の長さと目標の長さを見ながら値が目標に近づくように調整する。



以上で単線と差動ペアの場合の等長配線ができます。
ポイントは
・「設定」→「モダンツールセット(アクセラレータ、もしくは代替)」を選択
・ミアンダ配線するために余裕のある配線スペースの確保
・差動の場合は配線名称を〇〇+、〇〇-といった名称にする
です。

これでKicad 5.0.2 等長配線ができました。
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2018年12月15日

Kicad 両面フットプリント作成方法

今回はKicadのフットプリント作成時に
両面にパッドがある部品を作成するポイントを覚書として紹介します。

普段は片面、特に表面のパッドしか作成しないため、
両面にパッドがある部品を作成する情報がなかなか見当たりませんでした。

今回、作成する両面にパッドがある部品はHDMIのコネクタです。

hdmi-con.jpg

基板に挟み込んで実装するタイプです。


通常通り、表面のパッドを作成した後、
裏面については次のように設定して作成します。

kicad-back.jpg

表面では「F.Paste」「F.Mask」にチェックが入っています。
裏面の場合は「B.Paste」「B.Mask」にチェックを入れ、
合わせて、「導体」に「B.Cu」を選択します。

これにより、裏面のパッドが作成できます。

実際に作成したHDMIコネクタのフットプリントがこちら。

kicad-con.jpg

両面にパッドを作成することができました。


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2018年11月17日

フォトダイオード増幅回路

光センサの1つにフォトダイオードがあります。

距離センサ、ガルバノメータのエンコーダ等では
フォトダイオードを使用しています。

フォトダイオードの信号は微弱な電流のため、
微弱な光の強弱を検出するために増幅回路が必要です。
今回はフォトダイオードの増幅回路を紹介します。

電圧電流変換の回路を応用して、
微弱なフォトダイオードの電流を増幅します。
回路は下記のような感じです。

photodiode.jpg

光を受けて発生した光起電力を増幅するため、
フォトトランジスタではこの回路は使用できません。
フォトダイオードの一種が太陽電池なので、
光起電力が発生するダイオードであれば、
この増幅回路が使用できます。
秋月ではPINフォトダイオード等が使用できます。

フォトダイオードの増幅回路は他にもありますが、
光の有無を検出するような回路ばかりで、
光の変化をレンジが広く、線形に得られる回路はなかなかありません。
色々検討して上記の回路にたどり着きました。

今後は上記の回路を応用してガルバノメータを取り込んで、
デジタル制御してみたいと思います。
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