小ネタ

　新年? はて……

***

***

　オシロ背面のトリガ出力をDMMに突っ込んでパルスカウント

　ACにトリガをかけて50Hzを確認。

　クロックにトリガ、データラインのアイパターンを表示して、トリガ数を確認。残像を長くすると取り込み速度が落ちる感じがあったけど、残像をON/OFFしても2.7kフレーム/s前後で変わらず。単に描画サイクルが低かったり錯覚で低く見えているだけで、波形自体は変わらず取り込み続けているっぽい。/* あえて言うまでもないけど、2.7kフレーム/sという速度はこの信号源と取り込み設定で固有のもの */

　トリガ出力をカウントして表示するディスプレイとかあったら便利かな、と思ってたけど、表示にかかわらず取り込みレートは変わらないっぽいし、あったところで、という感じか。だからスクリーンにも取り込みレートの表示がないのかな。

***

　https://www.ddc-web.com/en/support/technical-support/faqs

　1553の端末の製品に関するFAQ。

　1553は条件によっては最大1000ft(300m)程度のバスでも使えるんだとか。そんなに長いバスどんな用途で使ってるんだろう? B-1やB-52、あるいはISSでもかなり小さそうだが。ウネウネ引き回したらそのくらいの長さになるのかな。他のバス、例えばCANだと同じデータレートではもっと短い範囲でしか使えないはずだけど、単純なツイストペアとtwinaxialの違いとか電圧や結合の違いなのかな? あまり長くしすぎると光速でリミットされるので必要に応じてタイムアウト時間を調整してね、と。

　パリティエラーが検出された場合の処理とかも書いてある。この製品の場合、パリティエラーがあったらその時点でメッセージの受信を終了する。コマンドとステータスの見分けがつかなくなりそうだけど、タイムアウトで判断すればいいのかな?

　ZEROPLUSの1553アナライザはタイムアウトの判定ができないとか、モードコードwithout Dataでエラーになるとか、データワードのMSBがセットされているとエラーになるとか、色々問題がありそう。このアナライザはメッセージを追ってCommand/Statusを判定しているけど、例えばパリティエラーが有って応答を返さないターミナルがあっても、アナライザは応答を待って、しかもタイムアウトがないから、Cmd/Statusが入れ替わる。

　1553は、パリティチェックでエラーになった場合は応答を返さず、パリティが正しい場合だけ応答する(パリティが不正な場合、RTアドレスが不正な可能性があるので、自分が応答してもいいか判断できない)。1553はタイムアウトの判定が厳格なので、応答がない場合でもペナルティは十分に少ない。I2CのACKとCANのACKを足して二で割った感じの雰囲気に近いかも。メッセージが不定長で最後にACKを返すのはCANに近いが、不特定のターミナルが返すのではなくアドレスで固定された一つのターミナルがACKを返すのはI2Cに近い。とはいえ、1553は結構独特の設計思想な感じがある。まぁ、大抵のデータバスはそれぞれ独自の設計思想を持って各々使い分けられているんであろうけども。

　ただ、やはり細かいところの設計とか実際の実装はよくわからない。

　1553のプロトコルは概要程度にはわかったので、一旦中断。また必要になったら作り直す。……必要になることあるかなぁ。。。

***

　STM32F303K8でDDSを作るあそび。

　2ch分を出せるけど、1chだけオシロで観察。4ch+D16くらいのオシロが欲しい。。。

　ch2(紫)がコアのビジー状態を示していて、LOWの部分が処理を行っていない部分。1Mspsで1kHzを出している状態で、50%程度の負荷。負荷としては余裕があるけど、波形の生成をメインループで処理しているので、他の処理をやるとしても0.5マイクロ秒で処理しなくちゃいけないので、かなり厳しい。

　DACは12bitで、波形テーブルは2048ポイントで、ch1とch2で個別のテーブルを持っている。位相や角速度も個別。

　ch1で1kHzの正弦波、ch2で0.666..kHzの三角波、みたいなパラメータ。

　ch1に1kHzの正弦波、ch2に1.5kHzの正弦波。比が整数倍じゃないのでch1でトリガするとch2に複数位相の残像が出るが、有理数なので位相関係は固定されて、位相指示コマンドを与えればタイミングを固定できる。ただしDDSの位相計算を固定小数点で行っていて、若干の誤差があるので、長時間経つと少しずつ位相がずれていく。

　波形を重ねて1chで出力すればDTMFみたいな出力もできる。

　波形の生成を割り込みに移して、32ポイントずつ処理させて、メインループ側でADCを読んで、DDSのパラメータを書き換えるテスト。DDSというか、デジタル変調器みたいな方向性。

　ch2から50Hzの正弦波(デジタルアッテネータで振幅50%)を出して、ADCに取り込んで、ch1の角速度に与える。つまりch1から50Hzで周波数変調された正弦波を出力する。ADCは12bitで、attで2分の1なので、およそ2048±1024(1024--3072)の範囲の正弦波がサンプリングされて、これをヘルツとしてch1のパラメータに設定しているので、およそ1kHzから3kHzくらいの範囲にスペクトルが出る。ベースバンドが50Hzの繰り返しだから、周波数スペクトルも50Hzの離散スペクトルになる。正弦波状にスペクトラム拡散しているので、両端上がりのスペクトルになる。三角波ならフラットな、ハーシーキスなら中央が盛り上がったようなスペクトルになるはず。

　今回はDDSから出力した正弦波をADCで取り込んでDDSで周波数変調して出力しているけど、もちろん外部から入力されたアナログ信号を変調することもできる。DDSが1Mspsで32ポイントごとに処理しているから、最大でも数kHz程度の帯域幅しかないし、キャリア周波数も10kHz程度までしか実用ではないけど。今回2chは独立してパラメータを設定できるけど、同一のパラメータで位相が90度ずれた信号を出したりもできるから、ベースバンドを変調したIQ信号を出して、外に置いたミキサでヘテロダイン変換してRFに持ち上げる、みたいなこともできる(法的な問題の解決とか特性の良いミキサを作る手間を惜しまなければ)。

　外部入力をデジタルアッテネータの制御に使うこともできるけど、これは波形テーブルを読み出すときに右シフトするだけだから、2^nステップでしか設定できない。BinaryASKとかOOK程度になら使える。あるいは位相に対してADC値を適用すれば位相変調も作れる。両方使えば16APSKとかも作れる。ADC値をDCオフセットに使うこともできると思うけど、そんな事してどんな意味があるのかはわからん。

*

　STM32F303K8、オンチップで8MHzの発振器を持っているけど、これはPLLに入れると64MHzまでしか作れない。チップ自体は定格72MHzまで対応しているので、1割以上低いクロックで使っていることになる。オンチップの8MHzはGPIOから出力することができるので、これをチップの外部発振入力に直結してやれば、9倍して72MHzで走らせることができる。

　ということで、HSIの8MHzをMCOとHSEを経由して72MHzで使っていたのだけど、どうにもDACのノイズが減らせなくて四苦八苦。200mVppくらいあって、さすがにこの量は無視できない。結局、外付けのMEMSの8MHzに交換したら綺麗な波形になった。チップのすぐ外にパスコンとかダンピング抵抗とかをつけたらマシになるのかもしれないけど、ブレッドボードで使う範囲だと下手に小細工を弄するより素直に外付けの発振子を使うほうが楽な感じ。

　大真空のTO-92な8MHz発振器が便利だったんだけど、これはディスコンで取り扱いが終了している。秋月には1MHz、4MHz、約3.58MHz、10MHzの4種類が残ってるけど、いずれもSTM32F303K8で72MHzを作ることはできない。SiTimeのやつなら12MHzがあって、6倍で72MHzを作れるけど、これはSOT23なのでブレッドボードとの相性が良くない。SOT23変換基板買って立てて使えば実質TO-92と同程度になるはずだけど。

*

　F303K8を使ったワンチップDDS、作るのは楽だけど、用途がなぁ。帯に短したすきに長しという感じ。オーディオで使うにはビット深度が浅いし、RFで使うにはサンプリングレートが低いし。ビット深度は高めのサンプリングレートにLPFでゴリ押すとか、RFはもう少し効率的に処理するとか、多少は改善の余地はありそうだけど。

　最近PCのC#プログラムばっかりだったから、ということで衝動的に始めてみたSTM32だけど、特に作りたいものがあるわけでもないので、どうしたものか。

***

　小ネタ中の小ネタ

　イギリス人は紅茶を嗜むという印象がありますが、これは幻想です。紅茶はコーヒーよりも新しい飲み物なのです。伝統的なイギリス人は紅茶なんてミーハーな飲み物ではなく、黒く透き通ったコーヒーを好みます。※過剰な表現

　当時のコーヒーハウス、入場料を払って中に入ればコーヒーを飲みながら情報交換を行って、名目上は身分の貴賤を問わず入れて、みたいな感じらしく、何そのなろう系ファンタジー小説感。

　HDDをマニ車代わりにみたいなコピペを見かけて、最近は固体化で徳を積むのも大変な時代だなぁとか思いつつ、地面に書けば地球をマニ車代わりに使って莫大な慣性モーメントでもって永遠に徳を積み続けられるんじゃね、とか考えてみたり。そういえば、CNTで巨大なフライホイールを作って宇宙空間でブン回すみたいなSFをだいぶ昔に小説投稿サイトで読んだような気が。/* CNTみたいに引張強度の高い材料は遠心力に耐える構造を作りやすいので角運動量でのエネルギー保存がやりやすい */

　最近の銅線のイーサーネットだとツイストペアでグルグル回しながら情報通すから、NASに経典を保存しておくと良さそう。経典でブロードキャストストームを起こせばさらにぐるぐる回るから効率がいい。あるいは、通信衛星へ打上げるビーコンの中に経典を入れておけばヘリックスTWTの中でぐるぐる回ってSNRが良くなったりしないかな? 人工衛星はモーメンタムホイールみたいな機械的な回転や、ツイストペアやヘリックスTWTみたいな電気的な回転、あるいは自身の自転や公転など、あちこち回転してるからマニ車代わりに使うとめちゃくちゃ効率良さそう。

　マニ車は英語だと「Prayer wheel」と言うんだって。経典をUSBハードディスクに入れておけば文字通りPlug and Prayになるわけだ。

　光ファイバのネットワークで、交換する際に電気信号に戻して処理するとレイテンシ悪いよね、光のままルーティングできれば遅延とか少なくて便利だよね、みたいな話題で、衝突対策のバッファに光遅延線を使うみたいな話らしくて、電気を経由しない利点がだいぶ消えそうな感じがする。光遅延線って相当な体積が必要そうな気がするが。電気信号を経由しないなら消費電力で利点があるとしても、遅延線の損失の補償とか考えるとそんなに大差ない気もするし。しかし、半世紀くらい前のフライ・バイ・ライトでも光ファイバで遅延線作って光信号処理とか提案されてたけど、時代が変わってもこのあたりは大して変わらないんだなぁ。

　興味本位で小規模な自転公転撹拌機とか無いものかと探してみたけど、意外と出て来ない。YouTubeで探すとTHINKYの動画ばっかり。英語だとplanetary centrifugal mixerみたいな名前になるのかな? こっちでググってもほとんど出てこないけど。出てきても日本メーカーが大半。

　シンキーの100mlクラスがメーカー希望55万円くらい、共立精機の50mlクラスが標準価格68万円くらい、写真化学のエントリー機(300ml)が85万円くらい、という感じ。ラボとか医療現場向けだから値段も高め。体積が必要なものの撹拌を想定しているせいか、一番小さいやつでもそれなりの大きさ。あんまり小さすぎると回転数高すぎて作るの大変だからある程度の大きさが必要ということなのかもしれないけど。アダプタを使えばシリンジを脱泡できるらしいけど、撹拌もこの大きさでできるのかな?

　マグネチックスターラーとかは作ってるYouTuber多いけど、自転公転撹拌機を作っているのは見かけない気がする。高い回転数で遠心力とかかけるから構造的に厳しいのかな。

　自転公転撹拌機、長いので略したいけど、下手に略すと政治的な匂いがしてくるのでやばそう。PC撹拌機、あるいはPCMあたりが落とし所?

　ALOS-2、それまでとコマンドの流し方を変更して、ミッション機器が主導して観測を行うような感じになったらしい(以前はバス機器からタイムラインコマンドで観測指示)。バスでタイムラインコマンドを使わずに済むので、ミッション機器の動作テストをバスと結合せずに行えるとか、いろいろ利点があるらしい。どっちにしろバス側のジグが必要じゃねという気はするけど。/* ALOS-2ももちろん1553 */

　ALOS-3はDS2000ベースだそうだ。となるとデータバスもメインは1553だろう。最近のDS2000ではSpaceWireにも対応しているから、ミッション系はSpWかもしれないけど。とはいえ、DS2000がベースといえども、あくまでも電気的な組み合わせがDS2000ベース、位のような気がする。推進剤の量が全く違うだろうし、それに応じてタンク類やそれを取り囲むシリンダも全く違う設計になるだろうし、外観もDS2000の静止衛星とはだいぶ様相が違うし。電池もほとんど別物だろうし、熱設計もやり直しだろうし。DS2000ベースと言えるほど面影が残っているか怪しい気がする。

　それにしても、ALOS-3、いくらハイトルクが必要とは言え、リアクションホイールを7台も積むとか凄まじいな。壊れやすい可動部品の新規開発を避けて故障時の劣化を減らせるとは言えども。三菱電機でもCMGの開発は結構昔からやってるはずなんだけどな。まぁ、開発期間が長いとしても、いくらなんでもいきなりALOSに使うのは怖いか。とはいえRAISEとかに積めるようなものでもないだろうし。HTV-Xあたりに乗せて実証したりするんだろうか?

　https://www.jst.go.jp/pr/jst-news/backnumber/2013/201307/pdf/2013_07_p12.pdf

　ジャイロを使った波力発電装置。角運動量で慣性空間に姿勢を固定して、波の力で浮体の姿勢が変わることでトルクを得て発電に使う。会社名でググっても最近の話題はほとんど見当たらないけれども。

　船でもCMGでヨー安定させるようなシステムがあって、最近だとプレジャーボートとかで使われているはずだけど、停止中にエンジンも止めてジャイロを電源として使う、みたいな双方向のシステムも作れるんだろうか? まぁ、停止中にヨー安定させたいからジャイロを積んでいるわけであって、非常用でもない限りは意味がないんだけど。。。

　スピンアップに必要な電力が結構厳しそう。天気が良くない限りはスピンを維持する程度の発電はできると思うけど、ちょっと凪に入ったりすると外部からエネルギーを突っ込んでやる必要がありそう。まぁ、そういうときは小さい太陽電池パネルを積んでおけばいいのか。

　CMGはスカイツリーの建設でも使われたり、大角運動量の応用はいろいろ面白そうだ。エネルギー貯蔵とかで研究している方向性もあるし。お、CNTホイールの話に戻ってきたな。

　角運動量でエネルギーを保存するタイプのやつ、地球自転の影響とかどうしてるんだろう? 軸受のフィードバックで吸収しているんだろうか? 岩盤に角運動量エネルギー貯蔵システムを埋め込んだ施設が世界各地で作られて、それから数億年ぐらい経って出てきた文明がこれらの遺跡を発見し、「この巨大なコマは宗教的な遺跡で、実は当時の地球の回転軸に正確に一致して設置されていたのだ!」という規則性を見出して大陸移動説を提唱する、みたいなSF。

　Bluetoothイヤホン(左右がケーブルで無線部につながっているやつ)の充電ポート(MicroB)のゴムカバーが脱落した。ゴムの小さい突起で本体に刺さっている形状で、ここの曲げで劣化が進む症状。脱落したら保護がなくなるだけで、充電ができなくなるわけではないので、比較的安全側の故障。

　買ったのが20年1月で、ほぼ毎日使っているし、平均して1日に2回程度充電しているから、数千回の屈曲。回転構造だから実際は屈曲はもう少し少ない。ちょっと早いかなーって感じはするけど、ゴムの細い部品だとそんなものかな。

　これだけ回数を重ねてきて、体にもだいぶ染み込んだ動作だと思ってたけど、何日か経ったらわりと違和感無く充電できるようになってきた。いちいち開けたり閉めたりしなくていいので楽。水の飛沫があるような環境で使うわけでもないし、カバーの必要性もそれほど無い。

　Foretrex401もMiniB端子はゴムカバーで、これもしばらく前に折れてる。コイツはアウトドアで使う前提なのでカバーが脱落するとヤバい。そのせいか現行モデルではラッチカバーの中に電池と一緒に入るようになってる。

　最近サバゲアイテムというかミリタリーアイテムあんまり調べてなかったけど、garmin.co.jpにForetrex601の日本語ページとか作ってあってすごい。日本でも売る気なんだな。さすがに701はないけど。601はBluetoothでスマートフォンと接続して、電話やメールの通知を表示したり、モバイル回線で現在位置を他の人に送ったりできるらしい。401からメモリ増えてないやんけとか言ってゴメンな、ちゃんと機能増えてたんだな。。。

　知らなかったけど、401もソフトウェアアップデートって提供されてるらしい? 少なくともGarmin Expressの互換性リストには乗ってる。デバイスごとのリリースノートとかは見当たらないのでどの程度の頻度で更新しているのかとかはわからないけど。

　久しぶりにNucle-G474REで遊ぼうと思ったんだけど見当たらない。どこに消えたんだ……

　色々なものが失われている作業部屋、片付けたら色々なものが出てきそうだ。大掃除? もう年越しちゃったし次の機会に……