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2015年12月24日木曜日

ENC28J60+ATmega328P版、IoT型電光掲示板(10)

前回の[IoT型電光掲示板]記事の続編となります、
有線LANのENC28J60の組み合わせで、
低コストのIoTガジェット 検討したいと思います。

[概要]
HTTPになりますが、前回のWiz550io版と比較して低コスト、
流れとしては
ATmega328側の定期タイマ起動で
クラウド側から表示用のデータ取得する。
M2M側はUART経由で、LEDマトリクス裏側のMCUに
UTF-8文字に対応したコードを送信し、LED表示の制御行う。

*) 今回のコンテンツは、下記となってます。
固定文字
時刻
日付

#動画
https://youtu.be/tsLy-xCakkU



#配線等
ENC28J60+Atmega328 (IoTデバイス側)
前回のENC28J60の記事と同様、SPI通信
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/enc28j60-2.html

LEDマトリクス
前回の、掲示板製作編と同様
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

基板は、
[PCB基板に実装]編に記載。
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/12/matrix-9.html

#code
ARDUINO SDK 1.0.5

マトリクス(version 2/ マルチバイト対応) のリポジトリに追加してます。
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2

ATmega328P-ENC28J60 : HTTP 取得処理
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2/tree/master/arduino/matrix_enc28_1

php : HTTP配信処理 (クラウド側に配置)
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2/tree/master/php/http_enc28_1

mbed: LEDマトリクス制御ドライバ
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2/tree/master/mbed/dot_matrix_v2_6


# まとめ
LAN通信速度は高速では無いのですが、取得データ量が少ない為。
取得間隔のタイマ値、表示文字数(LED 横スクロール表示の時間)
のバランスを、ある程度調整できれば。
表示系のデバイスとしては使える範囲かと思いました。

今回の配信コンテンツは、
外部クラウドサービス連携可能なWi550io版より少なく
WebAPI/RSSの配信機能はありませんが、
増やす方向で検討したいと思います。

#関連の記事
ENC28J60+ATMega328P でIoT製作、Lチカも
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/enc28j60-2.html

IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

PCB基板に実装してみました。IoT型電光掲示板(9)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/12/matrix-9.html


# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html


2015年12月23日水曜日

PCB基板に実装してみました。IoT型電光掲示板(9)

前回の[IoT型電光掲示板]記事の続編となります、
LED dot matrixをPCB基板に実装してみました。

[概要]
海外の[PCB Prototyping]サービス (ELECROW さん)に、基板を発注し。
入荷したので配線してみました。

発注に関しては、事前にEAGLE(電気系CAD)で、回路/配置パターンを
設計しておき、CAM系ファイル生成(ガーバーファイル/Gerber_file)
添付して 製作依頼ができたので、手続き面ではカンタンなイメージでした。

*)少し縦方向が大きくなり、
小型化の設計は次回の課題としたいと思います。
*) IoT側の構成は前回と同じ、
Wiz550io +MQTT配信で、
LEDマトリクス制御ドライバ(mbedファーム)も同じ

*)動作的に前回と同じ(時刻/ニュース配信等)の為、
 動画は省略しております。

# 概観
1) 基板の図
左:正面、主に部品の実装側
右:裏面 (ハンダづけする面)


レイアウト的には、
上から
ピンヘッダ(6ピン) :電源/UART
MCU : LPC114FN28 (28ピン)
LED マトリクス (16ピン 、上8下8)
空きスペースに、抵抗8個

横連結を前程にし、マトリクス幅= 37.9 mm以下に
基板の幅をした為、縦長サイズとなってます。

2)組み立て後の、裏面 (2連結で動作中の物)



# EAGLE 回路図 -- EAGLE Light /7.5.0

配置パターン図 (brdファイル)


[参考PDF]
配置(GNDベタ前)
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1/blob/master/pcb/pdf/dot_matrix_1C_noGND_brd.pdf
回路図
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1/blob/master/pcb/pdf/dot_matrix_1C.pdf

*) EALGLE関係は下記の記事参考させて頂きました。
[電子回路]Eagleで回路図を書く(基本編)
http://make.bcde.jp/category/51/


# 発注 Elecrow
10pcs- 2 layer PCB

PCB Size : 5cm Max * 10cm Max
個数: 10pcs
Total : 12.90 [USD]
送料 : 6.34 [USD]
合計(送料込み): 19.24 [USD]


*) 5cm角で、10ドル以下でしたので、
小型の基板が設計できれば お得ですね。
*)今回は、paypalで支払い。
*) 約17日後で入荷しました、
 輸送に時間がかかるみたいです(海外ですと)
 他記事みても、20日前後とか記載されてましたので
 少し早めに到着した感ありました。

# 発注の流れ
# paypalのアカウントの準備(支払い可能な状態)

#ELECROWのアカウントの作成(配達先住所/連絡先)

#事前に設計を完了しておく

# DRU(Eagle Design Rule)のチェックを完了させる
*)上の[10pcs- 2 layer PCB]ページの [Eagle Design Rule]リンクから取得

# CAM関係ファイルの生成、必要ファイルをzipで圧縮
*)上の[10pcs- 2 layer PCB]ページの [Eagle CAM file]リンクから取得

# [発注画面] で登録する

*) 発注関係は 下記の記事参考させて頂きました。
[電子回路]プリント基板を格安に発注
http://make.bcde.jp/category/53/

# まとめ
基板メーカさま/EAGLEさま のおかげでなんとか完成できた感あります。
今回、初めて基板の発注に挑戦してみました (しかも海外企業)
ド素人感覚ですと、
設計段階で、基板の配線パターン細かく(間隔が10mil 程度の部分も多く)
正常に動作するかは 不安が残りましたが,
組み立て後に 問題なく動作てきて、安心しました。
これまでは ユニバーサル基板等に、
大量に配線(ポリウレタン線)を、事前にカットし
図面見ながら 1箇所づつ
配線する作業に時間もかかっていましたが、
専用回路のPCB基板だと、部品を差し込んで
ハンダづけ する事に注力し、大幅に組立て時間短縮できました。

#関連の記事
IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

WIZ550io+ATMega328で IoT製作、MQTTも
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/wiz550io-1.html

# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]

2015年12月19日土曜日

マルチバイト(日本語)表示も追加しました。IoT型電光掲示板(8)



前回の[IoT型電光掲示板]記事の続編となります、
マルチバイト(日本語)が表示できるように、全体的に修正してみました。

[概要]
クラウド側から、UTF-8文字をMQTTで送信し、
M2M側(MCU間の通信)は、16進数のUTF-8文字コードを送信
前回までの、
英数文字等に加えて、
ひらがな/カタカナ/記号/英数 文字の表示が可能
漢字(8 bit フォント)は、LPC1114のROM容量 上限を超えた為。
保存できませんでした。(次回の課題としたいと思います。)

*1) 通信データ増加の為、LEDマトリクスは最大2個目を上限
 スクロール表示遅延の為、3個目の送信処理を削除してます。
*2) 収集系プロセスは前回の天気/ニュースの記事と仕組みは同じ

# 動画
https://youtu.be/UP-hdZMoZrQ
*) マトリクス後ろ側の[ツリー飾り]は、
今回のデバイス制御と あまり関係ありません。

# Code
1) Fontライセンス:
今回 fontデータ(8 bit pattern)は、
「美咲フォント」を使用させて頂きました。(感謝です)
*) Font ライセンスについては、下記ポリシーに従う事としてます。
http://www.geocities.jp/littlimi/misaki.htm

2) UTF-8から、8ビットパターン変換
ADUINO系LCD制御の、utf-8関連のページを参考させて頂きました。
http://www2s.biglobe.ne.jp/~mt_home/arduino/glcd_k/index.htm

3)配信系プロセス、全角文字への変換(python)
半角文字(英数)を、全角に変換して送信、
zenhanライブラリを使用。半角文字はMQTT配信しない仕様です。
>sudo pip install zenhan

4) GitHub
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2
 a) UART通信速度= 9600 です。
 b) MQTT, Topicは、Pub側、Sub側で合わせる必要があります。
 c)2台以上デバイスを接続する場合、
  Sub側でクライアントIDを重複しないように注意も必要です。

[mbed] LEDマトリクス制御 部分/UART通信(M2M側)
[arduino] IoT-デバイス側
[mqtt_pub ] python -MQTT配信機能(PUB)、クラウド, LAN内ブローカ側に配置。
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_v2/blob/master/mqtt_pub/matrixPub_8nwt/matrixPub_8nwt.py

#まとめ
MCU側(各マトリクス裏側)のROM容量の制限で
漢字の変換は、実装できませんでしたが。
今後も、より高性能なマイコンを探して
機能を拡張できたら良いかと思います。


#関連の記事
IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

WIZ550io+ATMega328で IoT製作、MQTTも
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/wiz550io-1.html

Install mosquitto (over websockets) on Raspberry PI 2
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/mqtt-3.html

時刻/天気/ニュースのMQTT配信機能も追加してみました。LED Dot Matrix
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/12/matrix-6.html

# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html


2015年12月6日日曜日

年末飾りLEDも追加、Ichigojam連携(2) LED Dot Matrix


前回の、電光掲示板の続編となります
年末飾りぽいガジェットも検討してみました。
Ichigojamと接続し、100均LEDとクリスマスツリー
を追加

[概要]
飾り部分は 材料費= 200円程度(8連LED+ツリー)で、
かなり見た目は楽しくなった気がします。

飾り用LED(8連)を改造して、
IchigoJamからBASICで点滅制御する、配線を追加してます。

LEDマトリクスは、前回は青系2連結でしたが、
赤LEDに変更しています。
( クリスマスぽい雰囲気にあわせた感じです。 )

*) 結果的には、もともと点滅表示のLEDの為、
 LED点灯時間をBASICで制御するタイミングより
 ichigoの電源(VCC)から、直結するほうがキレイでした。
 改造内容として、電池使わずに Ichigojam電源から、電源供給し
 飾り用LED(8連)を点灯させる程度の内容かと思います。

#動画
https://youtu.be/1nbo2hio7hQ

# 材料
8連LED(色=ゴールド) / 100円 (ダイソーさん)
Batterry Type / Decoration Lights (CHAMPAGNE GOLD)

クリスマスツリー(小さめ) / 100円 (ダイソーさん)

#配線
#飾り用LED(8連)
1)電池式100均LED(ゴールド)の
電池ボックス内の配線を、ニッパで切断し
ピンヘッダに、電源/GNDハンダづけしておく。
2) 裏側のdot matrix電源供給用のミニ版ブレボの
空きスペースに、ichigoからLED/GNDを結線


# dotMatrix側
電光掲示板(1)と、同じ。
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

#Basic (参考程度で, basicよく理解してません、、)


=== Update: 2015-12-07 ===
# 補足

制御とは関係ないのですが、
100均のゴールドLEDと、別の色
カラー(4色、同じく8連/点滅式)も購入していました。
これは改造してないのですが、電池で電源投入して
壁ぎわに配置しただけですが,飾りとしては良さげでした。
*)部品としても。何かに使えそうです。
LED8個使えて、100円は安いですね。

==========================


#関連の記事
Ichigojam連携してみました、電光掲示板(LED Dot Matrix)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-5.html

IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

黄色(LED Dot Matrix + LPC1114FN28)も追加。IoT型電光掲示板(2)

ニュース(タイトル)の配信機能も追加しました。電光掲示板(4)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-4.html

# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html



2015年12月5日土曜日

時刻/天気/ニュースのMQTT配信機能も追加してみました。LED Dot Matrix



前回の[IoT型電光掲示板]記事の続編となります、
時刻/天気/ニュースの自動配信を検討してみました。

[概要]
配信コンテンツが、複数混在するため、
ニュースのみ、先頭に記号[!]を追加
収集系プロセスは前回の天気/ニュースと同じ
動作的には、
時刻、天気、ニュース(1件) の繰り返し(永久ルーチン)
*) ニュースRSSの指定件数分、Loop


# 動画


https://youtu.be/i_5Q06qKYHg

# 準備
#収集系 -- 前回の記事を参考
天気
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-3.html

ニュース
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-4.html

# Github
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1/tree/master/mqtt_pub_2/matrixPub_7nwt

# 配信系プロセス
https://github.com/kuc-arc-f/dot_matrix_1/blob/master/mqtt_pub_2/matrixPub_7nwt/matrixPub_7nwt.py


# まとめ
今回は
前回までの 1種類の配信でなく、
複数の種類のコンテンツを混ぜる事で、さまざまコンテンツを
表示できるように修正しました。
今後のコンテンツの追加 (機能面も) 検討したいと思います。


#関連の記事
IoT型電光掲示板の製作、MQTT活用 (WIZ550io版)
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/matrix-1.html

WIZ550io+ATMega328で IoT製作、MQTTも
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/wiz550io-1.html

Install mosquitto (over websockets) on Raspberry PI 2
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/10/mqtt-3.html


# 関連まとめ [IoT な電子工作まとめ]
http://knaka0209.blogspot.jp/2015/11/iot-matome.html


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