柊工房は、7/20(土)、7/21(日）に、東京　原宿の、デザインフェスタギャラリー原宿で、tueks氏と二人展を行います。

【タイトル】Roots 手で考える展　（柊×tueks）

スケルトン機材と空中配線の展示です。

「この世に存在するものは作れる」

ここでいう「もの」とは主に人工物のことを指します。自分が本当に欲しいものはすでに存在するものとは少しだけ違うことが多いです。機能、価格、デザイン。すべてが完璧なものが売っていなかった場合、我々はこう考えます。

「なければ作ればいいじゃない。」

なぜそのように考えられるのか？それはこの世に存在するものは作れると心の底から思っているからです。
まずは手を動かします。

手をうごかすことによってのみ、様々な世界が観えてきます。

形状、機能、特性。秋葉原の部品屋のパーツや製造上の制約から「答え」は自ずと導かれるのです。
手で考える・・・・我々はそう呼んでいます。

必ずしもコンセプトが先行しなくてもよいのです。

そんな、手で考えてしまうという共通点を持った、柊　と　tueks は、ひょんなことから合同で二人展をすることとなりました。

そんな二人の、斬新　かつ　カオスな作品と空間をお楽しみください。

【日時】

7/20(土),21(日)　　11:00～19:00

(＊＊日曜日は状況により終了が早まる場合があります)

【場所】

デザインフェスタギャラリー原宿　West 2-C

東京都渋谷区神宮前3-20-18　

ギャラリーリンク（デザフェスギャラリー）

【柊工房出展内容】

・空中配線時計各種（CK08 、CK12、CK13)

・７セグLED頭

・光る板金ひまわり

・黒電話レジ

・その他、過去に製作した作品群

【共同出展者：tueks】

tueks氏ホームページ

オシロスコープに「令和」を表示して、今上天皇の御退位と新天皇の御即位をささやかながら祝福しようと思います。

さて、どうやってオシロスコープに文字を表示しましょうか。まずは、アナログオシロスコープの仕組みを下記のリンクで説明します。

＊＊＊＊＊＊まもなく公開します、少々お待ちください＊＊＊＊＊＊＊＊＊

 さて、身近で文字が表示されているものといえば、電工掲示板です。電工掲示板は、よく見るとLEDのドットの集まりでできています。では、電光掲示板LED一つ一つが、ICのピンとつながっているでしょうか、、、、、、

そんなことは、ありません。通常のマトリックスLEDは、下のようになっています。

 例えば、4×4のマトリックスの場合、百マス計算のように、LEDのアノード側（電流を入れる方）は横列に分配され、カソード側（電流を出す方）は、縦列で共通の分配されてます。

 カソード側のスイッチは、順番に高速で切り替えていき、そのときONになっている列で、表示するLEDを、アノード側のスイッチで指定し、その列で光らせます。これを、人間の目では追えない速さで行うことで、残像が重なり、あたかも全部の列が点いているように見えます。切り替える速度は、10m秒以下であれば人間の目はごまかせるようです。

これと同じことをオシロスコープで行います。

 オシロスコープは、通常の波形表示として使う場合、時間軸を停止させることはできません。かならず、ある一定の速度で右方向に進みつづけます。そこで、横軸を32bitに分割、縦軸を16bitに分割し、上図のように下から順番に特定の高さで、表示させます。

表示する点は、その位置で表示し、表示しない点は、一番下のビットに指定します。これにより、表示したい文字が浮き出るのです。すべてのドットを表示させた写真が下です。

 イタリックな文字は、斜めに書かれることが多いですが、ひょっとして技術的な問題で、斜め文字になってたりして、とか考えてました。

では、この制御は、どのようにして組むのでしょうか。

下が、今回製作した回路図です。すべて、ブレッドボードで作成しました。

さて、回路図に現れた無数の抵抗は、何でしょうか。
これが、R2Rラダー抵抗と呼ばれるものです。これは、2進数の0/1ビット出力を、アナログな電圧に変換する回路です。これは、ある抵抗値Rと、その二倍の抵抗値2Rを図のように接続することで可能になります。デジタル信号の0/1は、アナログ的に見れば、5Vか0Vです。これを、arduinoのデジタルピンからそれぞれ出力し、R2Rラダー抵抗で、0~5Vを6bit(64分割)にします。下図の場合、(, , 01 1011)dで入力したとすれば、出力電圧は、27/64×5=2.1[V]ということになります。

 以上が、回路になります。とてもシンプルであります。

あとは、arduinoでプログラミングをするだけです。

今回は、前回の続きです。

前回は、オシロスコープにつなぐ回路のお話をしました。Arduinoの6本の出力ピンから、R2Rラダー抵抗を通して、アナログ値で接続するものでした。

今回は、プログラム編です。

 ————————————————————————————————————-

//各変数の宣言
int i;

int j;
int a=0;
//出力用の変数(d0~d5)

int d0;int d1;int d2;int d3;int d4;int d5;
int xy[38][16]=

{        //令和の設定 

//Y0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

　{0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//X00

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0},//X01

　{0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0},//X02

　{0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0},//X03

　{0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,0,0,0,0},//X04

　{0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0},//X05

　{0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,0},//X06

　{0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//X07

　{0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0},//X08

　{0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},//X09

　{0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0},//X10

　{0,0,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0},//X11

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0},//X12

　{0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0},//X13

　{0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,0},//X14

　{0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0},//X15

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//X16

　{0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0},//X17

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0},//X18

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0},//X19

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0},//X20

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0},//X21

　{0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0},//X22

　{0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0},//X23

　{0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},//X24

　{0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0},//X25

　{0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},//X26

　{0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},//X27

　{0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0},//X28

　{0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},//X29

　{0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},//X30

　{0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0},//X31

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

　{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},//余白

};

void setup()

{ //ピンの入出力設定

　pinMode(2,OUTPUT); pinMode(3,OUTPUT); pinMode(4,OUTPUT); 　　

　pinMode(5,OUTPUT); pinMode(6,OUTPUT); pinMode(7,OUTPUT);

　pinMode(9,INPUT);

}

void loop()

{

　for(j=0; j<38; j++) //横軸のループ

　{

　　for (i=0; i<16; i++)　//縦軸のループ

　　{

　　　if(xy[j][i]==1) //その点で表示するか否か

　　　{   

　　　a=i; 

　　　}else

　　　{   

　　　a=0; 

　　　}  

　　d0=a%2; //10進数で表した分解能を2進数のそれぞれの出力値に分解する

　　a=a/2;

　　d1=a%2;

　　a=a/2;

　　d2=a%2;

　　a=a/2;

　　d3=a%2;

　　a=a/2;

　　d4=a%2;

　　a=a/2;

　　d5=a%2;

　　a=a/2;

　　digitalWrite(7,d5); //それを出力する

　　digitalWrite(6,d4);

　　digitalWrite(5,d3);

　　digitalWrite(4,d2);

　　digitalWrite(3,d1);

　　digitalWrite(2,d0);

　　delayMicroseconds(2);

　　}

　}

}

———————————————————————————————————-

 プログラムは、たったこれだけです。

arduinoのプログラミングに関しては、下記で詳細を説明します。

************arduinoのプログラム記事のリンクはもう少々お待ちください***********

int xy[38][16]で配列により「令和元年」を記録しています。こちらは、下の図のように定義しています。縦軸をYで、上がY0、Y01、Y02とつづき、Y15までの計16bitの分解能です。横軸はXで表し、左からX00,X01X02とつづき、X31まで。の計32bitです。

しかし、実際に横軸を32bitだけで実行してしまうと、文字の両端は見切れてしまうので,X00より上と、X31より下に3行ずつ、オールゼロの桁をいれ、計38bitで構成しています。

Maker Faire がひとだんらくして間もなく、NT（ニコテック）富山が開催されましたので、富山まで車を飛ばして見学に行ってきましたので、ルポをまとめました。

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以下は、NT富山で見た中で、特に面白かった作品です。

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えとせとら研究所

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理工学AtoZ・湊屋

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電脳妖精☆ミント・CPU

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RyomaLab・marica

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音楽研究所

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元ロボット芸人高橋ちゃん

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ほかにもさまざまな展示を見させていただきましたが、写真に残していなかったです（スミマセン）。

これからも、こういった展示会には積極的に見学していこうと思います。

ありがとうございました。

昨日、本日と、二日間。東京のビックサイトで開催された、ものづくりの祭典「Maker Faire Tokyo」に出展してきました。

団体名は、ボトルサーキットでおなじみ、Kimio Kosakaさんの「O’Baka Project」に参画し、共同出展という形で、「O’Baka Project 柊分科会」として出展しました。

ちなみに、お世話になっているKimio Kosakaさんも、ボトルサーキットをはじめとして、様々な作品を作られています。ぜひ、KosakaさんのHPもご覧ください。

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さて、今回のMaker Faireは、コロナ後初の対面開催となり、ひさしぶりにメイカーの熱気を感じることができました。

みんな、コロナ禍で作品をあたためていたのか、今回はレベルが高い出展が多い印象でした。

私が出展した作品は、下記の3つです。

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どれも,お客さんの反応は上々でした。

とくに、ガラス瓶時計への反応がとてもよく、売ってほしいとの声も多くあがりました。

実は、このHPをさかのぼって見ていただいた方はお気づきかもしれませんが、過去に販売をしていた時期がありました。

しかし、当時は宣伝するすべもなく、結局売れないまま、自信だけを無くして、休止しておりました。

今回、ひょんなことからMaker Faire Tokyoに出展することができ、見に来ていただいた皆様の反応や、

売ってくださいとのお声に、とても救われた二日間となりました。

これから、販売再開にむけて準備をしてまいりますので、今しばらくお待ちください。

これを、きっかけに、また新たな作品づくりにも邁進していこうとおもいます。

今後とも、是非よろしくお願いします。

以下は、MFTの写真ギャラリーとします。

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先日、近所のハードオフに行って、よくわからない箱と、wiiリモコンを分解用に衝動買いしました。

　

今回は、この謎の木の箱の正体を確認します。

もし、中身がなにかわからなくても、このケースはいろいろ使い道があるだろうなと思いました。

まず、上に6か所、なにかを置くスペースがあります。

そして、横には3つのボタンがありました。

　

なにかを置く場所は、二つの磁石と、その真ん中に端子が3つありました。

二つ仮説が考えられ、一つは、この二つの磁石が、それぞれ電源の＋、ーになっており、真ん中の3本は信号線（3本だとSPI通信）の可能性があります。

もう一つの仮説は、磁石に電圧はかかっておらず、3本の端子のうち二つは、電源の＋とー、残り1本が信号線です。データが多くなければ（7セグメント等）、サーボモータのような制御でも問題ないのかなと思います。

裏面は、DCジャックがあるのみです。

電圧は書かれておらず、怖いのでまだ電圧は掛けません。DCジャックは秋月で販売されてる2.1φのものなので、とても親近感がわきます。

それではさっそく中を開けてみましょう。

！！！！！！！！！

中はとてもシンプルでした。まず、真ん中にマイコンが一つ、クリスタル,そしてコイン電池が入っています。

基板を詳しく見てみましょう。

まず、基板から見るに、これは時計です。

表示系をコントロールするマイコンチップはATmega8A、クロックに16MHzの一般的な水晶発振子を使用しています。また、その横にあるチップがRTC(リアルタイムクロック）だと思います。

これは、時間を常に正確に刻みつづけ、現在時刻のデータをマイコンに送り続ける素子です。電源を抜いても、最省電力で時間を刻み続けられるために、コイン電池を積んでいます。コイン電池の電圧は3V、それに対し、電源から供給される電圧は5Ｖであるため、電源の電圧がコイン電池に流れ込まないよう、また、コイン電池の電圧がマイコン等にながれこまないために、ダイオードが二つ付いています。

また、未実装の部品もありました。まず、マイコンのとなりにある6ピンの端子は、プログラム書き込み端子です。これは、ArduinoのISP端子とつなぐことで簡単にプログラムを書き換えることができます。

また、未実装部品も気になります。とくに、JDY-16と書かれた未実装端子は気になります。これはBluetooth通信のモジュールです。おそらく、スマホなどと接続して時計をあんなことやこんなことにするためのものでしょう。オプションによってはあるんですかねえ。わかりませんが。

基板にGIXIECLOCKと書かれていたので調べました。

思ったよりすごいものを手に入れたみたいです。

やはり時計でした。

下記にリンクを貼ります。

AZUREST（アズレスト）✖️Gixie Clock (ギクシークロック )

これらはのケースは、すごく使えそうなので、なにか考えます。

とても面白かったです。

今回は、ArduinoのVoid関数についてです。

Arduinoの関数とは、プログラムを機能ごとに分割し、特定の仕事をこなすモジュールを作成するといったことが簡単にできます。このモジュールの単位のことを関数（function）と呼びます。

関数には大きく分けて二種類あり、戻り値を返すタイプと返さないタイプに分かれます。

戻り値を返さない関数

まず、戻り値を返さないタイプのプログラムを下記に示します。

void 関数名(void) {
  
　　//処理内容//

}

      関数名();      

戻り値を返さない関数というのは、関数に何かの作業だけをさせ、その作業結果をスケッチ内で特に利用しない場合に利用します。関数に対して、作業をさせるために情報を渡す（引数と言う）場合もあります。

関数の考え方は、あらかじめ省略したい処理を、一つの関数（数式？）としてひとまとまりにして作っておけば、メインのプログラムの流れに関数の名前を入れるだけで、その処理を一通りこなしてくれるため、プログラムの見た目がシンプルになり、わかりやすくなります。

下図が、プログラムの例です。

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
pinMode(13,OUTPUT);
pinMode(A1,INPUT);
}
void LED_ON_OFF(void) {
   digitalWrite(13,HIGH);
   delay(500);
   digitalWrite(13,LOW);
   delay(500);
   digitalWrite(13,HIGH);
   delay(500);
   digitalWrite(13,LOW);
   delay(500);
}
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
    int a;
    a=digitalRead(A1);
    if(A==1){
    LED_ON_OFF();      
    }else{
    }
}

これを要約した図を下記に示します。

上の方に　void LED_ON_OFF(void){　処理　}　でLEDをON/OFFするプログラムを関数化し、プログラムの途中に関数名を一言いれるだけで、関数を実行できる。

戻り値を返す関数

次に、戻り値を返すタイプのプログラムです。

戻り値があるタイプとしては、たとえば関数に計算式を入れておき、メインのプログラムから計算したいパラメータを関数に送り、関数で計算して、計算結果を戻り値として返すものです。

下記に例を示しますと、速度の計算を関数にしたいとします。

戻り値を返すタイプのプログラムの定義を示します。

int 関数名(int 変数1,int 変数2,・・・){

     実行する処理

　　return 戻り値の変数;
}

　　関数名(変数1,変数2・・・）;

なお、intはdoubleでも構いません。また、送り値の変数はいくつあっても大丈夫です。

メインプログラムから、距離と時間のパラメータを関数に送ります。それを関数内で計算して、計算結果（速度）を戻り値として戻すわけです。

次に、プログラム例を示します。

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
}
int sokudo(int d, int s) {
   int a;
   a=d/s;
   return a;
}
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
    int d;
    d=105;
    s=100;

    x=sokudo(d,s);
    
    Serial.println(x);
}

　

sokudoという名前の関数を整数型(int)で定義して、（）内に送り値の距離dと時間sをintで記載し、計算結果をaに代入、これをreturn a;で戻り値として返します。

以上が、関数のおおまかな内容です。

今日は、ここまで。

前回のつづきです。

今回は、YMF-825のサンプルスケッチを用いて、様々な音を鳴らします。

サンプルスケッチは、GitHubに上がっていました。

下記を参考にしてください。

YMF-825サンプルスケッチ

このサンプルスケッチをArduinoNanoに書き込みます。

GitHubのフォルダーを開くと、下記のようなファイルが入っています。

この中の、sample1のプログラムを今回はいじります。

sample1のプログラムはこんな感じです。

/*
 Conditions only for Arduino UNO
   RST_N- Pin9   
   SS   - Pin10
   MOSI - Pin11
   MISO - Pin12
   SCK  - Pin13
 */
#include <SPI.h>
//0 :5V 1:3.3V
#define OUTPUT_power 0

// only for Arduino UNO
void set_ss_pin(int val) {
    if(val ==HIGH) PORTB |= (4);
    else PORTB &= ~(4);
}

// only for Arduino UNO
void set_rst_pin(int val) {
    if(val ==HIGH) PORTB |= (2);
    else PORTB &= ~(2);
}

void if_write(char addr,unsigned char* data,char num){
  char i;
  char snd;
    set_ss_pin(LOW);
    SPI.transfer(addr);
    for(i=0;i<num;i++){
      SPI.transfer(data[i]);    
    }
    set_ss_pin(HIGH);  
}

void if_s_write(char addr,unsigned char data){
  if_write(addr,&data,1);
}

unsigned char if_s_read(char addr){
  
    unsigned char rcv;
    
    set_ss_pin(LOW);    
    SPI.transfer(0x80|addr);
    rcv = SPI.transfer(0x00);
    set_ss_pin(HIGH);  
    return rcv;  
}

void init_825(void) {
   set_rst_pin(LOW);
   delay(1);
   set_rst_pin(HIGH);
   if_s_write( 0x1D, OUTPUT_power );
   if_s_write( 0x02, 0x0E );
   delay(1);
   if_s_write( 0x00, 0x01 );//CLKEN
   if_s_write( 0x01, 0x00 ); //AKRST
   if_s_write( 0x1A, 0xA3 );
   delay(1);
   if_s_write( 0x1A, 0x00 );
   delay(30);
   if_s_write( 0x02, 0x04 );//AP1,AP3
   delay(1);
   if_s_write( 0x02, 0x00 );
   //add
   if_s_write( 0x19, 0xF0 );//MASTER VOL
   if_s_write( 0x1B, 0x3F );//interpolation
   if_s_write( 0x14, 0x00 );//interpolation
   if_s_write( 0x03, 0x01 );//Analog Gain
   
   if_s_write( 0x08, 0xF6 );
   delay(21);
   if_s_write( 0x08, 0x00 );
   if_s_write( 0x09, 0xF8 );
   if_s_write( 0x0A, 0x00 );
   
   if_s_write( 0x17, 0x40 );//MS_S
   if_s_write( 0x18, 0x00 );
}

void set_tone(void){
  unsigned char tone_data[35] ={
    0x81,//header
    //T_ADR 0
    0x01,0x85,
    0x00,0x7F,0xF4,0xBB,0x00,0x10,0x40,
    0x00,0xAF,0xA0,0x0E,0x03,0x10,0x40,
    0x00,0x2F,0xF3,0x9B,0x00,0x20,0x41,
    0x00,0xAF,0xA0,0x0E,0x01,0x10,0x40,
    0x80,0x03,0x81,0x80,
  };
  
   if_s_write( 0x08, 0xF6 );
   delay(1);
   if_s_write( 0x08, 0x00 );
  
   if_write( 0x07, &tone_data[0], 35 );//write to FIFO
}

void set_ch(void){
   if_s_write( 0x0F, 0x30 );// keyon = 0
   if_s_write( 0x10, 0x71 );// chvol
   if_s_write( 0x11, 0x00 );// XVB
   if_s_write( 0x12, 0x08 );// FRAC
   if_s_write( 0x13, 0x00 );// FRAC  
}

void keyon(unsigned char fnumh, unsigned char fnuml){
   if_s_write( 0x0B, 0x00 );//voice num
   if_s_write( 0x0C, 0x54 );//vovol
   if_s_write( 0x0D, fnumh );//fnum
   if_s_write( 0x0E, fnuml );//fnum
   if_s_write( 0x0F, 0x40 );//keyon = 1  
}

void keyoff(void){
   if_s_write( 0x0F, 0x00 );//keyon = 0
}

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(9,OUTPUT);
  pinMode(10,OUTPUT);
  set_ss_pin(HIGH);
 
  SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);
  SPI.setDataMode(SPI_MODE0);
  SPI.begin();

  init_825();
  set_tone();
  set_ch();
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  keyon(0x14,0x65);
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x11);
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x42);
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x5d);
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x24,0x17);
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
}

正直、よくわからなかったので早速書込んでみました。

実際の動作が下記の動画になります。

ド、レ、ミ、フぁ、ソまでをずっと繰り返しているようです。

どうやら、このプログラムの一番下の、void loop内の処理で音階を演奏しているみたいですね。

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  keyon(0x14,0x65);　　　　//ド
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x11);　　　　//レ
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x42);   　   //ミ
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x1c,0x5d);　　　　//ファ
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
  keyon(0x24,0x17);        //ソ
  delay(500);
  keyoff();
  delay(200);
}

この、keyonの中の16進数の数時（0x14,0x65)が音階を決めているようです。でも、数字に連続性もないし、10進数に変換しても、周波数ではなさそう。

いろいろ調べてみたところ、しくみはよくわかりませんでしたが、EguchiKazuyuki様のQiitaのブログにて、ここに書き込む音階のデータが示されていました。これもデータが必ずしも正確とは限らないそうなので、参照はあくまで自己責任でおねがいします。

YMF825の音階パラメータについてhttps://qiita.com/KazuyukiEguchi/items/8e7192a0114250f8898f

なので、音階は取り合えずここから参照すれば使えそうです。（大変感謝申し上げます）

次に、音色です。

設定次第で、様々な音を出せるようで、ピアノ、ギターなど自由に作れます。

サンプルコード内の、void set_toneの中の、tonedata[35]の配列の数字で決めています。

void set_tone(void){
  unsigned char tone_data[35] ={
    0x81,//header
    //T_ADR 0
    0x01,0x85,
    0x00,0x7F,0xF4,0xBB,0x00,0x10,0x40,
    0x00,0xAF,0xA0,0x0E,0x03,0x10,0x40,
    0x00,0x2F,0xF3,0x9B,0x00,0x20,0x41,
    0x00,0xAF,0xA0,0x0E,0x01,0x10,0x40,
    0x80,0x03,0x81,0x80,
  };
  
   if_s_write( 0x08, 0xF6 );
   delay(1);
   if_s_write( 0x08, 0x00 );
  
   if_write( 0x07, &tone_data[0], 35 );//write to FIFO
}

この配列を変えることで音色を変更できそうです。

音色のサンプルスケッチは、Himagine様のブログを参考にさせていただきました。

ヤマハ提供サンプル(2)https://sites.google.com/site/himagine201206/home/arduino/ymf825/030

下記に転載させていただきます。感謝申し上げます。

変換済 tonedata.txt

/*
// GrandPiano
0x01,0x43,      // modify BO:0 -> BO:1
0x00,0x67,0xFF,0x9D,0x00,0x10,0x40,
0x21,0x33,0xE2,0xA3,0x00,0x50,0x00,
0x10,0x41,0xD3,0x88,0x01,0x10,0x00,
0x21,0x62,0xD4,0x02,0x01,0x10,0x00,
*/

/*
// E.Piano
0x01,0x45,      // modify BO:0 -> BO:1
0x51,0xC4,0xFB,0x8C,0x44,0x70,0x95,
0x10,0x82,0xFF,0x12,0x45,0x10,0x00,
0x11,0xB0,0xF1,0x49,0x44,0x10,0x02,
0x11,0x72,0xFF,0x10,0x41,0x10,0x00,
*/

/*
// TenorSax
0x01,0x45,      // modify BO:0 -> BO:1
0x01,0x03,0x70,0x16,0x44,0x10,0x0B,
0x00,0x92,0x70,0x3C,0x43,0x10,0x40,
0x01,0x03,0x70,0x22,0x44,0x10,0x4B,
*/

/*
// PickBass
0x02,0x43,      // modify BO:0 -> BO:2
0x21,0x37,0xF1,0x4E,0x44,0x10,0x05,
0x41,0x6B,0xC7,0x54,0x44,0x70,0x00,
0x21,0x69,0xF2,0x5E,0x44,0x20,0x00,
*/

/*
// TnklBell
0x01,0x45,      // modify BO:0 -> BO:1
0x30,0x46,0xF5,0x41,0x44,0xE0,0x03,
0x70,0x66,0xCE,0x2E,0x44,0x20,0x00,
0x20,0x26,0xC5,0x78,0x44,0x77,0x08,
0x40,0x55,0xFD,0x04,0x54,0x60,0x00,
*/

/*
// NewAgePd
0x01,0x45,      // modify BO:0 -> BO:1
0x31,0x3F,0xF0,0x98,0x44,0x70,0x0D,
0x40,0x47,0xF0,0x2E,0x44,0x50,0x00,
0x00,0x11,0x60,0x62,0x03,0x17,0x0E,
0x00,0x51,0x81,0x02,0x03,0x10,0x00,
*/

/*
// RimShot
0x00,0x45,
0x59,0x50,0xF0,0x14,0x44,0xC0,0x17,
0x79,0x77,0xF7,0x00,0x44,0xB0,0x00,
0x68,0x6A,0xF8,0x00,0x44,0xC0,0x00,
0x78,0x77,0xF7,0x00,0x44,0x70,0x10,
*/

/*
// Castanet
0x01,0x45,      // modify BO:0 -> BO:1
0x58,0x97,0xFF,0x08,0x44,0x70,0x0E,
0x59,0xF8,0xAF,0x00,0x44,0x50,0x30,
0x68,0x55,0xF0,0x9C,0x44,0x20,0x28,
0x98,0x9A,0xCA,0x50,0x44,0x50,0x00,
*/

ここには、GrandPiano　 E.Piano　 TenorSax　 PickBass　 TnklBell 　NewAgePd 　RimShot 　Castanetの八種類の音源があり、これをコピペすることで音色を変えれそうです。

今日は、ここまで。

超音波の楽器を作るにあたり、出力する音は、いろんな音が出せる方が良いと思うようになりました。

YMF-825の特徴

ヤマハのFM音源チップYMF825（SD-1）を搭載した音源ボードです。ヤマハ独自のFMシンセサイザを搭載し、数種類のパラメータ指定により豊かなサウンドを再生することが可能です。

ArduinoやRaspberry Pi等のマイコンボードから、SPIを通して直接YMF825のレジスタを制御することで発音させます。スピーカーアンプも搭載しているので、アンプ回路を別途外部に用意する必要がありません。

※3.5 mmのヘッドホンジャックを搭載していますが、iPhone用などの4極CTIA採用のイヤホンはお使いいただけません（OMTPのものはお使いいただけます）。**Switch science様の販売ページより**

サンプルスケッチがGitHubに上がっていますので参考にしました。

・サンプルスケッチ

どんな波形も生み出せる

サンプルスケッチには、簡単なマニュアルも入っています。

基本的な、正弦波、三角波、のこぎり波、矩形波、半波整流みたいな波、など様々です。

　

7種類の帰還が掛けれる

エフェクターや、シンセサイザーでおなじみの帰還も、７種類から選ぶことができます。

まだ、くわしく分かってないので今後、紹介させていただければと思います。

SPI通信とは

シリアル・ペリフェラル・インタフェース(Serial Peripheral Interface, SPI)は、コンピュータ内部で使われるデバイス同士を接続する方法であり、比較的低速なデータ転送を行うデバイスに利用される。

SPIは省ピンで接続できるバスとして、モトローラ(現在はNXPセミコンダクターズ)が提唱した規格であり、

信号線は4本で構成され、一つのデバイスを接続する場合はSSを固定することで3本で接続できる。

　

簡単な動作回路例

次に、接続図です。

YMF-825とArduinoNanoをSPIの形式で通信するだけですので、相互の、電源ライン（+5V,GND)とSPIの端子（SCK,MISO,MOSI,SS,Reset)を接続します。

　

今日はここまで

以前のブログで、ATmega328のブートローダを書き込みました。

今回は、この続きとして、ATmega328にArduinoと同様にプロブラムを書き込みます。

まず、プログラムを書き込むのに、PCと接続する必要がありますよね。ですが、ATmega328にはUSBがありません。

さてはまた純正のArduinoを用意するかと思いますが、もっと安いもので代用が出来ます。

それが、USB-シリアル変換器です。

ATmega328との接続

次に、ATmega328との接続方法です。

UARTの通信ですので、変換器のTXD(送信)を,ATmega328のRXD(受信)に、変換器のRXD（受信)をATmega328のTXD(送信）に接続します。あとは、TTL変換器の+5VとGNDを、ATmega328にも供給します。

そして、変換器からリセットの信号を送れるように、RTSとATmega328のResetを、0.1uFのコンデンサを経由して接続します。

あとは、ATmega328のクロックとして、16MHzの水晶発振子を接続します。

Arduino IDEの設定

TTL変換器をUSBに接続すれば、あとは普通のArduinoと同様に書き込むことが出来ます。

ただ、ここで書き込めるのは、ブートローダを書込み済のマイコンに限ります。

ブートローダの書込み方法は下記に示しますので参考にしてください。

・ブートローダ書込み方法

さて、Arduinoと同様に書けるとは言ったものの、ATmega328でも、ATmega328P-PUと、ATmega328Uでは少し、設定が違います。

ATmega328P-PUの書込み設定

ATmega328P-PUは、少し割高ですが、純正品のArduino UNOと同じチップを使っているので、「ツール」を開いた設定画面では、ボード「Arduino Uno」を選び、あとはTTL変換器を繋いでいるCOMポートを選択すれば、これで書き込めてしまいます。

ATmega328 U（ATmega328PU)

Arduinoに初期から入っているボードマネージャーでは、ATmega328は書き込めません。

「ツール」→「ボード」→「ボードマネージャー」を開き、MiniCoreと検索し、インストール。

Arduinoを再起動して、「ツール」→ボード→「MiniCore」→「ATmega328」を選択します。

あとは、左上の書込みボタンで書き込めます。

今回は、超音波センサSRF-02のコマンドについて調べました。

まず、SRF-02の通信には二つのモードがあり、I2CとUARTがありますが、今回はI2Cに焦点を当てて説明します。

SRF-02の主なコマンド

次に、SRF-02で使用される主なコマンドです。

コマンドの通信方法は、ArduinoのWireライブラリを使って通信します。詳細は、以前のブログを参照してください。

I2Cでの通信方法

SRF02をI2Cモードで使用するには、モードピンをオープンにします。

I2Cの通信では、最大16個まで並列で接続できます。並列でつなぐので、それぞれのSlave(超音波センサ）にアドレスを振り分けます。
SRF02の出荷時のアドレスは0xE0です。アドレスはユーザによって変更することができ、最大16個（E0、E2、E4、E6、E8、EA、EC、EE、F0、F2、F4、F6、F8、FA、FC、FE）のアドレスが使用できます。

　

レジスタ

SRF-02には6種類のレジスタがあります。

ロケーション	読む	書く
0	ソフトウェアリビジョン	コマンドレジスタ
1	未使用（0x80を読み取ります）	該当なし
2	測定値　上位バイト	該当なし
3	測定値　下位バイト	該当なし
4	オートチューン最小-上位バイト	該当なし
5	オートチューン最小-下位バイト	該当なし

　

6個あるレジスタのうち、Masterから書き込むことができるのは、0番のレジスタのみです。

すべて、0番のレジスタに数値を入れることでSRF-02の様々な設定ができます。

0番から読み出す場合は、ソフトウェアリビジョンを返されます。1番は使用していない空きピンです。

２，３番のレジスタが、測定した数値を返すレジスタです。測定値は最大2byteの容量で返します。レジスタ1個は1byteですので、レジスタが二つ（2,3)必要なわけです。この測定値は、設定の状態によって、インチ、センチ、マイクロ秒などで返します。

4、5番のレジスタは、16ビットの符号なし最小範囲です。これは、ソナーが測定できるおおよその最も近い範囲です。

つまり最初0番で指定をしたら、あとは2,3番のレジスタで測定値を参照すればよいということです。

　

SRF-02のコマンド

下記が、SRF-02の0番に指定するコマンドです。

2進数	16進数	動作
80	0x50	Real Ranging Mode – Result in inches
81	0x51	Real Ranging Mode – Result in centimeters
82	0x52	Real Ranging Mode – Result in micro-seconds
86	0x56	Fake Ranging Mode – Result in inches
87	0x57	Fake Ranging Mode – Result in centimeters
88	0x58	Fake Ranging Mode – Result in micro-seconds
92	0x5C	Transmit an 8 cycle 40khz burst – no ranging takes place
96	0x60	Force Autotune Restart – same as power-up. You can ignore this command.
160	0xA0	1st in sequence to change I2C address
165	0xA5	3rd in sequence to change I2C address
170	0xAA	2nd in sequence to change I2C address

必要に応じて、上記のコマンドを1番のコマンドレジスタに書き込み、必要な時間待機して結果を読み取ります。エコーバッファは、各レンジングの開始時にクリアされます。レンジングは最大66m秒持続します。この後、測定値を2,3番のレジスタから読み取ります。

SRF-02の命令方法

MasterからSRF-02に命令する場合、どのようにしたらよいでしょうか。

下記が、参考に、測定値をcmにするプログラムです。

Wire.beginTransmission(226);　//通信先のアドレス
  Wire.write(0x00);    //レジスタを選ぶ
  Wire.write(0xA0);　　//コマンドを選ぶ
  Wire.endTransmission();

順番としては、まず Wire.beginTransmission(226); で、Slaveのアドレス(226)を指定。

次に送信するものは、接続するレジスタになります。なにか設定などをする場合は、

0番のレジスタにアクセスするため、Wire.write(0x00);で0を送ります。

次に、送るものが設定するコマンドです。

例えば、測定値をｃｍで返す設定をする場合は、コマンド0x51を送ればよいので、

Wire.write(0x51);となります。

設定はこれで終了なので、 Wire.endTransmission(); で今回の通信を終わります。

コマンドの内容にもよりますが、基本は、レジスタを指定→そのレジスタのコマンドを送る、の流れです。

　

SRF-02の測定値を読み出すプログラム

次に、SRF-02から測定値を読み出す方法です。

      Wire.beginTransmission(0xE0); // transmit to device #112
      Wire.write(byte(0x02));      // sets register pointer to echo #1 register (0x02)
      Wire.endTransmission();      // stop transmitting

     
      Wire.requestFrom(0xE0, 2);    // request 2 bytes from slave device #112
    
      if (2 <= Wire.available())   // if two bytes were received
      {
        reading = Wire.read();  // receive high byte (overwrites previous reading)
        reading = reading << 8;    // shift high byte to be high 8 bits
        reading |= Wire.read(); // receive low byte as lower 8 bits
        Serial.print(reading);   // print the reading
        Serial.println("cm");
      }

まず、SRF-02から数値を読み出す場合、2番目のレジスタ0x02にアクセスします。それが、3行目までのプログラムです。

次に、SRF-02からデータを受信する準備をします。それが、 Wire.requestFrom(0xE0, 2); です。

これは、アドレスE0のSlaveから、2byteのデータを受け取りますという意味です。

あとは Wire.read();で、データを受け取ることが出来ます。しかし、2byteあるため、そのまま受け取ると下位ビットが上書きされます。そのため、まず、上位8ビットのデータを受け取り（ reading = Wire.read(); ）、readingのビットを (reading = reading << 8; )8bit高い位にシフトさせてから、次に飛んでくる数値（下位ビット）を （ reading = Wire.read(); ） で受信します。

　

　

SRF-02のアドレス指定

次に、SRF-02のアドレス指定手順です。方法は簡単で、上記コマンドの0xA0,　0xAA,　0xA5,を順番に送り、最後に新しいアドレスを送ることで、アドレスを指定するモードになります。例えば、もともとのアドレスE0から新しいアドレスF4に帰る場合は下記のプログラムを動かします。とてもシンプルですよね。

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xA0);               //A0を書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xAA);               //AAを書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xA5);               //A5を書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xF4);               //新しいアドレスF4を書き込む
  Wire.endTransmission();

今日は、ここまで。

　

2021.8.7 ひいらぎ