投稿者: pontago

前回の記事で無事にLEDを点灯させることができた。
コードは全てC言語で書いたが、もう一つの方法としてアセンブリで書いてみることにした。
アセンブリなんてコードを見ただけでウンザリしてしまう。

でもやってみる前から諦めてもしょうがない。
この機会に少し調べてみることにした。

$ touch NEWS README AUTHORS ChangeLog
$ aclocal
$ autoconf
$ automake -a
$ ./configure --prefix=/opt/local
$ sudo make install

.include "tn2313def.inc"
main:
ldi   r16, 0b00011000
out   DDRD, r16
ldi   r16, 0b00001000
out   PORTD, r16
rjmp  main

$ avra main.asm
AVRA: advanced AVR macro assembler Version 1.3.0 Build 1 (8 May 2010)
Copyright (C) 1998-2010. Check out README file for more info
AVRA is an open source assembler for Atmel AVR microcontroller family
It can be used as a replacement of 'AVRASM32.EXE' the original assembler
shipped with AVR Studio. We do not guarantee full compatibility for avra.
AVRA comes with NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
You may redistribute copies of avra under the terms
of the GNU General Public License.
For more information about these matters, see the files named COPYING.
Pass 1...
Pass 2...
done
Used memory blocks:
Code      :  Start = 0x0000, End = 0x0004, Length = 0x0005
Assembly complete with no errors.
Segment usage:
Code      :         5 words (10 bytes)
Data      :         0 bytes
EEPROM    :         0 bytes

# vimでこんな感じに処理した
:%s/^#/;#/g

:020000020000FC
:0A00000008E101BB08E002BBFBCFE2
:00000001FF

$ avrdude -c avrispmkII -P usb -p t2313 -U flash:w:main.hex:i

作りたいと思ってから1ヶ月ほどが経過した。
時間を空けすぎるのはよくないので、作るのに何が必要か、どうやって作るのかを調べることにした。

温度を測るには温度計センサー（LM60BIZ）なるものがあるようで、
こいつを使えば温度によって電圧を返してくれるらしい。
比較的難易度は低そうだ。

実は湿度計も同時に作ろうと思ったのだけど、
安く入手できるHS-15Pを使うとなると、
湿度によって変動するインピーダンスを調べて対数演算が必要らしい。
あほの俺には無理だ。

TDKが出しているCHK-GSSというのを使うと、
電圧の変化で処理できる上に、温度も分かるらしい。俺でも出来そう。
しかし2000円くらいするので尻込みしてしまった。
今回は温度計のみで絞ることにした。

前回の記事で無事にマイコンを経由してLEDを点灯させる事ができた。
その時に利用したプログラムはサンプルをコピペしただけだったので、2つ接続したLEDを交互にランダム点灯させるプログラムに変更したいと思う。

最初にサンプルコードで意味が分からない変数や関数があったので、それを調べることにしてみた。サンプルコードは以下のような感じだ。

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
int main(void)
{
DDRD = 1 << 4;           /* make the LED pin an output */
for(;;){
char i;
for(i = 0; i < 10; i++){
_delay_ms(30);  /* max is 262.14 ms / F_CPU in MHz */
}
PORTD ^= 1 << 4;    /* toggle the LED */
}
return 0;               /* never reached */
}

DDRD = 1 << 4;
PORTD ^= 1 << 4;

#elif defined (__AVR_ATtiny2313__)
#  include <avr/iotn2313.h>

#define DDRD    _SFR_IO8(0x11)

// アセンブラ
#define _SFR_IO8(io_addr) ((io_addr) + __SFR_OFFSET)
// C
#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile uint8_t *)(mem_addr))
#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr) + __SFR_OFFSET)

for(i = 0; i < 10; i++){
_delay_ms(30);  /* max is 262.14 ms / F_CPU in MHz */
}

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
int main(void) {
DDRD = 0b00011000;
bool flag = false;
for (;;) {
char i;
int r = rand() % 10 + 1;
for(i = 0; i < r; i++) {
_delay_ms(30);
}
PORTD = flag ? _BV(PD3) : _BV(PD4);
flag = !flag;
}
return 0;
}

前回LEDを点灯させる所まで何とかできた。と言っても、電池ボックスとLEDを接続しただけ…。
今回はいよいよマイコン（AVR)を使って、LEDをコントロールしてみようと思う。

まず、ライターであるAVRISPmkIIとマイコンを接続しなくてはいけない。パソコンとの接続はUSB経由で接続するだけなので簡単。
AVRISPmkIIのコネクタはISPコネクタ（6ピン）のため、このままだとブレッドボードに接続するのに大変なようだ。
そこで、共エレで販売されている「AVRWRT用ブレッドボードISPケーブル」のコネクタに付け替えた。

色々なサイトを参考にしつつ、マイコンに接続してみた。
続いて、マイコンに書き込むためのソフトをインストールするが、Mac環境だったため、正規のソフト（AVR Studio）が使えないようなので、CrossPack for AVR Developmentを使うことにした。
CrossPack – A Development Environment for Atmel’s AVR Microcontrollers

/usr/local配下にインストールされるようで、/usr/local/CrossPack-AVRというシンボリックリンクが作成される。
CrossPackインストール後に、avr-projectコマンドを実行することで、XCodeのプロジェクトファイルが生成されるようだ。

$ avr-project avr-LedTest

かなりシンプル…XCodeからいじるのも面倒なので、直接ファイルをいじることにした。
firmwareディレクトリにMakefile、main.cの2つのファイルが生成された。大事なのはこの2つのようだ。

Makefileでライターとマイコンの種類を書き換える必要があるようで、以下のように書き換えた。

DEVICE = attiny2313
PROGRAMMER = -c avrispmkII -P usb -p t2313

makeでプログラムのコンパイル、make flashでマイコンにプログラムを転送させるようだ。make fuseでヒューズの書き換えも可能とのこと。
とりあえず、マイコンにプログラムを転送してみようと思い、デフォルトのままmain.cをコンパイルし、make flashを実行してみたがエラーになってしまう。

// firmwareディレクトリで実行
$ make
avr-gcc -Wall -Os -DF_CPU=8000000 -mmcu=attiny2313 -c main.c -o main.o
avr-gcc -Wall -Os -DF_CPU=8000000 -mmcu=attiny2313 -o main.elf main.o
rm -f main.hex
avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size --format=avr --mcu=attiny2313 main.elf
AVR Memory Usage
----------------
Device: attiny2313
Program:      58 bytes (2.8% Full)
(.text + .data + .bootloader)
Data:          0 bytes (0.0% Full)
(.data + .bss + .noinit)
$ make flash
avrdude -c avrispmkII -P usb -p t2313  -U flash:w:main.hex:i
avrdude: stk500v2_command(): command failed
avrdude: stk500v2_program_enable(): bad AVRISPmkII connection status: Target not detected
avrdude: initialization failed, rc=-1
Double check connections and try again, or use -F to override
this check.
avrdude done.  Thank you.
make: *** [flash] Error 1

調べまくった結果、マイコンへの接続の仕方が間違っていたようで、一からコネクタを接続し直してみた。もともと付いていたコネクタと、付け替えたコネクタをよく見比べて繋いでいくと、やはり間違えていた…。
参考サイトを見ながらコネクタの色だけで判断して接続したのがいけなかったようで、しっかり仕様を把握して進めていかなくちゃいけないと反省。
トリパマ Toripama: AVRISPmkII ライタのピンの配列
サンプル・プログラムで学ぶAVRの実践【2/4回目】マイコン書き込み環境の構築 (PIC,78K,R8,HC(S)08/RS08,AVR,MSP430などのマイコン活用)

こんな感じで接続すると上手くいった。

$ make flash
avrdude -c avrispmkII -P usb -p t2313  -U flash:w:main.hex:i
avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions
Reading | ################################################## | 100% 0.01s
avrdude: Device signature = 0x1e910a
avrdude: NOTE: FLASH memory has been specified, an erase cycle will be performed
To disable this feature, specify the -D option.
avrdude: erasing chip
avrdude: reading input file "main.hex"
avrdude: writing flash (670 bytes):
Writing | ################################################## | 100% 0.28s
avrdude: 670 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against main.hex:
avrdude: load data flash data from input file main.hex:
avrdude: input file main.hex contains 670 bytes
avrdude: reading on-chip flash data:
Reading | ################################################## | 100% 0.20s
avrdude: verifying ...
avrdude: 670 bytes of flash verified
avrdude: safemode: Fuses OK
avrdude done.  Thank you.

ひゃっほー、悩んだ末に解決した時の嬉しさはたまらない！

肝心のLEDを点灯させるプログラムを書いてみることにした。
マイコンを経由してLEDを接続するにはどうすればいいんだと少し考えたが、PD4（ポート8）にLEDと抵抗を接続することで解決。思ったより簡単だった。
サンプルコードはCrossPackのサイトに書いてあったので、それをコピペすればいいだけだ。

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
int main(void)
{
DDRD = 1 << 4;           /* make the LED pin an output */
for(;;){
char i;
for(i = 0; i < 10; i++){
_delay_ms(30);  /* max is 262.14 ms / F_CPU in MHz */
}
PORTD ^= 1 << 4;    /* toggle the LED */
}
return 0;               /* never reached */
}

LEDが点滅してる…肝心の点滅箇所はいともあっさり出来てしまった。
しかしながら、コピペして終わりというのはあまりにもつまらない。
実際はLEDを2つ接続してランダムに交互に点滅を繰り返す、というプログラムを組んだのだが、謎の変数やら関数が出現しているので、次回に詳しく掘り進めていきたいと思う。

ついに電子工作に手を出してみた。やるやる詐欺をすること1年…はじめるまで長かったです。
三日坊主にならないようにコツコツやっていきたいと思う。

電子工作やらマイコンなんてまったく知らない人間なので、まずはLEDを点灯させてみようという事で以下の部品を購入。

• プログラマ（ライター？）　AVR ISP MKII
• ブレッドボード　EIC-108J
• AVR ATTINY2313-20PU
• 3mm赤色LED　LT3U31P 250mcd
• カーボン抵抗 1/4W 200Ω
• カーボン抵抗 1/4W 150Ω
• 電池ボックス 単3×3本
• AVRWRT用ブレッドボードISPケーブル

まずブレッドボードの使い方を覚えるためにLEDを電池ボックスと接続して点灯させてみた。
さすがにこれが出来なかったらやばいよな…と思いつつ、あっさり点灯して安心した。そしてブレッドボードも案外簡単な仕組みだった。

ブレッドボードに150Ωの抵抗とLED、そして電源を接続しただけ。
必要な抵抗は以下の式で求められるようだ。というかオームの法則ってやつだ。
中学の時に習ったけど勉強に熱心ではなかったのですっかり忘れてしまった…。

R（抵抗） = V（電圧） / A（電流）

LEDのスペックは以下のようだ。

Vf=1.85V〜2.5V If=20mA

そして電圧については、電池ボックスに単三乾電池3本ということなので以下になる。

1.5V x 3本 = 4.5V

これをもとに抵抗を計算してみると、

(4.5V - 1.85V) / 0.02A = 132.5Ω

どうやら132Ωくらいの抵抗でちょうどいいようだ。今回は適当なものがなかったので150Ωと念のために200Ωの抵抗を買ってみた。

無事に点灯した！！全然むずかしい事してないのに嬉しい。
やっぱり形があるものを触って思い通りに動かせると、ソフトをいじるのと違った喜びを感じる。

20mAを越えた電流を流すと壊れると聞いたので、興味本位で抵抗を外してそのまま電源と接続してみた。

あれ…壊れない。でも弱々しい光り方でなんかおかしい。

とにかく無事？に成功出来てよかった。困った事があれば詳しい先生が居るので心強い。
次はマイコンと接続してLEDの点灯を制御してみたいです。

ひかりoneのギガ得プランを使い始めて1年が経ちました。実質固定IPという噂でしたが、まさにその通りで一度も変わったことはありません。

一つ問題が出てきたのはルータの性能についてです。ルータについては、このブログに記載してあるようにBL190HWというルータが指定されおり、変更することは一切できません。ひかりoneでは、ルータの事をHGW（ホームゲートウェイ）と呼称しています。

1. 自分で用意したルータに置き換えることはできない。どうしても使いたい場合は、BL190HWのDMZ機能をブリッジのように使うしかない。
2. グローバルIPアドレスはDHCPを使って払い出される。
3. MACアドレスとIEEE802.1xを使って認証している。

Webサーバを動作させている状態で、同時接続数300で100Mbpsを超えたあたりからレスポンスがかなり悪くなりました。この状態でルータの管理画面にアクセスすると開くのにも時間がかかっており、やはり負荷が原因だと思いました。

## こんな感じで調べてみた
$ netstat -t | grep "ESTABLISHED" | grep http | wc -l

しかし、ルータが認証の役割も担っているため、そう簡単に交換することはできません。

上述した通り、認証にはMACアドレスとIEEE802.1xが使われています。MACアドレスの偽装については比較的簡単なのですが、IEEE802.1x認証をクリアするのは現状厳しいようです。IEEE802.1x認証でシリアル番号も送信している？
IEEE802.1x認証は、24時間に一度確認しているようなので、一度認証されれば他のルータに置き換える事はできますが、24時間後に切断されます。

どうしようかと考えていた所、もう一台ルータをレンタルする方法がある事を発見しました。
電話サービスの追加など、ホームゲートウェイを複数台ご利用になる場合 ｜ auひかり（auの光ファイバーサービス）

合計2台までのようですが、これでとりあえず問題は解決できそうです。ちなみに2台目のルータにもグローバルIPアドレスが割り当てられます。

1. HGWは合計2台までしかレンタルできない。
2. 電話サービスを二つ契約する必要がある。
3. 2台目のルータにもグローバルIPアドレスがもう一つ払い出される。

もう一台レンタルするためには、電話サービスを二つ契約する必要があるため、525円+472円が月額費用に加算される点は注意が必要です。申込手数料が650円くらいかかりますが、サポートセンターに電話経由で申し込み、三日くらいで新しいルータが到着しました。

現在2台のルータで運用していますが、レスポンスも改善したようです。

先日バッテリーリフレッシュさんにお願いしたHyperMacのMBP-060が戻ってきました。

15日に注文して、17日には作業完了のメールが着ていました。到着したのが18日という事を考えるとかなり早いです。
かかった金額は11890円と送料の740円だけでしたので、海外から直接購入するよりずいぶん安くなります。

段ボール箱に入って返送されてきました。

しっかり緩衝材で梱包されていました。

二つ入っていると思ったら、見積りをお願いしたMBP-150でした。