使いかた

uint8_t data[7];
uint8_t ret;

i2c_set_bitrate(100);
// Set target slave address
i2c_master_init(0x60);
ret = i2c_master_write((uint8_t*)"\x04", 1);
if (ret) goto error;
ret = i2c_master_read(data, 8);
if (ret) goto error;
i2c_master_stop();

error:
    i2c_master_stop();

// Slave memory map (must be smaller than 254 (0xfe) bytes)
uint8_t data[9];
// Enter to slave receive mode with data and size.
// After this operation, data will be changed automatically by TWI interrupt.
i2c_slave_init(0x65, data, 10);

// Access (set or get) to I2C data block
data[0] = 0x10;

// Or more readable code with struct
struct {
    uint8_t foo_flag1;
    uint8_t foo_flag2;
    uint16_t bar_value1;
    uint16_t bar_value2;
    uint16_t bar_value3;
    uint16_t bar_value4;
} data;

i2c_slave_init(0x65, &data, 10);

実装にあたって

I2C は仕様書の日本語訳で公開されている。本家?はi2c-bus.org かな。

ポイントとしては

• 送信・受信の切替えにあたっては必ず再度アドレスの送信が必要
• Repeated START というのは単に STOP + START 相当のことを START だけでできるようにしているに過ぎない (バスを連続して占有し続けられるというだけ)
• NACK は ACK を返さない状態のことを言ってる
  • エラーと区別はない
  • 転送終了とか、受信終了とかの意味付けされてるけど、応答がないのでもう何もしない、って感じ
• START コンディション、STOP コンディション、クロックは常にマスターが生成する

マルチマスターまわりとゼネラルコール(マルチキャスト)まわりはいまいち理解できてない (今のところ必要性を感じてない)。

AVR では

• SPI はほぼどの AVR でも使える
• I2C は AVR によっては専用ハード (TWI) が用意されてる。専用ハードでなくても USI があれば TWI をハンドリングできる (多少面倒だけどライブラリとして公開している人はいる)。
• RS232 はロジックレベルをドライバ (MAX232系の) で変換すれば USART で直接扱えるので簡単。
• USB は一部の AVR で組込み。V-USB を使えばソフトウェアだけでもいける。あるいは USB Serial 変換チップ (FTDIのが有名でクロスプラットフォーム) を使えば USART 経由で使える。変換チップ使うのが確実で汎用性があってよく使われていそう。

略語がいっぱい

• UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) は非同期なシリアルを扱う回路の名前。同期なのを統合したものを USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) というらしい
• TWI (Two Wire Interface) はその名の通り2線式ってことなんだけど、AVR においては普通は I²Cのことを指しているっぽい。I²Cと名乗ってないのはなんか政治的な問題？

リモートレリーズ端子

リモートレリーズ端子 (有線) にはいくつか種類があるらしく、キヤノンの場合、Kiss とかではステレオミニと同じだけど、5Dとか7Dとかだと、N3型端子とかいう謎の端子になる。N3端子ってのはそこらへんで単体で簡単に手に入らないので、既存のを買って切るしかないっぽい。機能的には同じみたいだけど、なんでこんなことになってるのか謎

手元にあるのはN3型のものなので、別にレリーズ別途買ってまで試すまでのモチベーションはわかなかったので、とりあえずリモートレリーズ端子を使うのは諦めた。(ただのスイッチなので難しいことはなさそう)

赤外線リモコンのレリーズ

他にレリーズを切る方法としては、赤外線リモコンを使うほうほうがあって、これなら赤外線 LED チカらせるだけでよく、端子とか関係ないのでお手軽そうだった。赤外線は昔昔買ったLEDジャンク詰め合せに無駄にいっぱい入っていて腐っている。

ググるとリモコンの解析結果を公開している人がいるので、その通りやったらいけた。

あたり前だけどドライブモードをリモコンのモードにしないとシャッター切れない。解析結果をそのままコードにしただけだけど (PB0 に LED が接続されている前提)

void shutter () {
	int i;

	for (i = 0; i < 23; i++)  {
		set_bit(PORTB, PB0);
		_delay_us(13);
		clear_bit(PORTB, PB0);
		_delay_us(13);
	}
	_delay_us(7200);
	for (i = 0; i < 23; i++)  {
		set_bit(PORTB, PB0);
		_delay_us(13);
		clear_bit(PORTB, PB0);
		_delay_us(13);
	}
}

ただ、赤外線の場合、設定済みの露出でしかシャッターを切れないので、バルブとかはできない。インターバル撮影とか、センサー連動のシャッターとかはこれで十分できそう。花火の撮影とか自動化できそう。

回路図

殆ど前のと変わってない。ESD 保護ダイオードと、プルアップを変更しただけ

基板図

ファームウェア

• https://github.com/cho45/AVR-Elekey/blob/master/firmware/main.c

ピンの配置の関係でアサインだけ変えてある。

ケース

秋月で売ってる電池ボックス　単3×4本用（フタ付プラスチック・スイッチ付）というのを使ってる。

単3は2本分の領域をエネループ用に使って、残り半分のスペースに回路を入れてる。もとからあるでっぱりとかはニッパーとかカッターで切った。電池の金具は加工する必要はなくて、ハメこまれてる位置を変えてあげるだけでよかった。元からあるスイッチはとってしまっている。

結構狭いので、圧電ブザーを削ったり基板をやすりで削ったりしてギリギリで入れてる。今回は部品配置の検討をするのに EAGLE が大変役に立った。ISP 部分以外はほぼジャンパなしでいけてる。IC ソケットをつけなければもっと高さに余裕があったんだけど、一応つけた。

スイッチがあった部分は少し広げて、タクトスイッチを入れてる。固定する方法で困るけど、グルーガンでタクトスイッチを固めてしまった。グルーガンでも結構固めになるので、力を入れても大丈夫なくらいにはなるっぽい。

ref.

• http://lowreal.net/2013/10/16/1
• http://lowreal.net/2013/10/19/1
• http://lowreal.net/2013/10/17/1

Watch Dog Timer

ワッチドッグタイマー。基本はプログラムが意図しない挙動をしたときにリセットをかけるためのタイマー。

例えば、「常に1秒後にリセットをかけるワッチドッグタイマー」をセットして、ワッチドッグタイマーによってリセットされる前にメインプログラム側からワッチドッグタイマーをリセットする。もしプログラムが暴走してタイマーが初期化されなくなると、ワッチドッグタイマーがリセットをかけてくれる。

用途上、メインのクロックとは別のクロックで動いている。

Brown Out Detection

電源電圧を監視して、一定より下がったらリセットをかけてくれる。

もちろん瞬間的な電源電圧変動では反応しないようにヒステリシスな感じになってる。

要求

• 外に持ちだせるように小型で電池駆動できること
• 電池交換をあまり気にしなくてもいいこと
• 実用的であること

仕様

• 短点・長点それぞれ1点のメモリー
• スクイーズ
• インヒビット
• 無段階スピードコントロール (10wpm〜30wpmまで想定)

回路図

前回とピンの使いかたが変わっているけど、あまり変更はない。

パドル入力には静電気サージ (ESD) 用にツェナーダイオードを入れた。AVR の仕様上「All I/O pins have protection diodes to both VCC and Ground」となっていてクランプダイオードが入っているみたいだけど、クランプされたのを消費する部分がどこにもないので前段で入れたほうがよさそう。

FET のゲートについてる 150Ω は電流制限用だけど、一応なくても動く。AVR のポートの絶対定格が 40mA なので 3V/20mA=150Ω。流れるとしても瞬間だけなんだけど、絶対定格を守るなら必要そう。

FET の GS 間の抵抗は入力オープン時に GS を確実に 0V にするためで、普通入れるみたい。AVR の出力ポートってローのときは吸い込み動作するしいらないんじゃ？ と思ったけど、電源 OFF->ON からのタイミングとかいろいろなタイミングで入力オープンのとき不意にONになるとそのままになってしまうらしい。一応入れたほうがよさそう。

2.2MΩ の抵抗はパドルのプルアップ抵抗で、省電力のため外部に大きなのをつけてる。ただ、人体アースの電圧降下でもキーイングとみなされる（接点を触れるとキーイングされてしまう）ようになるので、善し悪しがある。

いろいろ突き詰めると部品点数が減らせない。

基板図

ステレオミニジャックでパドルと繋ぐようにしてるけど、別に直結でもいいと思う。その場合ジャック部分はいらない。

ボリュームは半固定として書いてあるけど、普通のやつのほうがいいと思う。基板取り付けの小型ボリュームだとお手軽だけどあまり手に入らないみたい。なんでもいいけど場所をとる。

ファームウェア

• https://github.com/cho45/AVR-TinyElekey/blob/master/firmware/main.c

これだけしか書いてないけど、ATTiny13A だと 96.7% Full (990 bytes) なので、結構ギリギリです

CrossPack-AVR-20130212 の avr-gcc (GCC) 4.6.2 で開発

AVR ISP Mark II なら、Makefile 変更なしに make install で書きこみが走る。

ISP も回路を切断せずに一応動いて、書きこみもできるけど、キーイング出力にノイズが入るので注意が必要 (ブレークインを切っておくか、リグとは切断して書きこみする必要がある)。

電源と実測消費電流

• CR2032
• eneloop lite

あたりを想定

CR2032 (3V) は公称 3V、終止電圧 2〜2.5V 程度。約 225mAh 使い捨てだけど、よく売ってる。使い捨てなので限界まで動いて電池しぼりとって動かなくなるほうが効率的。

eneloop lite 2本だと公称は 2.4V (1.2*2)、終止電圧 2.0V (1.0 * 2) 程度で、単4で550mAh、コイン電池に比べると体積は大きい。lite 版のほうが用途的にはいいだろうと思う。エネループの場合普通のニッケル水素より自然放電が少ないのと、比較的高い電圧が長く続く。ただし過放電すると致命的なので、2.1V程度で動かなくなるのが理想。

まとめ

かなり単純なものをしっかり各所考えながら作ってみたけど、いろいろと発見があった。ソフトウェアの変更がダイレクトに消費電力減に繋がったりするのは新鮮で面白い。

また、この程度の回路だと全素子の動作を考えながら作れるので、基本的なことを理解するきっかけになった。

次はもうすこし複雑なものを作りたい。

ref.

• http://lowreal.net/2013/10/27/6
• http://lowreal.net/2013/10/30/1
• http://lowreal.net/2013/11/02/1