メモたんく

最近秋月で購入したSTM32F4-Discoveryを、メーカーのサイトからダウンロードしたSTM32 ST-LINK Utilityで繋いでみると認識しない。ネットで確かめると以下のように接続できるはずなんだが、

接続成功のSTM32 ST-LINK Utility

こんな感じでエラーになる。

認識しないSTM32 ST-LINK Utility

初期不良かと疑ったのだが”Atollic TrueSTUDIO for ARM Lite 3.0.0″をインストールしてプログラムを書き込んでみると問題なく書き込めてしまった。初期不良ではなさそうである。アレレである。

STM32 ST-LINK Utilityが認識しない原因が分からないまま放置してたのだが、やっと解決した。

理由がSTマイクロの掲示板に書かれてた。

これによると、STM32F4-Discovery の出荷時期によってチップのリビジョンの違いがあり、ZリビジョンはデバイスIDが違うらしく、ZリビジョンののチップをSTM32 ST-LINK Utilityはサポートしてないらしい。
ビンゴ、当方のSTM32F4-DiscoveryはZリビジョン。これが原因だったのだ… 

しかしデバイスIDが違うって??
出荷されてるSTM32F4-DiscoveryのCPUは、少なくとも2種類はあるということなんでしょうね。

理由が書かれているスレッドには、パッチ版がアップロードされてて、これを使うと問題のSTM32F4-Discoveryを認識した。

認識したSTM32 ST-LINK Utility

パッチによって以下のようにバージョンが上がった。

元のバージョン

パッチ版のバージョン

基板剥き出しのままでは、デバック中に火を吹く可能性があるのでケースに入れた。ケースと云っても本格的にケースを作った訳ではなく、2枚のアクリル板で挟んだ簡易ケース仕上げにした。加工が簡単なのです。

簡易ケースに入れたJTAGKey Clone(表)

簡易ケースに入れたJTAGKey Clone(裏)

親しくしていただいてる がた老さん や shuji009さん がSTM32(ARM)と格闘(弄ばれてるとも云う)されてるのを見て、そろそろARMだ、32ビットだ、STM32だ、という気分になったので秋月でSTM32F4-Discoveryを購入したのが運の尽き。入手して調べてみると市販のお試し版の開発環境ではサイズに制限があるというのが分かってしまった。PICは嫌いではないんだけど無料版では開発に最適化されないとか制限がありイマイチなところが一緒で、ちょっとテンションが下がってしまった。

テンション下がり気味だけど”STM32マイコン徹底入門”という書籍を購入した。読み進めていくうちにどうしてもでデバッガを使った開発をしたくなって共立にてSTbeeを購入した。STbeeにした理由はJTAGコネクタがあったから…

書籍とSTM32F4-Discovery

どうも本末転倒気味なんだけど、当方が用意したのは秋月のAE-FT2232で作ったAmontec JTAGKey Clone。”マツドサイエンティスト・研究日誌”の野田さんの“STM32入門 JTAGkey クローンを作る”を参考に製作させていただいた。

出来上がったのがこれ、

Amontec JTAGKey Clone(表)

Amontec JTAGKey Clone(裏)

野田さんはコンバクトにJTAGを作られてたが、当方のJTAGは、幅100ミリの生基板を利用してるので加工が楽な幅100mmにしたため少し大きくなった。

ダーゲットのSTbeeとの接続はこんな具合

STBeeとの接続

ハードウェアを作ったたけでは動かないのがSTM32。JTAGを動かすOpenOCDを自力で作る必要があるみたいだ。ここはねむいさんの“ARMマイコンをInsightとOpenOCDを使ってデバッグする環境を整える(2012年版)”に従ってOpenOCDを作成した。

ねむいさんの詳しい記事に従って出来上がったOpenOCDを使って接続したのが、これ

OpenOCDで接続

TeraTerm で接続したのが、これ

Teratermで接続

STM32の開発環境がひとつ整っただけ。”STM32マイコン徹底入門”の川内さんが用意してくれた開発環境に、今回作ったJTAGを使えるようにしたいのだけど知識と経験不足でまだ使えていない。

JTAG製作とOpenOCDの構築には、野田さん記事とねむいさんの記事が大変参考になりました。どうもありがとうございます。

がた老さんの秋月のデジタルテスタP-10の改造を真似て当方のP-10も改造した。導通テスタでもP-10のプローブを流用可能にするのが目的。がた老さんのP-10はテストピンジャックを取り付けてるのだが、黒のテストピンジャックが売り切れだった。入手できた小型バナナピンジャックになってしまった。小型バナナピンジャックとはいえP-10に取り付けるのには大胆にケースを加工する必要があった。

改造したP-10

小型バナナピンの取り付けは苦労したのだが、LCメータやもうひとつあるデジタルテスタ用に作ったプローブが使えるようになって結果的によかった。

導通テスタにも小型バナナピンジャックを取り付けた。

変換基板に載せたTiny10はサイズの利点がなくなり、使いにくいAVR CPUとなってしまう。ファームウェア書き込み済みのTiny10を基板に直付けしてこそ利点が発揮される。そこで治具を作ってみた。

それがこれ。

Tiny10書き込み治具

なんのことはない変換基板に端子を半田付けしTiny10がズレないように厚紙を貼り付けただけ。使い方はTiny10を治具に取り付け、指などでTiny10を押し付け端子が接触するようにして書きこむ、文字通り力技です。

治具にTiny10をセッテイング

難点と言えばTiny10を治具に取り付けるのが意外と難しいのだが、上手く取り付けると書き込みができる。SOT23の書き込みアダプタを購入すればよりスマートになるのだが、趣味ならこれでいいと思う。

ライタは沢山あるので新規にライタを作成することもないのだけど今更ながらUSBaspを作った。理由はTiny10を書き込む為のライタがないということ、それは製作モチベーションがあがらないのでフリスク工作として作ってみた。
部品は手持ち品を使った。結果として通常部品と表面実装部品が混在した回路になった。USB周りはツエナーダイオードの代わりに青色ダイオードを使ってみた。ターゲット電圧で書き込みできるタイプのUSBaspを持ってるので、今回のライタはサイズ重視で5V専用としてフリスクに収めやすいように単純な回路にした。

新旧のUSBaspライタ

中身はこれ、

フリスクUSBaspライタ

ご覧のようにフリスクのケース加工に失敗した。要らぬところに穴があいてて不細工になってしまった。
そのうちフリスクを買ったらケース交換が必要だ。

さらに重大なミス、USB A オスのコネクタを使うのが今回初めてだった。さほど考慮せず部品配置をしたら基板を削らないとコネクタが取り付けることができなくなってしまった。パターンを壊してヤスリで大幅に基板を削り何とか取り付けたのだが、USB A オスの端子の短いこと厚手のプリント基板使ってるので少ししか基板上に飛び出さない状態になってしまった。

基板を削ってUBS A オスコネクタの取り付け

Tiny10への書き込みは、汎用ゼロプレッシャーソケット書き込みボードを利用してみた。12Vを発生させるTiny10の専用治具は、汎用ゼロプレッシャーソケット書き込みボードのソケットとして実現しようかな…

Tiny10に書き込み

色々とライタを作ったけどUSBaspが一番使いやすい。理由は簡単で、Windows XP、Windows 7(64Bit)、Linuxの環境で問題なく動作する唯一のライタということ。例えば、Hidapxは新たに購入したThinkPadなら問題はないがAMD64環境のXPでは書き込み時にエラーを吐く、Bitbangライタは単純でWindows環境なら動作もしっかりしてるのだけどLinux環境での動作は少し怪しい、当方がざっくりと作ったpic18spxは大きくWindows以外では使いにくい。USBaspはWindows 7でのドライバの組み込みが邪魔臭いことを除けばWindows環境は無論のことLinuxのEclipseも標準サポートしてるので、こちらに軍配が挙がる。

AMD64環境のHIDaspxのハードウェアのトラブル以外は、ライタの書き込み速度の違いは多少あっても動作は安定していてどれを使っても文句はない。ただし、こと使い勝手となるとライタソフトの完成度に依存しくてる。USBaspが本家版のavrdudeが正式サポートしてるのが大きい。

5VのACアダプタでの動作が安定してきたので、上部に電池を取付て更にバランスを取って電池駆動に切り替えた。

荷物はナロータイヤ、今日届いた。Amazonにて発見したので今更感もあるが発注した。ナロータイヤをつけても安定したが、この筐体にはワイドタイヤが似合ってるので元に戻した。

電池を上部に配置してさらに安定した倒立振子ロボット

電池駆動になって、邪魔な5VのACアダプタの電線がなくなったので、赤外線リモコンでクルクル舞わせてみた。
タイヤの摩擦が若干違うようで段々とずれるが倒れません。

かなり安定してるので、電池が切れるまで立つようになった。測ってなけど一時間ぐらいは立つのではないだろうか。iCHIROさんのLIBRA-ZEROのテストは完了したようだ。これからはLIBRA-ZEROを元に、独自の”ロボコン”を作ってみよう。

倒立振子ロボットをヘタリ気味の百均のニッケル水素電池で動かすと、すぐに電池が無くなってしまい調整しづらかった。そこで5VのACアダプタを繋いで調整してみた。電池を背負わない分、重心が筐体の中心に移り安定感のある太いタイヤを履いた筐体では、電源を入れないでも立つ。かなりパランスのよい筐体になってる。

しかしまだまだ調整し必要で、重い物を載せると転倒するし、リモコンで動かせると言っても回転まで、前後に動かそうとしてもゲインの値が悪いのかキビキビとは動かない。

追記

さらに調整してみたところ、ペットボトルを載せても安定した姿勢を保つことができるようになった。
電池を背中に背負わない筐体はバランスは良いみたいだ。電池は左右に分けて配置すれば良いのかもしれない。

ペットボトルを載せても安定した。

iCHIROさん作のLibra(からくり小箱)を元に、当方も倒立振子ロボットを作ってた。
部品が揃って自立テストできるところまで組み立てができたのでテストし、2～3秒立つところまでできました。

倒立振子ロボット(前)

PIC18F2550でのコントロールの目処がたったらコントローラ部をmbedなどに変更する予定なので、コントローラ部と電源&モータ制御部の２枚の基板で構成してます。

倒立振子ロボット(後)

倒立振子ロボット(横)

筐体は余ってた赤の2mmのアクリル板をコの字に曲げて作った。結構適当だったので、重心は電池を背負った分後ろにある。筐体は作りなおしたほうがいいかもしれないが、取り敢えずもう少し長く立つまで調整してみよう。

2012/4/2追記

赤いロボットといえば赤い彗星のシャア専用ザクってところだろうだけと、この倒立振子ロボットはどう見ても”かんばれロボコン”だょなぁ。

導通チェッカをタカチのケースに入れてみた。基板に直付けしたボタンスイッチをケース外から押せそうな3mmアルミ鋲をホームセンターにて発見した。ケースに3mmの穴を開けるだけでポタンスイッチの問題が解決する。

これがケースに入れた導通チェッカ。当初は3mmLEDを取り付けたが、ケースの収めやすさを考慮して5mmのLEDに変更した。

左にあるのが3mmアルミ鋲

このように導通チェッカを組み立てる前に、スイッチにちょうどあたるように3mmの穴を空け裏側よりアルミ鋲を通しておく。

ケース裏側よりアルミ鋲を通しておく

いつものようにシールを貼って完成??ではない。プロープが、まだないので赤青のケーブルを出して代用中です。
そのうちマトモなプローブを取り付けたら完成。

ケース表から見たところ

ケース上面と基板の距離をちょうど良い具合に取り付け可能なら、ガタつきによるアルミ鋲によるショートを心配することもないしアルミ鋲によるエクステンションは結構使えそうだ。何よりホームセンターでアルミ鋲は安価に購入できる。