gainer-rubyを NetBSDの箱で動かす

gainer-rubyは rubyで作られたgainerのライブラリであり、rubyを知っていれば非常に簡単にgainerを使うことが出来るのが特徴だ。GUIを使った作品作りとは異なるが、本blogでも twitterとgainerをつなげるなどのエントリで活躍している。ruby自体にさまざまなライブラリが豊富なので twitterやIMなどとの連携を行いやすく、グラフィカルなインスタレーションではないような用途では非常に重宝する。

個人的には温度計を接続し、activerecord経由でDBと連携させて一定時間おきにtwitterに投稿するといった使い方をしている。

個人的なgainer-rubyの問題としては NetBSDをいれた小さい箱で動かなかった点がある。これはシリアルポートのtermiosの設定がうまくいっていないようなので、ここを修正することとした。また、ダウンロードできるgainer-rubyのソースには PGAのゲイン調整のコードが入っていないのでこれも追加したものを作ってみた。動作を確認したNetBSDは 4.0R のi386版である。

PGAのほうは作者にも送ってあるので次のバージョンには反映されるかもしれない。

コードの差分をリンクしておくので、試してみたい方はsvnで checkoutした gainer-ruby にあててみてほしい。PGAのゲインコントロール関数は amp_gain_agnd/amp_gain_dgnd でprocessing のライブラリと対応させてある。シリアルポートはtermiosの設定を変更したが、NetBSDの他にOSX(10.5) でも動作することは確認済みである。

gainer-ruby用 NetBSD対応、PGAゲイン調整対応のdiff

これをつかった作品の全容はまた後ほど

ベリーショートなACタップ

テーブルタップのコードがからまるという問題は、古今東西あらゆる現代人が直面している問題のようで、さまざまなツールや解決案が提案されている。また、別のテーブルタップの問題としてはコンセントの口が少ないということがよくあげられる。総計1500Wの3つ口テーブルタップに、昔なら数百ワットを使うテレビやこたつといったものをつなぐのが普通だったのが、最近ではたった100W以下しか使わないゲーム機やパソコンのACアダプタを数多くつなぎたいという要求のほうが多い。

これを解決するには多口のタップを使うのが簡単だが、そう多いものは売られていない。そのため、タップは基本的にたこ足になってしまうのが一般的だが、その場合には長いコードのやり場に困る。

そこで個人的によくやっているのが、タップのコンセントを短く切断してしまう方法だ。とくにオフィスのデスクの下に転がすタップなどはデスクに磁石で取り付けることもあり、あまり長いと邪魔なだけなので、20cmくらいの長さになるようにコードを切断したものを用意している。

高級品のタップの場合にはタップ側を分解するとケーブルがねじ留めされているので、その場合にはねじを外して、コードを短く切り、もう一度ねじ止めする。普通のタップの場合には、ケーブルがハンダ付けされていたり分解できないようなネジや、接着といった方法でとめられていたりするのでその場合にはコンセント側を捨てることにして、新しいコンセントの部品をホームセンターで買ってくればいい。このときにコンセントを90度に曲がるものや回転するものなど、自分のさしたい場所にあわせてやるといいだろう。

写真は筆者のオフィスのテーブルに張り付いているタップである。真ん中が床下から生えてきているタップでそれを左右２つのタップに分岐して使っている。ただでさえ、イーサネットケーブルと電源ケーブルで混乱している机の下だが、このタップのケーブルが３mもある場合とは雲泥の差であるのは判ってもらえるだろう。

既製品を切り刻むのは抵抗があるのだろう。簡単にできる割にあまりやった話を聞かないのだが、自分の足下がおどろくほど快適になるのでぜひ試してみてほしい。

ちなみに切ってしまうと模様替えなどで長いケーブルが必要になると使えないじゃないか！と言う人もいるとおもうが、自分の手元に必要なテーブルタップの口数がかわらない以上は手元まで引っ張るものと手元でバラすものが必要なわけで、大きな問題にならないはずだ。

passenger(mod_rails) でバーチャルホストを使わない複数アプリケーション動作

railsの実行環境としてこの春あたりから話題騒然のpassengerを試してみた。このとき、普通にアプリケーションを立ち上げるのはみんながやっているが複数のアプリケーションをディレクトリで切り替えるというのはあまり見なかったので簡単にまとめておく。

まず、apache + passenger のインストールだが、どこのblogにも書いてあるので省略する。

passengerのための設定までは終了したとして、この後にそれぞれのアプリケーションを動かすための設定を行う。アプリケーションを動かすために設定しないといけない項目はシンボリックリンクを含めると合計４カ所だ。

まず最初にやるべきことはrails のアプリケーションのシンボリックリンクを作ることである。rails アプリケーションそのものが存在するディレクトリはapacheを動かしているユーザで

アクセスできれば、documentrootの中にある必要はないようだ。さすがアプリケーション。

railsアプリの名前が tasklist だとするとtasklistの中のpublic をシンボリックリンクで

Documentroot内の適当な場所にリンクする。だいたいこんな感じになるだろう。

---

cd /WWWROOT/rails/

ln -s /home/name/tasklist/public tasklist

---

次に設定するべきところは railsアプリの routingだ。ここでアプリの中でindexを開いたときに動くべきコントローラが taskであり、最初にアクセスされるべきアクションがindexだとして設定をおこなう。ここでは railsのアプリケーションの中の config/route.rb に以下の行を追加する。

--

map.connect '', :controller => "task", :action => 'index'

--

そして、public内のindex.htmlファイルにアクセスされないように index.htmlを

削除ないし名前変更する必要がある。これをやらないとindex.htmlをアクセスしていつまでたってもアプリケーションにたどり着かないことになってしまう。

これだけの設定でrailsアプリ側の準備ができた。

最後は httpd.confに railsのアプリケーションのrootを伝える設定を書き加える。passenger の設定の下に以下のような行を加えよう。

---

RailsBaseURI /rails/tasklist

---

このあと apacheをリスタートした後ブラウザから、 http://hostname/rails/tasklist とアクセスすると無事にアプリケーションが立ち上がっていることが確認できるだろう。

今回のポイントはこの最後の操作で、 RailsBaseURI の行を増やすと複数のアプリケーションに対応できるということにある。railsアプリを設定し、シンボリックリンクを作り、httpd.confに RailsBaseURIを書き加えれば、同時に複数のアプリケーションを立ち上げることが可能になる点がポイントだ。

以上、簡単だが主に自分でまた半年後にやるときの参考になればとおもい記録しておこう。

gainer clone で「かざぐるま」あるいは PWMによるモーターの駆動 (2)

前回のあらすじ
Gainerモジュールにトランジスタアレイでかざぐるまを駆動することに成功したCUE。
しかし、そのモーターからは脳を直撃する怪音が無限に鳴り響く！

すこし時間があいてしまったが、前回の最後で述べたとおり、怪音をなくすためにはPWMの周波数を変更するのがもっとも一般的かつ効果的な手法である。しかしながらgainerの配布されているファームウェアでは、PGAのゲインはコマンドで変更できてもPWMの周波数は変更できない。ということで、「Gainerのファームウェアを改造してノイズが出ないモータを実現するぞ」プロジェクトを決行した。

当方ではファームウェアの不具合について感知しないのはもちろん、ファームウェアの焼き込みサービスも行ってないのであしからず。秋月電子などから PSOC miniProg を手に入れて各自で焼き込んでもらいたい。どのように作業したかは以下のとおりである。


1. ファームウェアの入手
firmware はgainer.cc のページからダウンロードできる。以下のページからファームウェアのソースファイルをダウンロードする。ダウンロードできたらこれを unzipして展開しておく。

2. ファームウェアの展開
ファームウェアはzipなので適当なツールを使って展開する。このとき置き場所は日本語の入っていないディレクトリでなければ、PSoCデザイナでmakeするときに不具合がでることがあるので注意したほうがよい。僕は C:\ に直接展開したフォルダをそのまま移動した。

3. 設定画面をながめる
書き換えポイントを探るためにコンフィグとソースをよく見て考える。
config_a にPWMモジュールが8つ発見できたので、これが出力用のPWMに違いないとあたりをつける。そのときに、PWMのクロックをどこからもらってるかを配線からながめると１６ビットのカウンタを使ってブロードキャストバスに信号を流し込み、そのバスの信号をクロックとして使っているということがわかった。


その後で、ソースコードをかるく読んでみるとまさしく config-a の PWMモジュールの山がそのままPWMとして出力されることがわかる。これでconfig-a のPWMモジュールのクロックを書き換えるという方針が決定した。




4. 使えそうなクロックを探す
使えそうな clockとして Gainerの生の設定でPSoCモジュールが供給しているのは、24MHzの生クロックのほかこれを分周して作っている VC1,2,3 のそれぞれさらに専用のcounterにより作りだされているもともとのPWMの信号がある。それぞれのクロックはどれくらいの周期かというとPWMでは 256クロックで１周期ということなのでCPUCLK 24MHz が およそ 100KHzとなるがこれはすこし早すぎるようだ。

VC1は　24/3 = 8MHz VC2は 8/4 = 2MHz であり、これをさらに 1/256したものが周波数になる。よって VC1でおよそ 32KHz VC2では 8KHz となる。超音波領域に突入することが目標なので、 VC1のほうを採用することとした。

これをそのまま PWMのクロックに入れればいいのだが8つある設定を書き換えるのは大変なので大本となっている PWM用のカウンタであるCounter16に入力することにした。

このままでは counter16のソースが 8MHzとなったはいいがカウンタをつかってさらにスピードを落としているので、それをカウントしている部分を探すこれはソースコードのほうで発見した。
クロックの比は 1:1 なので226行目(あたり）のところの Counter16_A_PWMClk_WritePeriod(0); を 0に書き換える。これで毎回カウントアップのたびにCounterがあふれているはずだ。
実際のところcounter16など使わなくても、直接配線をVC1に変更しまくればそれでもOKなのだが、その場合には書き換えるポイントが8つになってしまうので、間違い等があると大変である。そこで今回はCounterはそのまま使って、そのカウンタの周期を修正したのである。修正ポイントのコードは以下のとおりである。

--ここから
// start analog outputs
// Counter16_A_PWMClk_WritePeriod(157); // 50Hz (i.e. 20ms)
　 Counter16_A_PWMClk_WritePeriod(0); // 10KHz (i.e. 1ms)
Counter16_A_PWMClk_WriteCompareValue(0);
Counter16_A_PWMClk_Start();
--ここまで



この２つをやってからbuild を行う。今回はHitechC のフリー版つかってmakeを行った。Gainer自体はもともとimage-craftのコンパイラで作られていたはずだが、何の問題もなくコンパイルもおわったのでこれを miniprogを使って書き込んで完成である。

これで動作させればPWMでモータを駆動させても音がならないGainerが完成である。モータが動かなくなるくらい低いPWM値の場合にモータからの異音がしなくなるのがわかるはずだ。

改変した後のHEXファイルはこちらにおいておく。そのままmini-progで焼き込めば動くはずだ。

gainer clone で「かざぐるま」あるいは PWMによるモーターの駆動

Gainerは設定にもよるが 4ないし8本のアナログ出力(PWM)を使うことが出来る。前に作成した power gainer は電源にもよるがトランジスタアレイにより小型のモータを回転させるには十分な電力を供給することができる。そこで、前からやってみたかったアンビエントディスプレイである「かざぐるま」を作ってみた。

これは MITのメディアラボで行われているタンジブルコンピューティングの象徴的なアンビエントデバイスの一つである。(詳しくは Media LabのTangible Media Group を参照。)　

使ったのは前に作成したTD62083をワンボードに組み込んだGainer(Power gainer)とタミヤのプーリー基本キットである。これらをささえる土台となっているのは、100円ショップで買ってきたアクリルのメニュー立てだ。プラスチックのプーリーをゴムベルト（ゴムバンド）で回転させるプーリーキットは回転時に音がほとんどしないので、ギアボックスと違い常時動かしておくアンビエントディスプレイに適している。これに、ケント紙で作った風車を両面テープで貼付けてハードウェアのほうは完成である。



gainerのconfiguration3ならばPWM出力が8ch仕様ということで作成した風車のセットを同時に8つコントロールできるが、今回はサンプルということもあり１つの風車だけで満足しておくこととする。8ch同時で動かすにはUSBに寄生するだけではなくターゲットボードにACアダプタ等の外部電源が必要だろう。

このgainerをコントロールするプログラムはまず、テスト用ということで簡単なものを用意した。マウスカーソルを動かすとそれに従ってアナログ値が変化するものだ。これで、ウインドウ上をマウスを左右に動かすだけで回転を変化させることが出来るので動作確認には十分だろう。このプログラムはPWMで動かすデバイスの試験にいつも使っているものでもある。




以上のように風車は簡単に動くところまではきたのだが、ひとつ大きな問題が残ってしまった。ほとんど動いていないときもピーピーとモーターから音がする。これは Gainerの PWMの周波数が1KHzであるため、 1KHz周期でモータが振動してしまっている音であり、PWMでモータを動かす場合に起きる現象だ。このノイズを解決するためにはモータを駆動するPWMの周期を25KHz以上に上げる方法がよく使われる。こうなると、モーターの振動音が超音波の領域に入るため人間には聞こえなくなるのである。もちろんノイズがなくなるわけではないので、コウモリやイルカには迷惑なのかもしれないが、そこは気にしないことにして、ファームウェアを改造しPWMの周波数を上げる対策をとることとした。

（つづく）

PWMテスターのソースコードは以下のとおり。

----------
import processing.gainer.*;

Gainer gainer ;


void setup() {
size(500,100) ;
gainer = new Gainer(this) ;
}

void draw() {
int i ;
background(mouseX/4) ;

for ( i = 0; i<500;i+=100) {
stroke(255,0,0) ;
line(i ,0,i,100) ;
}

gainer.analogOutput(1,mouseX/2) ;
stroke(0,0,255);
line(mouseX,0,mouseX,100) ;
println("NOW: " + mouseX/2 + "*" ) ;
}
----------


Processingでtwitterと http認証 (basic auth)

Processingをつかって、httpをしゃべらせることは難しくはない。ただ通信してページを取ってくるだけならば、loadStrings() の引数にURLを指定してやれば、自動的にJavaのURLクラスを使ってStringsの配列として格納できる。これをつかって、twitterのデータを読み込もうとおもったのだが、twitterではbasic authを使わなければ自分のfriends timelineを取り出すことが出来ない。そこで basic authを processingでやってる例をさがしたのだが、発見できなかったので生のjavaでのbasic authの方法をそのまま取り込んで実現してみた。

さまざまなページによると javaでのhttp認証では java.net.authenticator とjava.net.PasswordAuthentication の２つのクラスを使い、Authenticator クラスを継承した認証クラスを作ってハンドラを設定する、というのが正解らしい。つまり、以下のようなコードとなるわけだ。



import java.net.Authenticator;
import java.net.PasswordAuthentication;

//public
class BasicAuth extends java.net.Authenticator{
private String user;
private String pass;
public BasicAuth(String user, String pass)
{
this.user = user;
this.pass = pass;
}

protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication()
{
return new PasswordAuthentication(user,pass.toCharArray());
}
}




このクラスの利用方法は、user名とpasswordを設定して作成したクラスのインスタンスを生成し、そのあとで、Authenticator の setDefaultを呼び出す。前処理としてこの作業を行うと以降の http通信で認証が必要とされる場合には設定した情報をベースに自動的に認証が行われる。これをそのまま、processingに追加して使った。Processingは基本的にjavaそのものなので、このような場合の拡張は非常に簡単ですばらしい。
本当はpackage化してライブラリとするといいのだろうがそれはまた今後の課題ということにしておこう。

さて、現実にtwitterの出力するXMLの解析には、simlpeMLというライブラリを使うことにした。simpleMLはdaniel shiffman(http://www.shiffman.net/) の開発したライブラリであり彼のページからダウンロードできる。loadStrings()を使うよりもよい点は、後で XMLライブラリを使ってエレメントを取り出すよりも簡単なことと thread をつかって非同期にhttpリクエストを発生させて、ページを取得できたときにイベントを発生させることが出来る点である。とくに後者は、一定時間ごとにページを取得して書き換えるような動作を行いたい場合には、非常に有効であろう。

timelineの twitterAPI呼び出しを行うにはBasic認証付きでAPIで定められたURLを呼びだせばよい。受信形式はいろいろ見比べた結果、後処理がもっともやりやすそうなRSS形式を指定した。これらをまとめるとコードは以下のようになる。あとは、数分おきにreloadをするとか、スクロールするとかのフィーチャーを盛り込めば、twitter viewerとしての機能は十分だろう。
ちなみに書き込みは post method が必要なのだが、こちらも processingで使えるモジュールはなさそうなのとすこし複雑な処理が必要そうなのでもう一工夫必要なようなので今後の課題としておこう。
動作させるためには、フォントを作成する必要がある。Processingのメニューから Tools-->Create Fontを選択すると次のような画面が出るので Osakaフォントの16pointを指定する。日本語表示には日本語のフォントも必要なので All Fontのチェックボックスにもチェックをいれておく必要があるだろう。こうやってフォントを作成した後、コードの中の user と pass を自分のものに入れ替えれば動作させてみることができる。


--------------------------------
import simpleML.*;

import java.net.Authenticator;
import java.net.PasswordAuthentication;

// configration
String user = "uname" ;
String pass = "xxxxx" ;

// request url
String url = "http://twitter.com/statuses/friends_timeline.rss" ;

//public
class BasicAuth extends java.net.Authenticator{
private String user;
private String pass;
public BasicAuth(String user, String pass)
{
this.user = user;
this.pass = pass;
}

protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication()
{
return new PasswordAuthentication(user,pass.toCharArray());
}

}


XMLRequest xmlRequest;

void setup() {
size(screen.width/2,screen.height/2);


BasicAuth tw_authenticator = new BasicAuth(user, pass);
Authenticator.setDefault(tw_authenticator);

// Creating and starting the request

xmlRequest = new XMLRequest(this,url);
xmlRequest.makeRequest();
}

void draw() {
// background(frameCount % 255);

}

// When the request is complete
void netEvent(XMLRequest ml) {

PFont fontA = loadFont("Osaka-16.vlw");
textFont(fontA, 16);

// Retrieving an array of all XML elements inside "" tags
String[] titles = ml.getElementArray("title");

for (int i = 0; i < titles.length ; i++) {
println(titles[i].replaceAll("\n",""));
fill(10*i,0,0) ;
text( titles[i].replaceAll("\n",""),5,18*(i+1)) ;
}

}

--------------------------------


ここまで。

戦利品

昨日のTIのセミナーでもらったお土産。
２．４Gの無線つき MSP430のモジュール。たくさんあると
スター型になれるらしいのですが２個入りでした。残念w