インフォメーション

2009年02月 ブログ運用開始(玄箱,Web Diary Professional 使用)

2012年10月 ブログシステムをfreoに移行

2015年05月 サーバを「Cubieboard」に移行し運用開始

2018年10月20日 なんちゃって百葉箱(後に「な!百葉箱」と命名)の運用開始(HomeWeather)

2019年09月01日 な!百葉箱(第2版)運用開始

エントリー

ニッケル亜鉛電池を試す

ニッケル亜鉛電池という充電池がある(なんとエジソンが考案したらしい・・・詳しくはWikiに)

魅力なのはニッカドやニッケル水素と同じ放電曲線でありながら出力公称電圧が1.6Vということとで乾電池に近い電圧で使用できるということ

同じようにリチウムイオンで1.5Vを出力して乾電池の代わりを特徴とする製品もあるがユーザレビュ等から購入を躊躇していた

  • DCDCで電圧を調整しているのでDCDCボードの異常で高圧が出力される(これが一番怖い)
  • 同じく発熱がある
  • 同じく突然0Vになる
  • 昇圧版の9Vではリプルが多くノイズが出る(降圧でもあるかも)
  • 変換効率を考えていないので容量を誤魔化している
購入品

Amazonで2種販売されていて本数当たりで倍の価格になるが専用充電器が必要なかったのでこちらにした

IMG_20221117_191039.jpgIMG_20221117_191535.jpgIMG_20221117_191614.jpg

USBのタイプCで充電するタイプ(端子分本体が短いので容量が少ないようだ)

IMG_20221123_174934.jpg

充電用にUSBタイプCの4分岐ケーブルが付属

IMG_20221117_192014.jpg

開封時の電圧

IMG_20221117_191807.jpgIMG_20221117_191910.jpgIMG_20221117_191925.jpgIMG_20221117_191951.jpg

この時,大まかに電圧が2つに分かれていたが気にしなかった(後で,そうだったのかと考える)

充電

IMG_20221117_192514.jpg

充電後の電圧は4本とも同じ位

IMG_20221123_173854.jpg

放電器による容量確認

久しぶりに(改良したいけどほったらかしの)放電器を使う

IMG_20221123_172618.jpg

ここで,とりあえず使える2本と,まったく使えない2本であることが判明

(とりあえず使える2本)

  • 300mA放電で114mAh(終止1.1V)

IMG_20221123_175024.jpg

  • 100mA放電で172mAh(終止1.1V)

IMG_20221123_220828.jpg

(まったく使えない2本)

  • 無負荷時電圧が1.6Vあっても,100mA出力で1.0Vを保持できず終了
  • 3回充放電を繰り返した後,充電できなくなる(USBを刺しても青)
評価
  • この製品はいまいちであった
  • とりあえず使える2本は電動歯ブラシで試用中
  • もう1つの製品を試行するのは期待できそうにないため止め
  • こちらの記事に期待

モバイルモニターを購入

突然アナログVGA入力(HDMIに変換して使用)の17インチディスプレイが壊れた(まあ壊れるのはいつも突然だがw)

IMG_20221106_125037.jpg

一度修理したディスプレイで再度修理しようと開いてみたが,もう20年近く前の製品のため汚れも酷いので諦めて廃棄する

もう1台14インチのディスプレイも既に壊れていたのでサブディスプレイが必要となりコンパクトタイプも良かったが折角なのでモバイルモニターを検討

さんざん考えたあげく(価格,解像度,画面サイズ,標準HDMI)から「ZFTVNIE14インチポータブルモニター」にした

IMG_20221112_114429.jpg

開封

IMG_20221112_115539.jpg

第一印象は「軽い!」だった

IMG_20221112_193236.jpg

添付のモニタースタンドは大きいので100均のスマホスタンドを使ってみたが見栄えが悪いので,ディスプレイアームやディスプレイスタンドを探した結果Amazonの標準価格の「スマホスタンド」でも良さそうなので選択

IMG_20221117_191249.jpgIMG_20221117_191257.jpg

タブレットも利用可能のため頑丈そう

IMG_20221117_191333.jpg

初めて100均以外のスマホスタンドを購入したが,1k以内でありながら100均とは比べものにならない物であることを知った

IMG_20221117_191340.jpg

コンパクトでしっくりする形となり満足

尚,このモバイルモニターは添付の12VのDCアダプターと(別)5V2A電源(Micro USB Type-B)で動作する

 

NOAA受信システムをPINE64で構築(2)

ひと月試行しながらNOAA受信システムを改良

IMG_20221106_170340.jpg

ハードウェア
USBチューナー(SDRドングル)

IMG_20211012_193239.jpgIMG_20220227_193236.jpg

右側のチューナーを使用

左側のチューナーでは受信感度が悪い(HDSDRで受信するなら問題は無い)

BPF(バンドパスフィルター)

IMG_20220917_191303.jpgIMG_20220918_121550.jpg

137MHzのBPFをAliexpressから調達

前後の電波は完全に遮断される(使用するとFM放送は受信不可)が,5dBも低下するのでRFアンプでゲイン向上させないと厳しい

LNA(ローノイズアンプ:低ノイズのRFアンプ)

Amazonから3種調達して比較

評価 製品 仕様 試行画像
IMG_20220115_203004.jpg

0.1-2000MHz

30dB

9-12V

9V時16mA(実測)

(注)12Vでは高ゲインのためかノイズが増加

20221018-083114-NOAA19-MCIR.jpg
  IMG_20220115_202857.jpg

0.01-4000MHz

21dB

5V

5V時157mA(実測)

3.3V時138mA(実測)

20221019-194132-NOAA19-MCIR.jpg
IMG_20221023_145529.jpg

5-6000MHz

20dB

5V

5V時64mA(実測)

20221110-085901-NOAA19-MCIR.jpg

鮮明なのは一番上だが9Vのため次点とした

残り2つは5Vで変わり映えしないので消費電力の低い方を選択

電源

(PINE64)

DC-INピン(USB電源ラインと直結)から5Vを供給(最終的にはDCDCで5V)

IMG_20221018_194509.jpgIMG_20221018_194516.jpg

電力は無線LAN,チューナー込みで起動時1.3A程度必要,安定時は600mA位となる

NOAA受信時はチューナーの約300mAとLNAの64mAが加算されるので1Aは必要

長時間の待機時はシステムをサスペンドさせることも検討中

(LNA・FAN)

LNAは受信時以外は必要ないのでGPIOで電源制御する(チューナーは受信起動されていないと省電力)

熱の問題も予想できるのでFANの制御も追加

PIN_Board_回路図.png

当初はLNAもFANと同じFETスイッチにしていたが,LNAの回路が絶縁(Gndがアンテナ~チューナー経由で接続)されていなかったためリードスイッチを使用

IMG_20221106_170443.jpg

LNA給電時は赤のLEDを点灯するようにした

ソフトウェア
OS

debianベースの「Armbian_22.08.1_Pine64_bullseye_current_5.15.63.img」を使用した場合

・初期のrootパスワードは「1234」

・hostname, CPUの設定など

$ sudo armbian-config

・フォントの導入

$ sudo apt install task-japanese
$ sudo apt install fonts-vlgothic

・wifi設定

$ sudo armbian-config

ドライバの設定が自動的に行われる

APの設定で完了

GPIO

LNA・FANの電源を制御するためGPIO(PC7, PC8)を使用

GPIOのセットアップ

$ sudo armbian-config

System→Hardwareからpps-gpioを有効にする(スペースキーで有効・無効の切り替え)を行い再起動

一般ユーザがGPIOを利用できるようにする

$ ls -l /dev/gpio*
crw------- 1 root root 254, 0 11月 3 15:46 /dev/gpiochip0
crw------- 1 root root 254, 1 11月 3 15:46 /dev/gpiochip1
crw------- 1 root root 254, 2 11月 3 15:46 /dev/gpiochip2
$ sudo chmod 666 /dev/gpio

起動後に作成されるデバイスなので以下でパーミッションを変更

$ sudo vi /etc/rc.local

gpioは直接操作でなくコマンド経由が推奨されている

$ sudo apt install gpiod
コマンド

説明

gpiodetect

システムの gpiochips,それらの名称,ラベル,GPIOライン数を一覧表示

gpioinfo

指定した gpiochips の pin番号と名称,ライン番号、アクティブ状態,フラグを一覧表示

gpioget

指定した gpiochips の GPIOの値を読み取る

gpioset

指定した gpiochips の GPIOの値を設定

gpiofind

ライン名で gpiochip とオフセットを検索

gpiomon

GPIOでイベントを監視,終了する前に処理するイベントの数,またはイベントを指定

コマンドで指定するためGPIOのPC7とPC8のライン番号を探す

gpiochipsを表示

$ gpiodetect
gpiochip0 [1f02c00.pinctrl] (32 lines)
gpiochip1 [1c20800.pinctrl] (256 lines)
gpiochip2 [axp20x-gpio] (2 lines)

それぞれの gpiochips の一覧を表示

(gpiochip0)

$ cat /sys/kernel/debug/pinctrl/1f02c00.pinctrl/pins
registered pins: 13
pin 352 (PL0) 0:1f02c00.pinctrl
pin 353 (PL1) 1:1f02c00.pinctrl
pin 354 (PL2) 2:1f02c00.pinctrl
pin 355 (PL3) 3:1f02c00.pinctrl
pin 356 (PL4) 4:1f02c00.pinctrl
pin 357 (PL5) 5:1f02c00.pinctrl
pin 358 (PL6) 6:1f02c00.pinctrl
pin 359 (PL7) 7:1f02c00.pinctrl
pin 360 (PL8) 8:1f02c00.pinctrl
pin 361 (PL9) 9:1f02c00.pinctrl
pin 362 (PL10) 10:1f02c00.pinctrl
pin 363 (PL11) 11:1f02c00.pinctrl
pin 364 (PL12) 12:1f02c00.pinctrl

(gpiochip1)

$ cat /sys/kernel/debug/pinctrl/1c20800.pinctrl/pins
registered pins: 103
pin 32 (PB0) 32:1c20800.pinctrl
pin 33 (PB1) 33:1c20800.pinctrl



pin 70 (PC6) 70:1c20800.pinctrl
pin 71 (PC7) 71:1c20800.pinctrl
pin 72 (PC8) 72:1c20800.pinctrl
pin 73 (PC9) 73:1c20800.pinctrl



pin 235 (PH11) 235:1c20800.pinctrl

(gpiochip2)

$ cat /sys/kernel/debug/pinctrl/axp20x-gpio/pins
registered pins: 2
pin 0 (GPIO0) 0:axp20x-gpio
pin 1 (GPIO1) 1:axp20x-gpio

PC7とPC8は gpiochip1 の 71と72のラインであることが判る

PC7 FAN ON/OFF

$ gpioset gpiochip1 71=0 #OFF
$ gpioset gpiochip1 71=1 #ON

PC8 ON/OFF

$ gpioset gpiochip1 72=0 #OFF
$ gpioset gpiochip1 72=1 #ON
NOAA受信用シェルスクリプト

表示情報の追加もあり改良

スケジューリング用スクリプト①(schedule_all.sh)

  • 変更なし

スケジューリング用スクリプト②(schedule_satellite.sh)

#!/bin/bash
#
# $1 = NOAA [15|18|19]
# $2 = 周波数
# $3 = 出力ディレクトリ
#
# 近接時刻の仰角0~最大~0までのリストから最初と最後を取り出す
PREDICTION_START=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" | head -1`
PREDICTION_END=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" | tail -1`

# 最後のUTC(var2)
var2=`echo $PREDICTION_END | cut -d " " -f 1`

# 最大仰角度と経度
MAXANGLE=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" | awk -v max=0 '{if($5>max){max=$5;kei=$9}}END{print max, kei}'`

# 現地時間で終了が本日
while [ `date --date="TZ=\"UTC\" @${var2}" +%D` = `date +%D` ]
do

# 最大仰角度(MAXELEV),最大時の経度(KEIDO)
MAXELEV=`echo $MAXANGLE | cut -d " " -f 1`
KEIDO=`echo $MAXANGLE | cut -d " " -f 2`

# 衛星の開始と終了緯度
BGIDO=`echo $PREDICTION_START | cut -d " " -f 8`
ENIDO=`echo $PREDICTION_END | cut -d " " -f 8`

if [ $MAXELEV -gt 19 ]
then
# 最初の時刻
START_TIME=`echo $PREDICTION_START | cut -d " " -f 3-4`

# 最初のUTC(var1)
var1=`echo $PREDICTION_START | cut -d " " -f 1`

# 全体時間(秒)
TIMER=`expr $var2 - $var1`

# ローカル日時でファイル名を作成(日付-時刻)
OUTDATE=`date --date="TZ=\"UTC\" $START_TIME" +%Y%m%d-%H%M%S`

# list: $3/schedule.list
# Satellite-Name begin-time end-time maxelev file-name
echo ${1//" "} `date --date="TZ=\"UTC\" @${var1}" +%H:%M:%S` `date --date="TZ=\"UTC\" @${var2}" +%H:%M:%S` $MAXELEV $OUTDATE $var1 $BGIDO $ENIDO $KEIDO >> ${3}/schedule.list

echo "/srv/predict/receive_and_process_satellite.sh \"${1}\" $2 /srv/predict/weather/${OUTDATE}-${1//" "} /srv/predict/weather.tle $var1 $TIMER $3" | at `date --date="TZ=\"UTC\" $START_TIME" +"%H:%M %D"`
fi

# 前回最後の時刻に+1分後以降のリスト
nextpredict=`expr $var2 + 60`

PREDICTION_START=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" $nextpredict | head -1`
PREDICTION_END=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" $nextpredict | tail -1`

var2=`echo $PREDICTION_END | cut -d " " -f 1`

MAXANGLE=`/usr/bin/predict -t /srv/predict/weather.tle -p "${1}" $nextpredict | awk -v max=0 '{if($5>max){max=$5;kei=$9}}END{print max, kei}'`

done
  • 衛星の移動方向を判断するための情報(最大仰角度と経度など)を取得

スケジュールされた受信用スクリプト(receive_and_process_satellite.sh)

#!/bin/bash

# $1 = Satellite Name
# $2 = Frequency
# $3 = FileName base
# $4 = TLE File
# $5 = EPOC start time
# $6 = Time to capture
# $7 = Output directory

# 衛星(NOAA)からFM変調画像を受信
/usr/bin/gpioset gpiochip1 72=1
timeout $6 /usr/local/bin/rtl_fm -f ${2}M -s 160k -g 48 -p 55 -E wav -E deemp -F 9 - | sox -t wav - $3.wav rate 11025
/usr/bin/gpioset gpiochip1 72=0

if [ -e $3.wav ]
then

# MAP作成時刻(時刻をずらすため+90してる訳ではなく範囲に収めている)
PassStart=`expr $5 + 90`

# 受信画像に合わせたMAPを作成
/usr/local/bin/wxmap -T "${1}" -H $4 -p 0 -l 0 -o $PassStart ${3}-map.png

# タイプ別の衛星画像を作成(5種)
for TYPE in MCIR MSA HVCT therm MB
do

# 衛星画像を作成
/usr/local/bin/wxtoimg -B 180 -L 540 -A -n -c -m ${3}-map.png -e $TYPE $3.wav ${3}-${TYPE}.png

# 画像作成が正常か画像サイズから判断
WIDTH=`identify ${3}-${TYPE}.png | cut -d " " -f 3 | cut -d "x" -f 1`

if [ $WIDTH -lt 1200 ]
then

# サムネイル画像を作成
convert -resize 200x800 ${3}-${TYPE}.png ${3}-${TYPE}-s.png
convert -gravity center -crop 200x100+0+0 ${3}-${TYPE}-s.png ${3}-${TYPE}-s.png

# 公開サイトに画像を移動
mv ${3}-${TYPE}.png $7
mv ${3}-${TYPE}-s.png $7

else

rm ${3}-${TYPE}.png

fi

done

fi
  • LNAの電源ON・OFFを追加
  • 作成画像が正常か(画像サイズから)判断
省電力モード(サスペンドなど)

PINE64は電源管理が実装されているので「rtcwake」が使える

60秒サスペンドして復帰

$ sudo /sbin/rtcwake -m mem -s 60
rtcwake: assuming RTC uses UTC ...
rtcwake: wakeup from "mem" using /dev/rtc0 at Sun Nov 13 11:17:39 2022
$ (復帰)

指定時間に復帰

$ sudo /sbin/rtcwake -m mem -l -t $(date +%s -d "2022-11-13 20:30")
rtcwake: wakeup from "mem" using /dev/rtc0 at Sun Nov 13 11:30:00 2022
$ (復帰)

ラズパイでは電源管理が実装されていないのでPINE64の優位となる機能である

最終的にはバッテリー運用となるため省電力化に有効としているが,画像の公開運用サーバ(リバースプロキシの実装が前提)としてどうかも考えているのでサスペンドさせない運用となることもある

管理サーバメンテナンス

固定IPの追加登録と同時に管理サーバarmbianのアップデート

DHCPサーバが自動起動しない問題が残っているため,以下の起動コマンドの速やかな実行が必要

(起動確認)
$ systemctl status isc-dhcp-server
・・・
(DHCP起動)
$ sudo service isc-dhcp-server start
$ systemctl status isc-dhcp-server
・・・
$

その他,グレードアップの問題は発生していない

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