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コモンモードのノイズを抑えるということでガルバニックアイソレータを作製してみた

主材料は秋月で購入しておいたトロイダルコア

φ０．５５のポリウレタン線を５：５でキャンセル巻きにした（バイファイラ巻きでも良いらしい）

ケースを３Ｄプリンタで印刷

今回は蓋の取り付けにＭ３ビスとインサートナットを使う

インサートナットは半田こてで突き刺して温めながらφ５㎜で造形した穴へ嵌め込んだ（普通のナットでも可能）

入出力はＦコネクタだがケース用のオスが無いので同軸用のオスＦコネクタで代用

ケースに固定するため補助パーツを３Ｄプリンタで印刷して付けた

Ｍ３ビスで止めて完成

NanoVNAで特性を見てみると１００ＭＨｚあたりで同調ポイントがあるようだ

アナログラジオで使用してみたが効果は判らなかった（ＳＤＲで効果が判るかな？）

（試行中）

• ＦＭはノイズが減った（出力側をアースすると更に減る）
• ＮＯＡＡは受信できなくなる

かなり昔に購入したナショナル時代の毛玉取り（型番：ER858）が動かなくなっていたので修理する

充電式なのでおそらくバッテリーの壽命

ネジ３個が見えていて簡単に開けられるかと思いきや下部のプラグ部分の嵌め込みがキツクて無理やりとったという感じになった

バッテリー部分はネジ１個あり簡単に開いた

使用バッテリーはNi-Cd（インドネシア製）が１本で100Ｖからの充電はトランスと２次側にダイオードが１個付いていたので13～14Ｖあたりへ変圧して半波整流で充電という仕組みのようだ

充電のために１００Ｖプラグをスライドして出すと回路が切り替わるようになっている

また，掃除のためヘッドを外して刃の部分が見えるようになると安全のためモーターとの接続が切れスイッチを入れても回転しないようになっていた

単３サイズのようなので手持ちのセリア充電池「VOLCANO（ボルケーノ）」に交換

ささっと終わらせたかったので本来はスポット溶接すべきのところを半田付けした

バッテリーの極板をヤスリで削り予備半田しておけば簡単に付く

元に戻し，充電時に漏電や異常が起きないか確認して完了

問題なく利用できている

優先すべきだが予定外の事態だったので後回しになってしまった

原因を探る

サーバからmicroSDカードを取り出してバックアップ機にセットしてコンソールで調査

再起動しないのでネックは何かと思っていたら，microSDカードの異常というかＲＯ（リードオンリー）ロックになっていた

コンソール出力ではrootファイルシステムのfsckで異常となり起動せずメンテナンスモードになっている

U-Boot SPL 2021.04-armbian (May 06 2021 - 17:50:40 +0000)
DRAM: 512 MiB
Trying to boot from MMC1
・
・
・
Starting kernel ...

Loading, please wait...
Starting version 241
Begin: Loading essential drivers ... done.
Begin: Running /scripts/init-premount ... done.
Begin: Mounting root file system ... Begin: Running /scripts/local-top ... done.
Begin: Running /scripts/local-premount ... Scanning for Btrfs filesystems
done.
Begin: Will now check root file system ... fsck from util-linux 2.33.1
[/sbin/fsck.ext4 (1) -- /dev/mmcblk0p1] fsck.ext4 -a -C0 /dev/mmcblk0p1
fsck.ext4: Read-only file system while trying to open /dev/mmcblk0p1
Disk write-protected; use the -n option to do a read-only
check of the device.
fsck exited with status code 8
done.
Warning: File system check failed but did not detect errors
mount: Read-only file system
Failed to mount /dev/mmcblk0p1 as root file system.
(initramfs)

手動でrootファイルシステムをチェックしたところＲＯのため書込みできない事態となっている

(initramfs) fsck.ext4 -n /dev/mmcblk0p1
e2fsck 1.44.5 (15-Dec-2018)
Warning: skipping journal recovery because doing a read-only filesystem check.
/dev/mmcblk0p1: clean, 46517/2789280 files, 740918/7666688 blocks
(initramfs)

この現象は前にもあって原因はメディアが強制的に（ＲＯにして）書込みできないよう処理していることで起こると思われ「メディア自体の異常」の要因もあるが，ほぼ間違いなく「メディアの書込み壽命」だと考える

実際は本当の壽命ということでフラッシュメモリ自体の書込みエラーで発生させているのではなく，書込み回数の上限を決めておいて超えたら記録内容を保護するためＲＯにしているのだろうと考える

つまり，まだ読むことは可能ということである（実際に全部読める）

利用していたmicroSDは以下の「KLEVV NEO」という安価なメモリで，９月から４～５箇月とうことなので約１５０日間となる

microSDには書込み回数があるのでいつかはエラーになると考えていたが３２ＧＢもあり僅かなログの書込みだけなのであまりにも短すぎる

MLCフラッシュは約１万回の書込みが可能であることが（かなり以前に）公表されている（今だともっと回数が増えてるかも）

論理的には書込み回数が１万回として３２ＧＢなら，３２ＧＢ×１００００＝３２００００ＧＢ（３２０ＴＢ）の（ワンタイム）記録ができるということになる（実際は書込み単位があるので少なくなる）

これを１５０（日）で割ると，３２００００ＧＢ÷１５０＝２１３３ＧＢとなり毎日約２ＴＢもの書込みがあったことになるが・・・

→ 連続でも書込みは最低１０ＭＢ／ｓ，最大は良くても１００ＭＢ／ｓ位として，１００（ＭＢ）×３６００（ｓ）×２４（Ｈ）＝８６４００００（ＭＢ）＝８６４０（ＧＢ）

かなり譲って１／１００の，２０ＧＢ／日としても（ほとんどがログになるので）考えられない書込み量である

このあたりの書込み量も予想試算して１年以上余裕で持つだろうと考えていたので想定外であった

前回も「KLEVV NEO」のmicroSDで発生しており，この時は書き込むことは起きていないのにＲＯになってしまった（マイクロＳＤカードが壊れた）

今回の件も含め，このメーカーのmicroSDはもう使用しないほうが賢明だろう（メディアは永久保証となっているけど交換しても使えない物はいらない）

最初の復旧手順

microSDへの書込みはできないが読むことはできるので別のmicroSDへデットコピーして復旧させる

新しいmicroSDは「Gigastone」にした

ところが，コピーの段階で２つのmicroSDの（セクター）サイズが異なることが判明（これには驚いたが）

「KLEVV NEO」の方が「Gigastone」よりセクター数が多いのである

逆なら問題ないのだが，しかたないので無視してデットコピーした・・・けど・・・やはり途中で起動停止

(initramfs) fsck.ext4 /dev/mmcblk0p1
e2fsck 1.44.5 (15-Dec-2018)
The filesystem size (according to the superblock) is 7666688 blocks
The physical size of the device is 7632640 blocks
Either the superblock or the partition table is likely to be corrupt!
Abort<y>? yes
(initramfs)

34048 blocksも食い違っていてfsckは（ファイルシステムが破壊されていると判断して）動作しなかった

残念ながらデットコピーでの復旧は失敗に終わる

さて，どうやってNanoPi NEOサーバを復旧させるかだが，時間待ちもあったこともあり再構築とコピー復活の２つの手段を実施

システムの再構築（手段１）

前回のＯＳバージョンも置いていたが，新しいのがリリースされていたので新しい方で再構築する（要するに全部作り直し）

最新ＯＳイメージ： Armbian_21.08.1_Nanopineo_bullseye_current_5.10.60.img

ネックは設定のバックアップで本当の最新の設定へ戻せるかである（なのでメディアから設定データを取り出し検証する必要がある → これが復活手順にもなる）

設定は（NanoPi NEOのサーバ化（ソフトウェア））で記録されている通りで不足や注意事項を追加

・armbianの最初の起動（root/1234）時にsudo権限の管理者用のユーザ追加を行うが，このユーザのuidが1000になる

・既にセットアップされているパッケージがあった（問題になる事はない）

・ＮＴＰは前回の設定方法では動作しない（現在，未解決）

・bindについては記録の記事から変更がある（バックアップの利用で問題なし）

・dhcpが起動しない問題で以下のように（ターミナルではカラム落ちして）表示される（前回もあったが記録されていないので注意）

● isc-dhcp-server.service - LSB: DHCP server
 Loaded: loaded (/etc/init.d/isc-dhcp-server; generated)
 Active: failed (Result: exit-code) since Sun 2022-01-16 19:53:43 JST; 48s ago
 Docs: man:systemd-sysv-generator(8)
 Process: 8928 ExecStart=/etc/init.d/isc-dhcp-server start (code=exited, status=1/FAILURE)
 Tasks: 12 (limit: 905)
 Memory: 8.5M
 CPU: 406ms
 CGroup: /system.slice/isc-dhcp-server.service
 tq7964 /usr/sbin/dhcpd -4 -q -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf
 tq8339 /usr/sbin/dhcpd -4 -q -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf
 mq8943 /usr/sbin/dhcpd -4 -q -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf

 1月 16 19:53:41 nanopineo dhcpd[8955]: exiting.
 1月 16 19:53:43 nanopineo isc-dhcp-server[8928]: Starting ISC DHCPv6 server: dhcpd6check syslog for diagnostics. ...
 1月 16 19:53:43 nanopineo isc-dhcp-server[8960]: failed!
 1月 16 19:53:43 nanopineo isc-dhcp-server[8961]: failed!
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: isc-dhcp-server.service: Control process exited, code=exited, status=1/FAILURE
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: isc-dhcp-server.service: Failed with result 'exit-code'.
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: isc-dhcp-server.service: Unit process 7964 (dhcpd) remains running after unit stopped.
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: isc-dhcp-server.service: Unit process 8339 (dhcpd) remains running after unit stopped.
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: isc-dhcp-server.service: Unit process 8943 (dhcpd) remains running after unit stopped.
 1月 16 19:53:43 nanopineo systemd[1]: Failed to start LSB: DHCP server.

　これは「/etc/default/isc-dhcp-server」を修正する前にdhcp serverを起動すると「/var/run/dhcpd.pid」が残存してserverが再起動しないためで，正常にserverが起動しない場合にロックファイルを削除しないバグがあると思われる

パーティーションコピーで復旧（手段２）

resize2fsを使えばファイスシステムのサイズを変えられるので旧microSDからシステム部分だけ取り出してサイズを変更して新microSDへ書き込めば復旧できる

この場合，元のＯＳイメージでの復旧なので設定した情報は最新，さらに設定内容を参照したりバックアップすることができる

ただし別途microSDを操作するためのlinuxシステムが必要となる（エミュで遊ぶため構築していたUbuntuDesktopを利用した）

今回は１つのパーティションなので手間が掛からなかった

①Ubuntuで旧microSDを接続してデバイス名を確認（/dev/sdc）

※デバイス名の確認方法として，接続前に「fdisk -l」でデバイスリストを表示させて，接続後に再度リストに増えたデバイスが対象

パーティションを確認すると１つだけある

# fdisk -l /dev/sdc
ディスク /dev/sdc: 29.6 GiB, 31724666880 バイト, 61962240 セクタ
単位: セクタ (1 * 512 = 512 バイト)
セクタサイズ (論理 / 物理): 512 バイト / 512 バイト
I/O サイズ (最小 / 推奨): 512 バイト / 512 バイト
ディスクラベルのタイプ: dos
ディスク識別子: 0xc236f75e

デバイス 起動 開始位置 最後から セクタ サイズ Id タイプ
/dev/sdc1 8192 61341695 61333504 29.3G 83 Linux
#

②/dev/sdc1をコピーする

# dd if=/dev/sdc1 of=disk.img bs=1G

# ls -l
-rw-r--r-- 1 root root 31402754048 1月 16 17:45 disk.img
#

③fsckで修正

# e2fsck -f disk.img

④ファイルシステムをリサイズ（8GBとした）

# resize2fs disk.img 8G
resize2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Resizing the filesystem on disk.img to 2097152 (4k) blocks.
The filesystem on disk.img is now 2097152 (4k) blocks long.
# ls -l
-rw-r--r-- 1 root root 8589934592 1月 16 20:00 disk.img
#

disk.imgはファイルシステムなのでmountして中身を参照することができる（必要ならファイルをバックアップする）

# mount disk.img /mnt
# ls -l /mnt
合計 80
lrwxrwxrwx 1 root root 7 5月 6 2021 bin -> usr/bin
drwxr-xr-x 4 root root 4096 9月 5 20:28 boot
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月 8 2021 dev
drwxr-xr-x 96 root root 4096 9月 27 17:53 etc
drwxr-xr-x 13 root root 4096 6月 26 2021 home
lrwxrwxrwx 1 root root 7 5月 6 2021 lib -> usr/lib
drwx------ 2 root root 16384 5月 8 2021 lost+found
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月 6 2021 media
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月 6 2021 mnt
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月 6 2021 opt
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3月 20 2021 proc
drwx------ 5 root root 4096 9月 7 20:43 root
drwxr-xr-x 3 root root 4096 5月 8 2021 run
lrwxrwxrwx 1 root root 8 5月 6 2021 sbin -> usr/sbin
drwxrwxr-x 2 root root 4096 5月 8 2021 selinux
drwxr-xr-x 3 root root 4096 8月 29 15:27 srv
drwxr-xr-x 2 root root 4096 3月 20 2021 sys
drwxrwxrwt 2 root root 4096 5月 8 2021 tmp
drwxr-xr-x 10 root root 4096 5月 6 2021 usr
drwxr-xr-x 12 root root 4096 8月 28 19:53 var
#

⑤新microSDを起動できるようにする（IPLを書き込むとかBoot strapできるようにするという）

IPLのみ書き込む方法があるのだけど思い出せなかったので（ＤＬして初期に書き込む）ＯＳイメージを書き込む

何で書き込んでも良いが，Windows10で利用している「Win32DiskImager」を使った

⑥Ubuntuで新microSDを接続してパーティションを操作する

パーティション１を削除して新規に８Ｇでパーティション１を作成（つまりパーティーションサイズを変更）

# fdisk /dev/sdc

fdisk (util-linux 2.31.1) へようこそ。
ここで設定した内容は、書き込みコマンドを実行するまでメモリのみに保持されます。
書き込みコマンドを使用する際は、注意して実行してください。


コマンド (m でヘルプ): p
ディスク /dev/sdc: 29.1 GiB, 31267487744 バイト, 61069312 セクタ
単位: セクタ (1 * 512 = 512 バイト)
セクタサイズ (論理 / 物理): 512 バイト / 512 バイト
I/O サイズ (最小 / 推奨): 512 バイト / 512 バイト
ディスクラベルのタイプ: dos
ディスク識別子: 0xc236f75e

デバイス 起動 開始位置 最後から セクタ サイズ Id タイプ
/dev/sdc1 8192 2744319 2736128 1.3G 83 Linux

コマンド (m でヘルプ): d
パーティション 1 を選択
パーティション 1 を削除しました。

コマンド (m でヘルプ): n
パーティションタイプ
 p 基本パーティション (0 プライマリ, 0 拡張, 4 空き)
 e 拡張領域 (論理パーティションが入ります)
選択 (既定値 p): p
最初のセクタ (2048-61069311, 既定値 2048): 2048
最終セクタ, +セクタ番号 または +サイズ{K,M,G,T,P} (2048-61069311, 既定値 61069311): +8G

新しいパーティション 1 をタイプ Linux、サイズ 8 GiB で作成しました。

コマンド (m でヘルプ): w
パーティション情報が変更されました。
ioctl() を呼び出してパーティション情報を再読み込みします。
ディスクを同期しています。

#

⑦リサイズしたファイルシステムを書き込む

# disk.img of=/dev/sdc1 bs=64M
128+0 レコード入力
128+0 レコード出力
8589934592 bytes (8.6 GB, 8.0 GiB) copied, 549.08 s, 15.6 MB/s
#

⑧起動確認

U-Boot SPL 2021.04-armbian (May 06 2021 - 17:50:40 +0000)
DRAM: 512 MiB
Trying to boot from MMC1
・
・
・
Starting kernel ...

Loading, please wait...
Starting version 241
Begin: Loading essential drivers ... done.
Begin: Running /scripts/init-premount ... done.
Begin: Mounting root file system ... Begin: Running /scripts/local-top ... done.
Begin: Running /scripts/local-premount ... Scanning for Btrfs filesystems
done.
Begin: Will now check root file system ... fsck from util-linux 2.33.1
[/sbin/fsck.ext4 (1) -- /dev/mmcblk0p1] fsck.ext4 -a -C0 /dev/mmcblk0p1
/dev/mmcblk0p1: clean, 46546/762880 files, 611829/2097152 blocks
done.
done.
Begin: Running /scripts/local-bottom ... done.
Begin: Running /scripts/init-bottom ... done.

Welcome to Armbian 21.08.1 Buster!
・
・
・
[ OK ] Started Authorization Manager.
[FAILED] Failed to start LSB: DHCP server.
See 'systemctl status isc-dhcp-server.service' for details.
[ OK ] Started LSB: RPi-Monitor daemon.
[ OK ] Reached target Multi-User System.
[ OK ] Reached target Graphical Interface.
 Starting Update UTMP about System Runlevel Changes...
[ OK ] Started Update UTMP about System Runlevel Changes.

Armbian 21.08.1 Buster ttyS0

nanopi login:

（※）ネットワークに接続していないのでDHCPがエラーとなっている

復旧

結果，新しいＯＳバージョンで運用したかったので手段１で復旧させている

バックアップ用に手段２のmicroSDは保管

中波の受信が難なのを調査するため同調コイルに問題がないか確認する

先ずNanoVNAで同調周波数を測定すると，少し下がったがＬＣ値から計算した通りで上の周波数は1600kHz位

ダイヤルに1600kHzを記入

下の周波数はNanoVNAの計測が１MHz～なので不明だが500kHz位のはず

ダイヤルに計測の下限の1000kHzと500kHzを記入

次に動作も確認してみようと最初はダイオードラジオでも作ろうと思ったが，折角なのでパーツを流用したラジオキットの中波のみブレッドボードで組んでみた

添付の回路図から中波とＡＭＰの部分だけで構成する（赤枠内）

ＶＲは付けず10kΩの抵抗にしている

室内でバーアンテナだけでは受信できなかったので外部アンテナを繋いでＮＨＫと南海放送の受信を確認

受信周波数は目盛り通りだったので同調コイルは問題なかった

同調コイルは今後も何かと使えるだろう

参考までに

Amazonで購入した「DIY のポータブル AM FM ラジオキット 76-108MHZ 525-1605KHZ」の説明書は中国語で記載されている

雰囲気は判るが流石に理解するレベルでは読めない（回路図は別）

前には書いたが，このような場合に便利なのがGoogleレンズで結構使える

翻訳されたテキストのファイル（ＵＴＦ）（ＳＪＩＳ）