QMC5883Lは不安定？

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2024/05/08追記：やはり原因はQMC5883Lだった。他は全て同じコードで、I2Cで地磁気を読む部分のみセンサおよびコードをLSM9DS1に置き換えると、少なくとも12時間連続動作させても問題ないことを確認。安物、コピーでもよい用途と、ダメな用途があるという学びになった。
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GPSと方角ベースのナビを作るべくトライし続けているが、地磁気センサとのI2C通信が安定しないので、いつまで経っても先に進まない。
症状としては、起動後すぐは安定した速度で動作しているのだが、10分？60分？以上経過すると、徐々に地磁気センサからのX,Y,Z軸の磁気情報の読取が遅くなるというもの。

最初はプログラムのミスや外付け回路の不良を疑い、プログラムを書き換えたりI2Cのプルアップの値を変えたりして戦ってきたが、どの方法でも解消しない。

そもそもチップが悪いのではと考えて検索したところ、似たような症状の方を発見。
https://shinshu-makers.net/shinshu_makers/2019/10/02/%E3%80%90%E3%83%91%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC2019%E3%80%91qmc5883l%E4%B8%8D%E8%AA%BF%E3%81%A7lsm9ds1%E3%81%AB%E4%BA%A4%E6%8F%9B%EF%BC%9Cimu%E3%81%A7ok/

やはり格安チップではダメということか？
似たり寄ったりだが、aitendoで買ったHMC5883Lで再トライすることにする。

RP2040でR-2R DACを試してみる

I2Sの勉強をしていたら、R-2RというDACのことを知った。
せっかくなので、試しに作って遊んでみる。

参考文献はこちら→https://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/contents/course/mechatronics/anadigi.html

上記サイトの上のほうの回路図にあるように、正確な抵抗のセットが2n本と、n個のDOがあれば、n bitのアナログ出力が作れるということ。
今回はDO4つ＋R 3つ＋2R 5つで、4bitを作ってみる。
Rの値は電源とマイコンの電流入出力能力を超えない範囲で選べばよいが、今回はわかりやすく1kΩと2kΩで作ってみた。

お行儀はよくないがGP18をLOWにしてGND代わりとしている。
GP21-24がDOで、A0で結果を読み取っている。

結果は以下のようになった。
ガタガタしているのは、抵抗のバラつき起因と思われる。
オーディオ用途で拘って作る人々は、チップ抵抗で16bit, 24bitを作って、抵抗器をやすりで削って微調整しているらしい。
一度トライしてみたい。

今回作ったものの精度はともかく、こんな簡単な回路でアナログ出力ができるというのは本当に面白い。

オマケで、結果の取得に使ったThonnyのコード。
汚いけどそのまま貼ります。
整数0～15を2bitの01の0埋め文字列に変換する部分、もっといいやり方がある気がするけど動けばいいやの精神。

import time

LED = machine.Pin(25, machine.Pin.OUT) # GP25をLEDとして出力端子に設定
GND = machine.Pin(18, machine.Pin.OUT)
GND.off()
bits = [
    machine.Pin(24, machine.Pin.OUT)
    ,machine.Pin(23, machine.Pin.OUT)
    ,machine.Pin(22, machine.Pin.OUT)
    ,machine.Pin(21, machine.Pin.OUT)
]
VIN = machine.ADC(0)
conv = 3.3/65535
conv = 1

print("start")
print("----")

def v(order):
    print(order, end="")
    print(": ", end="")
    for i in range(4):
        if order[i] is "0":
            bits[i].off()
        else:
            bits[i].on()
    time.sleep_ms(10)
    print(VIN.read_u16()*conv)

for i in range(2**4):
    t = ("000" + str(bin(i)).replace("0b", ""))[-4:]
    v(t)  

トランジスタ2石とDO 1つでマイコンの電源自己保持

待機中のマイコンの消費電力を極限まで下げるため、トランジスタ2石とDOを1つ使い、電源に自己保持回路を加えることを考えてみる。

何か動作させるときは、モメンタリスイッチなどでワンショットの入力を受け付ける。マイコンが起動すると、電源用のDOをHIGHにして、電源をONにしつづける。

仕事が終わったら、電源用のDOをLOWにして、自己保持を解いて電流を消費しないようにする。

マイコンにもスリープモードがあるのでそちらで十分な時は無駄に部品が増えるだけだが、うまく作ればスリープモード以上の省電力化ができるのでは？

考えた回路がこちら。

2つのスイッチが、マイコンのDO相当。右端の100Ωがマイコンの電源部分。

この回路は、NPNのベース抵抗の反対側にHIGHが印加されると電源ONで、LOWもしくはハイインピーダンスだと電源OFFになる。

シミュレータは以下のサイトを利用。

http://www.falstad.com/circuit/

Import用のテキスト列。

$ 1 0.000005 10.20027730826997 50 5 43 5e-11

r 384 272 384 208 0 1200

s 208 256 272 256 0 1 false

v 144 336 144 160 0 0 40 3.7 0 0 0.5

r 464 160 464 336 0 100

w 320 160 368 160 0

w 208 160 320 160 0

w 144 336 208 336 0

w 400 160 464 160 0

w 384 336 464 336 0

t 352 288 384 288 0 1 -3.161620436472443 0.20923865338699582 100 default

t 384 208 384 160 1 -1 3.370856126826202 -0.32914051091822083 100 default

w 384 336 208 336 0

r 272 288 352 288 0 1200

w 208 160 208 256 0

w 256 192 320 192 0

w 144 160 208 160 0

w 384 336 384 304 0

s 208 288 272 288 0 1 false

w 272 256 272 288 0

w 208 288 208 336 0

o 0 64 0 4099 0.0000762939453125 0.00009765625 0 2 0 3

o 3 64 0 4099 0.0000762939453125 0.00009765625 1 2 3 3

38 0 F1 0 1 101 -1 Resistance