マイコン詭録記

AoE2の軍事施設の3Dプリント

名作RTSゲーム、Age of Empires IIに登場する建物をミニチュアサイズで再現しました。
上段が左から2cm角の「城」「町の中心」、下段が1.5cm角の「射手育成所」「戦士育成所」「騎兵育成所」となります。文明は暗黒TCRでおなじみのペルシャを始めとした中東系です。

もとのゲームデータにはレンダリングされた2Dスプライトしかなさそうだったため3Dモデルは自作しました。町の中心の詳細度が低いのは当初フルカラー石膏で窓等を再現しようと思ったためです。

プリントは海外の3DプリントサービスであるShapewaysに発注しました。素材は精度が±0.1-0.2mmのFrosted Detail Plastic (建物1つあたり500円強程度)なので、直径1.5mmの射手育成所のマトもこの精度で再現できました。

透明なので裏からLEDを当てれば光ります。

おまけの「帝王の時代」ストラップ@Steel(Matte Gold)。

Hecto-tecH

プレイ

GAME^3展示作品．
2つの画面を行き来してゴールを目指すパズルゲームです．

当日は「物理的に二画面を行き来する」ためにMacBook2台をLANケーブルでつないで展示しました．機会があれば簡単な仕組みを発表なり何なりします．
Web版では2画面を1つのPCで処理するので重いかもしれないです．

AVRで簡易リモコン

ここしばらくベタな電子工作を全くしていなかったのと，朝おふとんから抜け出さずにエアコンを付けたかったので作ったリモコンです．

富士通「ASE223K」で動作を確認しています．

マイコンはATtiny13Aを使用しており，電源投入時に「エアコンON」，その1秒後に「エアコンOFF」を送信します(スイッチちょっと押しでON，長押しでOFF)．

スイッチは電源スイッチになっているので非使用時は消費電流ゼロです．

信号の解析はこちらを参考にさせていただきました．

信号はAEHAフォーマットでした．

ちなみに以下のソースではON信号に「暖房，30度，強風」が入っているので(ONのみの信号が分からなかった)，夏に使うと死にます．

電源は単4*3本で，電池ボックスが秋月のD基板とぴったりでした．
部品は秋月で揃うものばかりなので結構簡単に作れると思います．

ソース: remote.c

クロックは内蔵9.6MHz(分周なし)です．

Quine Quartet

某サークルの新歓展示で展示した作品です．

概要

「Quine Quartet」は4つのマイコン(ATtiny2313)をもち，それぞれはメモリ書き込み用のSPIで環状に接続されています．

それぞれのマイコンには「自身と同じプログラムを隣のマイコンに書き込む」が書かれており，トリガー(最初の1つは基板の裏にあるスイッチで発生させる)が入力されるとそのプログラムを実行します．

書き込み後は書き込まれたマイコンに対してトリガーを送信するので，4つのマイコンが順番に書き込みを続けていきます．

RESETピン，MOSIピンと書き込み元のマイコンにLEDがついているので書き込みの様子はLEDで確認できます．

プログラム

プログラムは，マイコンの場合は自身のメモリを読むことが容易にできるので簡単にできるはずですが，Quine本来の「自身を読み込んではいけない」という規則に則って「実際に動作させるプログラム」と「書き込むためのプログラムのデータ」の両方を持っています．

プログラムは以下の手順で(C言語で)作成しました．

プログラムが「セパレータ(0xFFFF)を1つだけ含むデータ」をプログラムメモリ内に持つと仮定する．
「データをセパレータで分割し，『前半を2回，セパレータ，後半を2回』の順番に接続されたマイコンに書き込む」プログラムを普通に書く．
2.をコンパイルし，バイナリデータを1.のデータに代入した後再度コンパイルする．

0xFFFFはAVRの命令としては存在しないはずなので使用しました．書きやすかったのでこういう方式をとったのですが，データの前半部分と後半部分の長さが分かっていればそちらのほうが安全です(プログラム中で「0xFFFF」のデータを使用できないので)．

結果として，コンパイルされたデータには

プログラム(前半)，プログラム(前半)，セパレータ，プログラム(後半)，プログラム(後半)

が順番に書かれています(このうち真ん中の3つはデータとして入っています)．両端のプログラム部分が真ん中の3つを使って接続されているマイコンに書き込みます．
容量は1.6KBくらいでした．

基板

基板はElecrowの「2 Layer 5 * 5cm Max - 5/10pcs(Color Free)」で発注しました．基板本体は$9.90で配送量が$3.72，合計で$13.62(当時レートで1451円)でした．
5枚で注文したのですが10枚届きました．

注文したのは3月6日，届いたのは3月16日〜19日(定かでない)でした．
安いのに綺麗にできているのでいい感じです．
(というか残り9枚の使い道がないので欲しい人がいたらあげます)

回路図

ソースコード
(avr-gcc 4.6.2以外では動かない可能性大です)
quine_main.c

hexファイル
(上のをコンパイルしたものです．ATtiny2313の出荷時のヒューズビットで動作するようになっています)
quine_main.hex

LEDキュース

Maker Faire Tokyo 2013で展示した作品です．詳しくは動画をご覧ください．
「LEDキューブ」に対するジョークとして作ったのにもかかわらず殆ど気づいてもらえず……

テックスペース

テックスペース

某所で展示したゲームです。
ゲームパッドでのプレイを想定しているため、操作が複雑です。ご了承ください。

Flash Player 11以上が必要です。
また、古いGPUを搭載してるまたはGPUを搭載していないPCでは動作しない可能性があります。

74ロジックICで電子オルゴール

某所で発表した、74ロジックICを使用した電子オルゴールです。もちろんマイコンは使用していません。

回路はメロディの情報を保存するダイオードマトリクス部とその他の2段で構成されています。

ダイオードマトリクスは某工大祭の公式キャラクターであるテックちゃんっぽくなっています。かわいい。

回路図
発表原稿

AVRISP mkII改造

Atmel社純正のAVRライタ、AVRISP mkIIが強度的に問題がありそうだったので改造しました。

アクリル板(t2)のケースは某所のレーザ加工機で作成。Atmel社へのせめてもの贖罪としてでかでかとAVRの宣伝をしています。

裏にはmega8系のピン配置が記載されています。これはレーザで彫りを入れた箇所を水性ペンで塗り、アルコールを含ませたティッシュで拭き取っています。

更に電源も改造し、純正ライタ特有の問題である「電源を別に用意する必要がある」問題を解決しました。具体的にはライタ内部から+5Vを取り出し、簡素な保護回路とスイッチを通してライタ側のVccに接続しています。

簡略化HIDaspx

諸事情でHIDaspxを量産しました。
回路はチップ部品の関係より、原典から部品を省いたり定数を変更したりしています。
外装は100円ショップの良い感じの半透明の下敷きを使用しています。

回路図

配線図

Eagleファイル(zip)
※太さ0のwireをベタGNDの侵入防止に使用しています。万が一このデータを使用する場合は適当に削除してください。

AVRによるVGA信号出力機

Maker Faire Tokyo 2012に出展したゲームのようなもの。

工大祭(東工大の文化祭的なもの)にオシロスコープでゲームをするTan'iTechを展示した後、「やっぱりカラーのゲームがやりたい」という短絡的な理由でVGAディスプレイを使用したゲーム機の制作に着手しました。

外観は某大学の図書館っぽくしました。外側のアクリル部分はレーザー加工機で、内部の基板3枚は基板加工機で作成しました。

回路図(1枚目のみ)

回路は3枚の三角形の基板を縦に結合して成り立っており、ピンヘッダ(電源・信号)とボルト(GND)で接続されています。(2枚目は当初8つのAVRで3Dゲームを作ろうとした際の名残り)

マイコンはAVRを4つ使用し、

・mega64A(VGA信号出力、マスター)

・mega64A(VGA信号出力、スレーブ)

・mega328p(ゲーム処理)

・tiny2313(効果音再生)

で処理を分担させています。

mega64Aは

・mega328pからスプライトの位置を受け取り、メモリに書き込む

・メモリのアドレスを動かしてVGA信号を出力する

の2つの動作を交互に行わせることで、描画の高速化をはかっています。

また、マスターはVGAの同期信号を(常に)出力し、スレーブはマスターの同期信号に合わせてRGBの信号を出力します。

また、クロック信号は全体で20MHzとしています。これにより、1ピクセルあたり2クロック(アドレスのインクリメントとアドレスの出力でそれぞれ1クロック)で出力することで、VGAの最低解像度640x480pxの設定で水平方向の解像度を512pxで出力することができます。

性能は以下の通りです。

•解像度:640x480px

•VGA垂直周波数:60Hz

•画面解像度(VRAM):256x192px

•フレームレート:12くらい

•色調:8bit(赤2bit、緑3bit、青3bit)

回路は

http://www.lucidscience.com/pro-vga%20video%20generator-1.aspx

を参考にしました。

実際に展示した感想は、

・技術ネタはウケがあんまりよくない

・内容が内容だけに、単に自作ゲームを展示してるようにしか見えない

・それ目当てで寄ってくるちびっ子には面白さがいまいち伝わらない(ゲーム部分をあまり丁寧に作っていなかったため)

があり、色んな意味で経験になりました。