アイガモロボットの充電システムをつくる

現状案

ニッケル水素バッテリー 6セル7.2Vを2直列で14.4Vとし降圧して12Vで使う

バッテリーはニッケル水素 6セル 7.4V 2200mAhで1個2200円、2個で4400円。

充電器はTENERGYのニッケル水素/ニッカド用充電器

 

価格は2700円

https://www.robotshop.com/jp/ja/nimh-nicd-smart-charger-1025.html

 電圧は6-12V(5-10 セル)NiMH/NiCd 電池パックに対応

容量は1000mAh - 5000mAhに対応

 

課題は充電方法

2直列だと充電器1個で切り替える→夜に充電するので切り替えは面倒だ

充電時は2並列にして同時に充電する→バッテリーパックのアンバランスが不安

2個の充電器を使う→価格が高くなる

 

現状案の配線図(2個の充電器を使う案)

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あらためてバッテリーに求められることを考えてみよう。

 

容量がそこそこ大きいこと

モーターの定格240mAで10時間駆動させるとすると、12Vで2400mAh必要

これは使ってみないとわからない

 

サイズがケースより小さいこと

現状案は単三電池ケース(6本)を2セット使っている

スペース的には横幅90mm、奥行き50mm、高さ30mmぐらい。

もう少し大きいスペースもらえるかも。

 

定格電圧に近いこと

モーターの定格電圧12V以下であること

14.4Vでは降圧回路が必要になる

12V以下だと昇圧回路が必要になる

 

出力電流が大きいこと

モーターの定格電流0.12A x 2 の0.24A(240mA)を安定して流せること

6セル7.2Vの2200mAhバッテリーの場合、

標準放電電流が1Cつまり2200mAなので十分余裕がある

 

安全性が高いこと

リチウムイオンバッテリーは展示会場で持ち込み制限がある

ニッケル水素バッテリーはリチウムイオンに比べたら安全

 

安いこと 

ニッケル水素は12本で3000円ぐらいで買える

目標価格は1台あたり3000円ぐらい

 

変更案その1

10セル、12Vのニッケル水素電池パックを使う。

充電器もTENERGYで対応している。

容量は2200mAhで足りそう。

 

温度センサなしで3760円

温度センサ付きで4240円

充電器はTENGRYのもので2700円。

バッテリーと充電器の合計で 7000円ぐらい。

 

変更案その2 電動工具のバッテリー

ニッケル水素の10セル12V品は電動工具のバッテリーとしても使われる

近年はリチウムイオンバッテリーに押されているけど汎用品なので価格は安い。

互換品だが10セル12Vの3000mAhが2400円で買える。

 充電器は互換品で3900円ぐらい。 

ちょっと高い。

案2の課題

バッテリーと充電器の合計で7300円となり、案1よりも高くなってしまう。

バッテリー部分から首が長く伸びているので、ケースに収まりにくい。

そして充電器は地上に起きたいので、配線がやりにくい。

 

結論は案1で進める

現状のニッケル水素6本パックを2直列14.4Vで使う案に対して、10本パック12Vを1個使う案と、 電動工具用の12Vバッテリーを使う案を検討した。形状と価格と配線自由度から10本パックを使う案で進めることにした。

 

今後の予定

太陽呼応充電する場合は12V鉛バッテリーとAC100Vインバータで対応できる。

非接触充電方式のバッテリーシステムは別途検討する。

 

これまでの経緯メモ

モーターは7.2V品からより安い12V品に変更した

バッテリーはニッケル水素7.2Vの2並列を12Vに昇圧してモーターを駆動させた

しかし昇圧回路を通すと電圧が下がってしまってモーターが回らない

7.2Vを2直列にして14.4Vにしてから、降圧回路で12Vにしたらモーター動いた

 

使うモーター

 

 

ナチュみ~る君の太陽光システムをつくる その2

この記事のつづきです。

今回は太陽光パネル、鉛バッテリー、充電コントローラーを接続します。

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太陽光パネルと充電コントローラをつなぐ準備をしよう

手元に部品がそろったら、さっそく配線にとりかかろう。今回の太陽光パネルから伸びるケーブルにはMC4コネクタという、密封防水防塵設計で紫外線に強いコネクタがついている。MC4は太陽光システムでは標準的に使われているコネクタで、10セット1000円ぐらいで購入できる。 

ケーブルは太陽電池発電設備用低圧ケーブルいわゆるH-CVケーブルを使うのがいいだろう。黒と白の2色あるので、高電位側と低電位側で使い分けて見分けることができる。直流システムでは逆接続をしないようにデザインすることが大切だ。

今回の100W太陽光パネルと一緒によく購入されているケーブルの太さは3.5sqなので、きっと3.5sqがよいだろう。

sqとはケーブルの太さの単位で、数字が大きいほど大きな電流を流すことができる。細いケーブルに大きな電流を流すと発熱して燃えてしまう。今回のパネルは電圧が17.8V、電流が5.62A、最大出力が100Wである。3.5sqのH-CVケーブルの許容電流は44Aなので、今回のシステムでは十分な太さである。

コネクタとケーブルをつなぐことを圧着という。MC4コネクタの接続のやり方は、ヨホコ研究所のブログが、写真が豊富で分かりやすい。*1

これで太陽光パネルと充電コントローラーを接続することができる。今回は許容電流を調べて手持ちのケーブルを使った。あとでちゃんとしたケーブルに取り替えよう。

 

鉛バッテリーと充電コントローラーをつなぐ準備をしよう

次は充電コントローラーと鉛バッテリーを接続しよう。12Vの鉛バッテリーは端子がむき出しでケーブルを接続しにくいので、ターミナルを使うといい。 鉛バッテリーの端子は小さいB型と大きなD型の2種類ある。ターミナルは鉛バッテリーの種類に合わせて選ぼう。今回は小さいバッテリーなのでB型を使う。

また8φというのはターミナルの蝶ネジのところの大きさである。このサイズに合わせて端子を選ぼう。端子の形は、ドーナツ状になっている丸型と、Uの字になっているクワ型の2種類ある。エーモン工業のWEBサイトによると、電源のプラス側は丸型端子、マイナス側はクワ型端子にすることが多いらしい。ルールを作って分けておくと、プラスとマイナスを間違えにくい。直流システムでは逆接続をしないようにデザインすることが大切だ。*2

この端子は2sqまでの太さのケーブルに対応している。太陽光パネルと充電コントローラーを接続するケーブルは3.5sqを選んだので、この端子には合わない。そこで鉛バッテリーと充電コントローラをつなぐ、新しいケーブルも用意しよう。 このケーブルも端子と一緒に購入されているオススメのケーブルを買えば間違いないだろう。2sqのケーブルは12V200Wまで対応しているので、今回のシステムでも十分な太さである。色は3種類あるので、赤はプラス側のケーブル、黒はマイナス側のケーブルにしよう。直流システムでは逆接続をしないようにデザインすることが大切だ。

鉛バッテリーの端子がむき出しだと、工具を落としてしまった時など、プラスとマイナスがショートしてしまうので、プラス側に赤いカバーもつけておくといい。

これで鉛バッテリーと充電コントローラーを接続することができる。今回は許容電流を調べて手持ちのケーブルを使った。あとでちゃんとしたケーブルに取り替えよう。

エーモン バッテリーターミナル 8φ B656

エーモン バッテリーターミナル 8φ B656

 
エーモン 丸型端子セット 穴径8φ 4セット E330

エーモン 丸型端子セット 穴径8φ 4セット E330

 
エーモン クワ型端子セット 穴径8φ 4セット E331

エーモン クワ型端子セット 穴径8φ 4セット E331

  
エーモン 配線コード AV2.00sq 5m 黒 1179

エーモン 配線コード AV2.00sq 5m 黒 1179

 
エーモン 配線コード  AV2.00sq 5m 赤 1178

エーモン 配線コード AV2.00sq 5m 赤 1178

 
エーモン ターミナルカバー B656・B657用 1676

エーモン ターミナルカバー B656・B657用 1676

 

 

接続してみよう

準備ができたら充電コントローラーの表示通りに、太陽光パネルと鉛バッテリーと充電コントローラーを接続しよう。配線のプラスとマイナスをよく確認して、ケーブルの素線を充電コントローラーにしっかりネジ止めしよう。鉛バッテリーの残量が十分にあれば、画面になにか表示されるはずだ。そしてUSBコネクタに充電ケーブルをさして、自分のスマートフォンが充電されるか試してみよう。

今回は古いiPhone4とRaspberryPiをつないでみた。2個の機器を接続しても問題なく充電された。そして太陽光パネルにランプや太陽の光を当ててみると表示が変わるはずだ。これで配線は完了した。次はきちんと充電されるかテストしてみよう。

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 まとめ

太陽光パネルと鉛バッテリーと充電コントローラーを接続するだけでずいぶんと長くなってしまった。ポイントはケーブルの太さを確認すること、プラスとマイナスを間違えないようにデザインすることである。Amzonのページに詳しく書いてある仕様や、他にオススメする商品、そして口コミが役に立つだろう。わからない言葉はGoogle先生に聞いてみよう。

 

QRコードをつくる

背景

ビットコインを始めとする仮想通貨(暗号通貨)を安全に保管するのは難しい。取引所に預けておいても、ハッキングされて盗まれてしまう。自分のコンピュータに保管しても、クラッシュすると取り出せなくなる。USBタイプのような小型の記憶装置に保管しても、数十年の長期保存は不安がある。もしかしたらそのコールドウォレットはハッキングされているかもしれない。

ペーパーウォレットとして、暗号鍵を示すQRコードを紙に印刷して、金庫に保管するのはどうだろう。オフラインだからハッキングの心配はないし、紙はクラッシュしない。きちんとした紙とインクを選べば、メモリが揮発する心配も少ない。ウイルスが仕掛けられていることもない。軽くて小さいので地震津波の時にすぐに持ち出して逃げる事ができる。

しかし紙のQRコードにも問題はある。燃えてしまうし、濡れてインクがにじむと読めなくなってしまう。そして最も心配なのは、何も知らない家族がゴミだと思って捨ててしまう事だ。

「ママ、あの紙どこにやったの?」

「あの紙って何よ。ゴミなら捨てたわよ、片付けしなさいって言ってたのに全然やらないから、、」

火や水に強く、家族にゴミだと間違われないペーパーウォレットとして強いQRコードを自分でつくろう。自分でつくって秘密の場所に保管しておけばきっと安心だ。

QRコードを作る

まずは自分のウォレットの暗号鍵を紙に印刷する。

そして板にQRコードを書き写す。 

 ちゃんと読み込めるかテストしてみる。

白と黒の 1cm角のタイルを購入する。

 タイルを並べる。

 並べたタイルを大きなタイルに貼り付ける。

おもりを載せて硬化するまで待つ。

完成を楽しむ。

崩壊する。

 現代アートとして開き直る。

 こどものおもちゃになる。

まとめ

白と黒のタイルを並べてQRコードを作ってみたら、あっさり崩壊したので、この方法はおすすめしません。次はタイルではなく石で挑戦したいと思います。なお、このQRコードは当ブログのアドレスです。読み込んでもビットコインは出てきません。 

 

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http://www.jrc.or.jp/contribute/support/#tabMenu2

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eunoi11

ナチュみ~る君の太陽光システムをつくる その1

作ろうと思ったきっかけ

堆肥をうまく育てるには温度管理が重要だ。堆肥の温度が上がりすぎると、暑いところが苦手な微生物は死んでしまう。そこで温度が上がってきたら、堆肥をかき混ぜ空気を入れて、温度を下げる必要がある。堆肥の温度をタイムリーに知れたら便利だ。

現代人は忙しいのでマグボットに温度測定を手伝ってもらおう。ナチュみ~る君は堆肥の温度を測定して、LINEに通知してくれる便利なマグボットの仲間である。しかしバッテリーが2日半しか持たないので、平日にバッテリー交換をしないといけない。堆肥を育てている公園にはコンセントは無いのである。しかし日当たりはいいので太陽エネルギーは十分にある。太陽光発電システムを作って、ナチュみ~る君を連続稼動させよう。

必要な電力を見積もってみよう

今使っているモバイルバッテリーの容量は20100mAhである。電圧を3.7Vとすると74Whの電力量になる。2.5日(60時間)で74Whが失くなるということは、1日あたりの消費電力量は約30Wh/dayである。

これはつまり消費電力は1.2Wぐらいということである。Raspberry Pi Zeroの消費電力が約0.4Wとの情報があるので、周辺デバイスも含めて、1.2Wの消費電力というのはまあ妥当なところだろう。*1

 さて、ナチュみ~る君はこれから2台に増える予定である。今は関西出身のナチュみ~る君が現場にいる。博多出身のナチュみ~る君も準備ができたら現場入りする。そこで2人分のエネルギー60Wh/dayが必要になる。

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では、太陽エネルギーは地上にどれぐらい降り注いでいるのだろう。NEDOのデータベースによれば、東京平置きで平均2kWh/m2以上の日射量はありそうだ。電力変換システムの効率をざっと50%とすると、100Wのパネルで100Wh/dayの電力量を得ることができる。*2

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ちょうど手元にこの100Wのパネルが1枚余っているので、ソーラーパネルはこれを使おう。電気自動車に取り付けるつもりで購入したが、ボンネットにはめ込むには大きすぎた。 

平均して100Whの発電が見込めても、雨や曇りの日は発電量がほぼ0Whの日もある。そんな日でもナチュみ~る君が止まらないように、バッテリーにエネルギーを蓄えておこう。

モバイルバッテリーは、給電が途切れると瞬間的に放電が途切れてしまう。*3

一瞬でも電源が落ちるのは、ナチュみ~る君の頭脳にとっては都合が良くない。ここでは太陽光システムと相性の良いシンプルな鉛バッテリーを使うことにしよう。

ちょうど手元にある鉛バッテリーには40B19RMFと書いてあり、容量は28Ahである。電圧を12Vとすると336Whとなりモバイルバッテリーのおよそ10倍の容量がある。これで2台のナチュみ~る君が5日間ほど連続稼動できるはずだ。

 ソーラーパネルとバッテリーを直接接続しただけではうまく充電できない。充電を制御してあげるチャージコントローラーが必要である。充電コントローラーがあればソーラーパネルの電圧を調整してくれるし、バッテリーの過充電や過放電を防ぐことができる。

ちょうど手元にこの充電コントローラーもある。しかもUSB出力(5V2A)が2口ついているので、Raspberry Pi を搭載したナチュみ~る君2台の電源としてそのまま使える。

1日の平均発電量が100Wh、消費電力が60Wh 、電池容量が300Whという事は、毎日の給料が100万円、出費は60万円、貯金は300万円なので、なんとかやっていけそうな気がする。3日間連続で雨が降っても、5日間晴れたら貯金はだいたい回復するはずだ。

まずは100Wのパネルで生活を始めて、足りなくなったらパネルかバッテリーを増設しよう。

値段を見積もってみよう

ソーラーパネル 100W 2万円

鉛バッテリーMF40B19R 5000円

充電コントローラー 20A  2000円

合計 27000円

やっぱり太陽光パネルは値段が高い。けれど今後はもっと安くなっていくだろう。部品がそろったら次は配線してみよう。

つづきの記事はこちら

eunoi11

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*1:Rasberry Pi zeroの消費電力

*2:年間予想発電量の算出

http://www.jpea.gr.jp/pdf/011.pdf

*3:パナソニックのモバイルバッテリー搭載AC急速充電器はIoT機器のUPSとして使えるかも

kitto-yakudatsu.com

ポータブル太陽光システムをつくる

部品リスト

ソーラーパネル

DCDCコンバータ

USB電流電圧計

お好きなモバイルバッテリー

 

ソーラーパネル 20W 単結晶 太陽光パネル https://www.amazon.co.jp/dp/B00F4QBONC/ref=cm_sw_r_cp_api_uviuAb7YF9D6Y

 

DC 6.5-40V To 5V 2A USBチャージDC-DC降圧型変換器内蔵電圧計 https://www.amazon.co.jp/dp/B00IZ8DRTU/ref=cm_sw_r_cp_api_yxiuAbYHFE5ZH

 

ルートアール USB 簡易電圧・電流チェッカー 積算電流・通電時間計測 RT-USBVATM https://www.amazon.co.jp/dp/B00TU71C4M/ref=cm_sw_r_cp_api_JyiuAbPB8DG2C

 

常時出力する方法

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PPAP BOXをつくる / Maker Faire Tokyo 2017に出展する

English follows japanese

製作途中のPPAP BOXをMaker Faire Tokyo 2017に出展した。まだ人工知能らしいことは何もできていないけれど、このPPAP BOXを使って人工知能の未来について参加者と楽しい議論をすることができた。私がいったい何を展示したのか当日の会話を再現して説明する。

「これは何ですか?」

「これはペンとパイナップルとリンゴを認識する深層学習的人工知能機械です。」

「あ、だからPPAPなのね。あ、だから服もヒョウ柄なのね。」

「はい、そうです。まず、この白い球の中にリンゴを入れます。そしてこの蓋についたカメラで、中のリンゴを撮影します。また、この玉の下にある重量計でリンゴの重さを測ります。」

「ほほう。」

「まだ実装できていないのですが、匂いセンサと、温度センサと、距離センサでリンゴの香りや温度、そして大きさを測ります。そして測定したこれらのデータを、このラズベリーパイという小さいコンピュータに入力すると、白い球の中に入れたものが、リンゴなのかパイナップルなのかペンなのか判別できます。」

「はぁ。」

「お手本は後ろで展示しているキュウリコンピュータです。あれを見て、自分も人工知能を作ってみたくなりました。でも、真面目なキュウリの仕分けではなくて、面白いものを認識しようと思ってこれを作ってみました。」

「へぇ~」

「ただ、お手本とは違うポイントがあります。キュウリコンピュータではカメラを使っていますが、僕は5感を使ってモノを認識したいんです。例えば人工知能は猫を認識できると言いますが、猫の画像と本物の猫は違います。本物の猫はちょこちょこ動くし、にゃあにゃあ鳴くし、触ったらふさふさしてるし、持ったら重いし、冬は抱いたら暖かい。」

「うん、うん。」

「猫の見た目は猫の一部でしかないんです。だから僕は、目で見るだけでなく、鼻で匂いをかいで、耳で音を聞いて、手で持って大きさや重さを測って、できたら味を見て、そうやって5感でモノを認識するということを、人工知能に人間と同じようにやらせたいんです。だからたくさんのセンサを実装することを目指しています。」

「ほう、ほう。」

「それができれば、リンゴの写真と本物のリンゴを判別できます。それから、おもちゃのリンゴと本物のリンゴを判別できます。そして、リンゴとトマトも判別できます。5感でモノを認識する仕組みができれば、きっとリンゴとパイナップルとペン以外も認識できるようになります。」

「おお、おう。」

「この人工知能はまだ生まれたばかりです。来年のMakeでデモができるように、これからじっくり育てていきます。ぜひ来年に期待してください。」

「OK また来年見に来るよ」

 

Making PPAP BOX / Maker Faire Tokyo 2017 

I showed the PPAP BOX Mock up at the Maker Faire Tokyo 2017. Although I could not do anything that seemed to be artificial intelligence yet, But I was able to have fun discussions with participants about the future of artificial intelligence with this PPAP BOX. I explain what I showed on the day as the conversation.

"What is this?"

"This is a deep learning artificial intelligence machine that recognizes pen, pineapple and apple."

"Oh, so it's PPAP, so your clothes are leopard patterns."

"Yes, yes, I will put an apple in this white ball, It will shoot the apple with the camera attached to this lid, and the weight of the apple is mearsured with this TANITA Kitchen scale under this white ball."

"I see."

"We have not implemented yet, It will measure the scent with the odor sensor, and the temperature, and the size of apple with the distance sensor. And these measureed data input this small computer called Raspberry pie. Then you can determine whether the one put in the white ball is an apple, a pineapple, or a pen. "

"Oh, yes."

"The model is a cucumber computer that is exhibiting behind.I want to try making artificial intelligence by looking at it, but I am trying to recognize something interesting, not a serious cucumber sort. I tried to make this. "

"Wow. "

"However, there are points that are different from the model.Cucumber computers use cameras, but I want to recognize objects using many senses.It say that AI can recognize cats, but The cat picture and the real cat are different.The real cat moves slightly, it crows, it feel good caot when you touching, it is heavy, holding it in winter, it is warm. "

"Yeah, yeah."

"The appearance of a cat is only a part of a cat so I not only look it with my eyes but also smell it with my nose, listen to the sound with my ear, hold it with my hands and measure the size and weight I want to make artificial intelligence do the same thing as a human being, by recognizing things with many senses not only looking, so I aim to implement a lot of sensors. "

"How,"

"It will can distinguish apple pictures and real apples, then it can distinguish between toy apples and real apples, and it can also distinguish apples and tomatoes. I hopefully will be able to recognize anything other than apples, pineapple and pen. "

"Oh, oh."

"This PPAP BOX has just been born, so I will nurture it carefully so that it can be demonstrated at next year's Maker Faire, please expect it next year."

 "OK I will come to see you next year"

 

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PPAP BOXをつくる / モノを認識すること

English follows Japanese

Google人工知能は猫を認識できるらしい。2012年に話題になったテーマである。

2017年では適当に書いた猫の絵が、実写版の猫に変換できるようになった。猫画像をたくさん学習したニューラルネットワークは、何でも猫に見えるらしい。人工知能だって金槌しか持っていないと、すべてのものが釘に見えるのかもしれない。

Image-to-Image Demo - Affine Layer

でもこれらのニューラルネットワークは「猫」を認識しているのだろうか。いや、そうではなく、「猫の画像」を認識しているだけだ。(それだってとてもすごいことだ!)つまり外見から猫と猫以外を分けることはできる。しかし本物の猫はじっとしていないし、みゃあみゃあ鳴くし、持ち上げれば重いし、触れば毛がふさふさするし、匂いもあるし、手を当てると温かく感じる。画像の猫は本物の猫の一部である。

こども向けの絵本ではあるが、ヨシタシンスケさんが描いた「りんごかもしれない」という作品がある。台所にある「りんご」が実は「りんごに見えるなにか」かもしれないと想像していく大変愉快なお話である。でもこれはモノも認識することの本質をついているのかもしれない。自分の家の台所にあって、りんごの形をしていて、りんごの色をしていて、りんごぐらいの重さで、りんごと同じ手触りで、叩いたり振ったりしても変な音はしなくて、熱くもなく冷たくもなく、鼻を近づけるとかすかにりんごの香りがして、一口かじってりんごの味がしたら、きっとそれはりんごかもしれない。

りんごかもしれない

りんごかもしれない

 

 自分が作ろうと思っているのは、りんごとパイナップルとペンを見分ける機械だけど、五感でモノを認識する方法は、きっと何でも認識できるようになるに違いない。そうなったらいいなと思っている。

 

Making PPAP BOX / Recognizing 

Google's artificial neural network learned to detect cats. It is a theme that became a topic in 2012.

 

In 2017, it became possible to convert a picture of a cat appropriately written into a live-action version cat. The neural network which learned a lot of cat images seems to be able to see anything as a cat. Even if artificial intelligence has only a hammer, everything may look like a nail.

Image-to-Image Demo - Affine Layer

But are these neural networks recognizing "cats"? No, it is not, it only recognizes "cat images". (That's awesome thing to say!) That learned cats from only the outside. But real cats do not sit still, they are crowing, they are heavy if you lift them up, they touch the hair when you touch them, there are smells, and feeling warm when you touch your hands. An image cat is part of a real cat.

Although it is a children's picture book, there is a work called "It Might be an Apple" that Yoshitoshinsuke drew. It is a very pleasant story to imagine that "apples" in the kitchen may actually be "something that looks like apples". But this may be the essence of recognizing things as well.

It is in the kitchen, it is the shape of an apple, it is the color of an apple, it is the weight of an apple, with the same feel as an apple, even if I strike or shake it, it don't make a strange sound, it's not hot or it's not cold, as you approach the nose it smells a little faintly, when you taste a bite and it tastes of apple, it may be an apple

It Might be an Apple

It Might be an Apple

 

 What I'm going to make is a machine that know apple and pineapple and pen, but surely any way to recognize things with five senses will be able to be recognized by anything. I think that it would be nice to do so.

 

PPAP BOXをつくる / ラズベリーパイのセットアップ

English follows japanese

ラズベリーパイを購入してセットアップをしてみた。

用意したもの

・Raspberry Pi3 Model B 

Raspberry Pi用電源セット

・microSDHCカード 32GB  

HDMIケーブル

・USBキーボード

・USBマウス

・LANケーブル

・普段使っているノートPC

・普段使っていないテレビ 

amazonのリンクは本文の最後にある。

届いたものを開封する

ラズベリーパイが入っている小袋が可愛い。セーフティガイドとクイックスタートガイドが分厚いので驚くが、同じ内容が多言語で書かれているので情報量は少ない。 

SDカードをフォーマットする (PC作業)

論理サイズ調整を"ON"にしてフォーマットする。 

NOOBSをダウンロードしてSDカードにコピーする (PC作業)

ダウンロードしたフォルダーごとコピペすると動かなかった。解凍したフォルダの中身をコピペしたしたら動いた。 

ラズベリーパイの物理的コーディング

SDカードをラズベリーパイにさす。

HDMIケーブルでラズベリーパイとテレビをつなぐ。

USBマウスをラズベリーパイにつなぐ。

USBキーボードをラズベリーパイにつなぐ。

LANケーブルをラズベリーパイにつなぐ。

電源プラグをラズベリーパイにさす。 

電源ONにするとテレビに何か映るので喜ぶ。

Raspbianのインストール (ラズベリーパイ作業)

ラズビアンを選んでインストールする。ラズベリーパイでインターネットを見て喜ぶ。Googleが見れる!Yahooが見れる!google chromeに似ているchromiumというブラウザに興味を持って調べると、chromeの親であることに驚く。

その後はWifiBluetoothを設定してマウス、キーボードをワイヤレス化する。モニタもMiracastを利用してワイヤレス化できる。

まとめ

ラズベリーパイの誤接触やピン破損が怖いので専用のケースも買った。USBキーボドは近くのホームセンターで 800円で買うことができた。10キーや矢印キー、ファンクションキーが独立しているフルサイズのキーボードが1000円以下で買えるので驚いた。私はマウスやキーボードなど直接手に触れるモノは実物を触って買いたい。HDMIケーブルはamazonが安くて、メール便で届くので受取が楽だった。 ラズベリーパイ用のモニタ(1920x1080)を購入したが、小さすぎてセットアップには使いにくかった。あとでうまく使えたらいいなと思っている。

 

Making PPAP BOX / Set up Raspberry pi

I bought a raspberry pie and set up it.

What prepared

· Raspberry Pi3 Model B

· Power supply set for Raspberry Pi

· MicroSDHC card 32GB

· HDMI cable

· USB keyboard

· USB mouse

· LAN cable

· Laptops you usually use

· TV that you do not normally use

The link of amazon is at the end of the text.

Open the items 

The pouch containing the raspberry pie is cute. I am surprised that the safety guide and the quick start guide are thick, but since the same contents are written in multiple languages, the real information is small.

1st, Format the SD card (PC work)

Format the logical size adjustment "ON".

Download NOOBS and copy it to SD card (PC work)

Pi could not move by copied the folder I downloaded. the copied contents of the unzipped folder and it moved.

Physical coding of raspberry pie

Put the SD card in a raspberry pie.

Connect the raspberry pie and the TV with the HDMI cable.

Connect the USB mouse to the raspberry pie.

Connect the USB keyboard to the raspberry pie.

Connect LAN cable to raspberry pie.

Put the power plug in a raspberry pie.

When turning on the power, You will rejoice to be shown on the TV!

Installation of Raspbian (raspberry pie work)

Select the raspian and install it. First of all, I am glad to see the internet with raspberry pie. I can see Google! I can see Yahoo! Interested in browsers like chromium which resembles google chrome, I am surprised that they are parents of chrome.

After that, set Wifi and Bluetooth, make mouse and keyboard wireless. The monitor also uses Miracast to make it wireless.

Summary

Raspberry pie bought a case because it is scared of erroneous contact and pin breakage. I could buy the USB keyboard at the nearby home center for 800JPY. I was surprised because I can buy a full size keyboard with 10 keys, arrow keys, and function keys, which are independent, at 1000JPY or less. I want to buy things that directly touch the hand such as mouse and keyboard by touching the real thing. The HDMI cable in amazon is resonable, and it is easy to receive because it reaches by mail. I bought a monitor for raspberry pie (1920 x 1080), but it was too small to use for setup. I hope I can use it well later.

 

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Raspberry Pi用電源セット(5V 3.0A)?Pi3フル負荷検証済

Raspberry Pi用電源セット(5V 3.0A)?Pi3フル負荷検証済

 

 

 

 

 

 

PPAP BOXをつくる / Maker Faire Tokyo 2017 展示イメージ

English follows japanese

センサモジュールとラズパイとタブレットを置いて、ペンとパイナップルとリンゴをたくさん並べる。自分はヒョウ柄とサングラスも着るかもしれない。もちろんQRコードタイルも展示するつもりだ。 

来てくれた人にリンゴやパイナップルをボックスに放り込んでもらって、PPAP BOXがどう認識するか試してもらう。そして判定結果を音と画像で大げさに伝える。

これはリンゴです!

Exhibit image at Maker Faire Tokyo 2017

Put a sensor module, a razpai and a tablet.

We arrange a lot of pens, pineapple and apples.

I also wear leopard patterns and sunglasses.

QR code tiles will also be displayed.

 

Ask people who came to bring apple and pineapple into the box and ask them to try recognition.

Transfer judgment exaggeratedly with sound and image.

"This is Pen"

 

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PPAP BOXをつくる / パイナップルを買う

English follows Japanese

もしも、近所のスーパマーケットで牛乳や卵と並んで、「半田ごて」が売っていたら驚くだろう。もしかしたらそれはフィリップスが開発した新しい調理器具なのかもしれない。豆腐を美味しそうに焼くことができます!

とある道の駅の農作物販売所で、地元で採れた大根やネギなどの野菜に混じって、3つの大きなパイナップルが売られていた。二度見してしまったが、それはどこからどう見ても、まごうことなくパイナップルだった。日本の田舎にパイナップルという作物が存在するのなら、それはまさにパイナップルだった。

「このパイナップルは、ここで採れたのですか?」

「いや、取り寄せたものだよ。ここではパイナップルはできない」

道の駅で野菜やきのこと一緒に、誰がこんなパイナップルを買うのか疑問に思ったが、もう一度夕方に来たら、残りのパイナップルは1個となっていた。そして自分がこの最後のパイナップルを250円で買い取り、大きな大根と一緒に部屋に連れて帰った。

先週の後半に一生懸命書いた記事がちょっとしたミスで消えてしまったので、PPAP BOXをつくるやる気が少し落ち込んでいた。しかしMakeの神様はこのパイナップルを僕に送り、最後まで作れと言っているようだ。やれやれ。

このパイナップルはPPAP BOXが最初に認識する、記念すべきパイナップルになるだろう。パイナップルの賞味期限が来る前に、PPAP BOXを完成させることができたらいいなと思っている。

 

Making PPAP BOX / Buying Pinapple

If you find a "soldering iron" with milk and eggs in the neighborhood supermarket, you will be suprized. It might be a new cookware developed by Phillips, You can bake Tofu deliciously.

In a certain Michino-eki(rest area with parking), three large pineapples were sold, with locally grown radish, green onions and other vegetables. I saw it twice, but it was pineapple without doubt, no matter how many times I looked at. If there is a crop called pineapple in the countryside in Japan, that was exactly pineapple.

"Did you get this pineapple in this village?"

"No, I ordered it, I can not grow pineapple here."

I wondered who would buy such pineapple, with vegetables and mushrooms at the Michino-Eki, but when I came in the evening the remaining pineapple was one. Then I bought this last pineapple for 250 yen and brought back to the room with a big radish.

The article I wrote so hard last week has gone out with a few mistakes, so the motivation for PPAP BOX project was a bit depressed. But God of Make sends this pineapple to me and seems to say that it can be made until the end. Just great.

This pineapple will be the memorable 1st pineapple recognized by PPAP BOX. I hope I can complete the PPAP BOX before the expiration date of pineapple comes

eunoi11

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PPAP BOXをつくる / プログラミングをはじめる

「プログラムは思ったように動かない、書いたように動く」

むかしむかし10年以上も前に、高専出身の友人が私に教えてくれた言葉を今でも覚えている。春から夏に変わり、だんだんと蒸し暑くなってきた頃、エアコンの効いた涼しい部屋でパソコンの画面にポチポチと英語と数字の羅列を打ち込む授業があった。

簡単なコードを打ち込むだけの本当に基礎的な講座だったが、たった一文字でも間違うと先に進めない苦行だった。テレビゲームのスーパーマリオブラザーズに例えると、自分は何度も穴に落ち、敵にぶつかり、やみくもにBダッシュしてみたり、そもそもまともにジャンプができない状況だった。

「これはお約束で書く呪文です」と言われても、いったい何のための呪文なのか理解できず、気持ちが悪くて仕方がなかった。黒いスタート画面が、空と山が見える景色に変わり、リズミカルな音楽とともに、マリオが右に走り始めたところで、「ここでジャンプしてブロックを破壊してください」と先生が指示を出す。そんなブロックなんて、今はどうでもいいからとにかく先に進みたいのに、それは良くない事だと言われる。まずはキノコを取らないとあとで大変なことになりますから。 

周りの人々はさっさと課題を終わらせて教室を去っていくのに、自分は最初のステージすらクリアできなかった。先に進めないイライラから、適当にジャンプをしては敵にぶつかり、穴に落ちるということを延々と繰り返した。

隣に座っていた心優しい友人が、敵の倒し方や、穴の飛び越え方を教えてくれたが、それはまるで宿題をやらせようとする母親のようだった。自分の好きなようにやらせてくれ、もうほっといてくれと心の中では思っていた。 一刻も早く、ひとつも窓の無いエアコンのきいたこの無機質な部屋から出て、お外で遊びたい。

それ以来、自分はプログラミングというゲームがすっかり嫌になり、しばらく距離をおいていた。

ファミコン版のスーパーマリオブラザーズが世に出たのは1985年、それから30年が過ぎた2016年末に、iPhone版のスーパーマリオランがリリースされた。30年前はマリオを操作するのに、十字キーとAボタン、Bボタンの6種類のスイッチを押す必要があった。しかも驚いたことに両手で操作しなければならない。一方で2016年のマリオランでは画面を1か所をほんの少し触るだけでゲームを進めることができるようになった。もちろん片手の親指だけ、もしくはあなたが望む好きな指で遊ぶことができる。

今ならば1面の途中で挫折することなく、ゲームを進める事ができると思う。そういったわけで私はまたプログラミングに挑戦しようとしている。今回はクッパ城までたどり着き、ピーチ姫を助けられたらいいなと思っている。

 

 Making PPAP BOX / Get start programing 

"The program does not run as expected, it runs like it wrote"

Once upon a time, ten years ago, I remember this words. When it turned from spring to summer and it gradually became hot and humid, We entered the popup of English and numbers into the screen of the computer in the coled room.

It was a truly basic course just to type a simple code, but if I make a mistake in one letter, I can not proceed. It looks like Super Mario Brothers, I fell into the hole many times, hit the enemy, I could not jump straight in the first stage.

Even if teacher said "This is a spell written with promise", I could not understand what it was for, I was in a bad mood. The black start screen turns into a landscape with sky and mountain views, and Mario started running to the right with rhythmical music, the teacher instructs "Please jump here and destroy the block". I do not care about such a block.  I'd like to proceed anyway, but it is said to be wrong. First of all it will be a hard job if you do not take mushrooms.

Everyone succeed in clearing the first stage even though they finished the task quickly and left the classroom. From frustrated not to move forward, I jumped properly and hit the enemy and repeatedly ended falling in the hole.

A friendly gentle friend sitting next to me taught us how to defeat the enemy and how to jump over the hole, but it looked like a mother trying to do homework. I thought in my mind that I want to be alone. As soon as possible,I want to get out of an inorganic room without windows.

Since then, I've completely disliked the programming and kept a distance for a while.

The Nintendo version of Super Mario Brothers came into the world in 1985, and 30 years passed in 2016, the Super Mario Run was released for iPhone. Thirty years ago, in order to operate Mario, it was necessary to press the cross key, A and B button. And surprisingly I have to operate with both hands. Meanwhile in 2016 Mario Run, you can proceed with the game just a touch of one place. Of course you can play with one hand's thumb alone or with your favorite finger.

I think that now it is possible to advance the game without frustration beyond the 1st stage. That's why I am planning to challenge programming again. I hope to arrive at Kupa Castle and help Princess Peach.

 

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PPAP BOXをつくる / PythonとGithubのメモ

AnacondaをダウンロードしてPythonをインストールした。

「ゼロから作る Deep learning」1章のコードを打った

足し算と掛け算をして、グラフを書いた。

lenaさんの画像が出力できなかった。

 

Githubアカウントを作成して、チュートリアルを実施した。

リポジトリを作って、プランチを作って、コミットして

プルリクエストして、マージした。

 

megamouthさんのブログで使われている言葉の意味が少しだけ分かった。

葬列に並ぶことができたらいいなと思っている。

 

これからジャングルの奥地に木の枝と藁で飛行場を作る。

 

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Pythonの世界でまだ君に会えない。

 

 

PPAP BOXをつくる / ディープラーニングの学習

キュウリコンピュータの記事をお手本にPPAP BOXを作ろうと考えているが、もう少しディープラーニングを理解しておきたい。ペンとパイナップルとリンゴを判別するお馬鹿な機械を作ることが目的だが、テクノロジーを深く理解したほうがきっと楽しい。ディープラーニングブラックボックスと言われるけど、全くのブラックより灰色くらいまでは知っておきたい。

まずは評判の良いオライリーの「ゼロから作るDeep learning」を読むことにした。オライリーの本はMakeの会場で売っているのを見たけど、表紙が難しそうなので手を出したことはなかった。今回はPPAP BOXを作るために、覚悟を決めて購入した。

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

ゼロから作るDeep Learning ―Pythonで学ぶディープラーニングの理論と実装

 

恐る恐る開いてみたが、予想に反してとても読みやすく面白い。前半部分で最も興奮した内容は、パーセプトロンを使えば、重みと閾値を変えるだけで、AND、NAND、ORの論理回路を表現できるということだ。自分の学生時代にNANDゲートの組み合わせだけでコンピュータが作れるということを知ったときも大変驚いたが、今回は思わず声を上げてしまった。勉強って楽しい。

後半部分では誤差逆伝播法が丸と矢印を使った計算グラフでわかりやすく説明されている。もし数式だけだったら挫折していたかもしれない。りんごとみかんの値段を計算するなんて小学生以来だが、この方法はとても役に立つ。

重みの初期設定が重要であることもグラフから視覚的にイメージすることができた。ReLUでは「Heの初期値」がよく学習できるとあった。これは提案者のKaiming Heさんが由来なのだが、どうしてもヘリウムが思い浮かんでしまう。

畳み込みニューラルネットワークについてはkaekenさんの記事にアニメーションが載っていたので参考にさせてもらった。特徴量を抽出する 事はフィルターの重みを求めるということが分かった。

PPAP BOXでは画像データだけでなく、重量や音、温度や匂いなど出来る限り多くの情報を入力させたいので、これらのデータ構造をどう学習させるかが鍵になりそうだ。全て画像データのように処理するのもありかもしれない。床に圧力センサを4×4配置して画像と同じ0-255の値に変換するとか・・もしくは画像データを64×63として、1×64個のセンサ情報を付け足して64×64の画像として処理するか・・ペンとパイナップルとリンゴを識別するのに必要な解像度とセンサの数を考えて決めていこうと思う。カラーにすれば少ない解像度でも十分認識できそうな気がする。

人工知能は人間を超えるか」では自己符号化器(オートエンコーダ)が重要なトピックとして書かれていたが、「ゼロからつくるDeep learning」では触れられていなかった。調べてみると、ディープラーニングアルゴリズムが改良されたので、オートエンコーダを使って事前学習しなくても、十分な精度が出せるようになっているらしい。この業界が日進月歩であることを感じさせる。*1

この本の中で、理解につまずいてWEBで調べた事を下に示す。自分はプログラミングの経験が無いので基本的なところが引っかかってしまった。初心者はこんなところにひっかかるということを知ってもらえたらよい。

 

タプルの意味

要素が1つのタプルがシングル、要素が2つのタプルがダブル、要素が3つのタプルがトリプル・・・

 

Numpyのshapeとndim の違い

Shapeは、たて3cm、よこ4cm、高さ5cmだよって教えてくれる。ndimはたて、よこ、たかさの3次元あるよって教えてくれる。

 

ドット積

内積のこと A・Bの「・」が点、ドットだから dot product

 

Pythonでのreturnの意味

数字を入れ終わったということ。関数の戻り値を指定する、と言われても戻り値の意味が分からなかった。教えてgooに載っていた、花子の飴と太郎のチョコの例え話で理解することができた。戻り値(Return value)とReturnがつながった。

 

恒等関数

f(x) = x のこと。英語だとidentity function 。identityから恒等と訳されたのか、恒等という言葉は日本に昔からあったのか・・後で調べてみよう。

 

フォルダとディレクトリの違い

だいたい同じ、厳密には違う。ディレクトリという言葉に慣れていない。

 

Pythonでのバックスラッシュの意味

長い行を折り返す。本当は1行で書きたいが、横幅が広くなりすぎるとき、段を分けるために使う。

 

インスタンス変数

調べてもよく分からなかった。 きっとコードを打っていくうちにわかるだろう・・

 

確率的勾配降下法(stochastic gradient descent)の"stochastic"の意味

ギリシャ語の「ねらう」から来ているらしい。Probability と stochasticで調べたら痛風財団さんのコラムがヒットした。「痛風財団」という文字力に圧倒されて、はじめはネタサイトかと思ったが、厚生省の認可を受けた痛風研究に関する団体のようだ。まだProbability、stochastic, randomの違いがしっかりと理解できていないが、理事長通信がとても興味深かった。

第112号 深い学習、深い思考、深い理解 | 公益財団法人 痛風財団

 

Pythonはまだインストールしていないので、一旦最後まで読み終わったらコードを叩きながら復習していこうと思う。それにしても表紙の魚は何という種類だろうか。魚のうろこがニューラルネットワークに見えてくる。

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*1:人工知能は人間を超えるか」は2015年3月10日初版、「ゼロから作るDeep learning」は2016年9月28日初版。

PPAP BOXをつくる / やることリストを作る

あらかじめ電車やバスの時間を調べ、分刻みのスケジュールを作ってから旅に出るよりも、まずは行き先を決めて家を出発し、目的地の観光案内所や道の駅で情報を集めて、訪れる場所を決める旅が好きだ。その日の天気やイベントに合わせて柔軟に回る場所を決められるし、地元の人にオススメのスポットを聞くのは楽しい。声をかけて怪しまれることもあるけど・・

PPAP BOXづくりでもやるべき事を細かく決めてから始めるより、とにかく手を動かして臨機応変に進めていこうと思う。とはいっても、やみくもに部品を買ったけど、うまく接続できなくて、別のパーツを買い直すはめになったら、お金がもったいない。(そんなときは、いつか役に立つ日が来ると思って、間違えて買ってしまった部品を棚にそっとしまう。) 

まずはキュウリコンピュータの記事を参考にやることを書き出してみた。順番は前後するだろうし、やることはもっと増えるだろうが、とにかく始めてみようと思う。

PPAP BOXをつくるためにやること

1. ディープラーニングについてより深く学ぶ

「ゼロから作るDeep leaning」 を読む

 

2. 開発環境を整える

 Tensor Flow のインストール
 wxPythonのインストール
 Raspberry Piの開発ソフトインストール

 

3. ハードウェアを買う

 Raspberry Piの購入
センサ類の購入
その他必要部品の購入

 

4. 設計と製作

センサ類のセットアップ
学習用データをとる
ニューラルネットワークアルゴリズムを決める
データ量、計算量などから学習仕様をきめていく

 

5. デモの準備

やっていることを視覚的、感覚的に見た人が実感できるようにする

PPAP BOXづくりの旅が天気に恵まれて、よい地元の人に会えるといいなと思っている。

 

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PPAP BOXをつくる / 目標を決める

目標を決めて一歩づつ山に登るよりも、そのときの風や流れに合わせて波に乗っていくような進め方が好きだ。締め切りを決めるのは気が進まないけど、今回は完成時期を決めてPPAP BOXをつくってみようと思う。

毎年夏にMaker Faire Tokyo (MFTまたはMake)というイベントが開催されている。これは電子工作などが趣味の人たちのお祭りで、雰囲気はコミケ(同人誌の即売会)の理系版といった感じだ。テクノロジーが好きな人々が、自分で作ったプロダクトを見せ合って交流する。ものづくりに興味のある一般の人でも作品を見たり、ワークショップに参加することができる。

自分は過去に友人と出展したことがあり、とても良い思い出になっている。大変なこともあったけど・・今年のMaker Faireは8月上旬に開催されるので、今回製作するPPAP BOXをこのMakeでお披露目することを目標に、6ヶ月で製作しようと思う。出展者募集は4月上旬から5月上旬にかけて行われるので、その時期までにはある程度動くようにしておきたい。出展は基本的に無料だけど、運営側による審査があるので、応募の時に面白さをアピールできないと当選は難しい。なんとか頑張ってみようと思う。

お手本とするキュウリ判別コンピュータは2016年のMaker Faireに出展している。

波に乗るように山に登れたらいいなと思っている。いい風が吹きますように。

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