2014/09/20 PSoC Fest PSoC Powered Human Powered Airplane

1. PSoC Powered Human Powered Airplane
PSoC Fest@SwitchScience
Hiraku TOIDA
(Team ‘F’ / Active Gals Family)

2. PSoCと私
PSoC 5
PSoC 3
PSoC 5LP
PSoC 1
(PIC16)
2004 2005 2011 2012
2010 2013 2014
PSoCマイコンデザインコンテスト
プロトン磁力計の製作・グランプリ受賞
MIPS
84
33
5
4
(PSoC 7?)
200?
距離競技用人力飛行機速度競技用人力飛行機
CAMUIロケット
鳥人間コンテスト用滑空機
Open Skyプロジェクト
100
2006 2007 2008 2009 2015

3. Team’F’ 記録飛行（FAI速度日本記録）

4. 今日のおはなし
人力飛行機と電子工作
人力飛行機用計測器
• センサ
• ディスプレイ
• ハードウエア
• ファームウエア
• PCソフトウエア
運用例
まとめ

5. 人力飛行機と電子工作
サーボモータによる操舵
飛行データ
収集
表示

6. 人力飛行機のセンサ

7. 人力飛行機のパイロット用ディスプレイ
MVA-TFT液晶
CapSenseボタン
GPS
microSD
USB
PSoC 5LP
加速度・ジャイロ地磁気
ステータスバー
対気速度
ペダル回転数
対地高度

8. カラーLCD制御| マイコン的アプローチ
RAM
(>300 Kbyte)
制御ピン
CPU
D0…15
PSoC 5LP 320 x 480, 16bitカラー
CPU: Cortex-M3 80MHz
RAM: 64 Kbyte
1. 制御ピンセット
2. 色情報セット
3. 制御ピンリセット
1画素描画

9. カラーLCD制御| PSoC的アプローチ
8ビットピクセルデータ
文字色
(16bit)
SPIモジュール
背景色
(16bit)
クロック
0xAA
01010101
1. データを投げる
（DMAも使用可）
D0…15
制御ピン
320 x 480, 16bitカラー
8画素描画
データ

10. カラーLCD制御| PSoC的実装
下位8ビット上位8ビット
SPIデータで選択
SPIクロックでWriteピン制御

11. 人力飛行機用計測器| HPA_Navi II
表面裏面
XBee
GPS
気圧加速度・ジャイロ
LED
XBee
microSD
地磁気
PSoC 5LP
電源
80 x 80 mm, 32 g

12. HPA_Navi II | ハードウエア
PSoC 5LP
CY8C5868AXI-LP035
5V系センサ入力
(8ch)
アナログセンサ入力
(8ch)
microSD
USB
サーボ出力PWM
(8ch)
3.3V系センサ入力
(8ch)
6軸センサ
（加速度・ジャイロ）
地磁気センサ
気圧センサ
GPS
XBee
(2ch)
電源入力: 1.7V~5.5V/2ch自動切り替え・電源出力: 3.3V 800mA/5V 800mA
オンボードセンサ外部センサ

13. HPA_Navi II | モジュール（5V系）
UART
（超音波距離計）
レシプロカルカウンタ
（プロペラ回転数計）
レシプロカルカウンタ
（クランク回転数計）
直接計数カウンタ
（対気速度計）

14. HPA_Navi II | モジュール（アナログ系）
End of Conversion + Look Up Table + DMA
自動入力切替・自動データ転送
8chアナログ入力
操縦桿+ ピトー管
入力選択
データ転送DMA群

15. HPA_Navi II | モジュール（SPIセンサ系）
6軸センサ受信
地磁気センサ受信
気圧センサ受信
6軸センサ送信
地磁気センサ送信
気圧センサ送信
センサ選択
センサ選択+ DMA開始指示の後は自動でデータ取得

16. HPA_Navi II | ファームウエア
FreeRTOS
外部センサ入力
(25Hz)
オンボードセンサ
(100Hz)
GPS
(5Hz)
microSD
USB
XBee
サーボ制御PWM
データハブ
電源監視
(1Hz)

17. HPA_Navi II | PCソフトウエア
Chrome Apps
– Chrome Storeで配布
• 簡単なインストール
– Win, Mac, Linux, (Android)
• プラットフォーム非依存
– HTML5 + CSS3 + JavaScript + WebGL
• いわゆるwebアプリ

18. 運用例| 鳥人間コンテスト用滑空機
外部センサの構成変更
→モジュール・ファーム変更で対応

19. 運用例| OpenSkyプロジェクト
外部センサの構成変更
表示部のデザイン変更
→モジュール・ファーム変更で対応
+ジャンパ1本/抵抗2個追加