もう一度 Arduino (１) arduinoの基本とか

　私にとってアルディーノ（Arduino）とは、その総合開発環境（IDE）が重要でマイコンチップ（AVR）を作動させるためのプログラムファイル（hexファイル）を生成させるために欠くことのできないツールとして大変重宝に使っています。なにせこのhexファイルはプログラムライターで直接ＡＶＲに焼くだけで実行可能なのですから、、、、私の過去のブログにも「ＡＶＲ　と　Ａｒｄｕｉｎｏ　　（１）」などいくつかありますので右側にある ラベルの Arduino をクリックしてみてください。

　

　一方、Arduinoのハードウェアは今までそれほど興味がありませんでしたが、他の人に説明したりするときにスケッチを書いてコンパイルし、書き込みボタンを押せばパラパラとLEDが点滅して即座にボードが動き始める様子は、これはこれである意味ドラマティックです。

　ということでこの機会にもう一度 Arduino についてハードウェア中心に整理してみたいと思います。

最新版の８ビットAruduino  UNO

　Arduinoプロジェクトは2005年にイタリアで始まりました。

　Arduino はCPUにAtmel社のAVRを使った素人でも扱えるワンボードマイコンの一種で、スタンドアローンでの使い方はもちろんマイコンからも制御することができます。

　前述の総合開発環境（IDE）やハードウェア設計情報などが無料で公開されており、誰もが自らの手で組み立て可能であり、場合によっては完成品のみならずキットなども購入することができます。

　なによりも素晴らしいのは、Arduinoのとっかかり易さ故に世界中の人々が多くのアプリケーションを競って実験し、その結果をネット上にアップしていることです。このことによって情報がどんどん積み上がり、大きな共有知識となっているのだと思います。

　現在 Arduino の最新ヴァージョンは総合開発環境（IDE）が「1.0.6」、ハードウェア（８ビット）が「UNO」となっています。（写真）

　Arduino が対象としているAtmel社のAVR(チップを設計した　Alf Egil Bogen と Vegard Wollanの名前と、RISCに由来する）はRISCベースの8ビットマイクロコントローラ（制御用IC）の総称で1996年に開発されました。

　回路構成が簡単でCPU、メモリ（RAM、ROM）、I/O、データ記憶用のEEPROM、クロック発振回路、タイマーなどが1チップに収められており、書き込まれたプログラム（ISP -In-System Programming にも対応）により作動・制御します。

　ほとんどの命令を1クロックで実行するため、MHzあたりの計算量は1MIPSにも達し、現在でも実用上十分な速さだと思いますし、廉価であることも手伝って私も愛用しています。

　左写真はたまたま手元にあったＡＶＲファミリーです。いろいろ種類がありますが、基本的に使い方は同じです。

　上写真の Arduino UNO に使われているのは写真左上の ATMEGA328P です。

Arduino を語るには先ずブートローダーについて理解するのがいいと思います。

　通常ＡＶＲのようなマイクロコントローラにはあらかじめ「割り込みベクター」と「ユーザープログラム」が書き込まれています。スタートすると（リセットがかけられると）① リセット信号を受けて割り込みベクターに記入してあるユーザープログラムのスタート番地に移動し ② 、ユーザープログラムを実行します。（下図左側の例）

　一方 Arduino のブートローダーシステムは、右図右側の例に示すように、あらかじめ書き込まれているのはメモリーの後半に見られる「ブートローダー割り込みベクター」と「ブートローダー・プログラム」です。

　同様にスタートすると（リセットがかけられると）① リセット信号を受けてブートローダー割り込みベクターに記入してあるブートローダー・プログラムのスタート番地に移動し ② 、ブートローダー・プログラムを実行します。

　③ この実行によってホスト・コンピュータのシリアルポートから「 Arduino の総合開発環境（IDE）で作成したユーザープログラム」を転送してもらいメモリーの最初の部分に「割り込みベクター」とともに書き込みがされます。

　あとは左側の例のように制御を割り込みベクターに移し ④ 、そこからユーザープログラムが実行 ⑤ されるわけです。

　ブートローダーシステムでもあらかじめ「割り込みベクター」と「ユーザープログラム」が書き込まれていれば、意図的に新しいプログラムを書き込まないかぎり左側の通常のスタートと同じになります。

　左右の例を比べてわかるように、ユーザーが使用できるプログラム領域はブートローダーシステムのほうが「ブートローダー・プログラム」に占有される分だけ狭くなります、とはいっても最新の Optiboot では 従来の 1/4 にまで圧縮され（512Ｂ）、転送速度も115200bps と速くなりました。

　次回はハードの自作について。

演奏会 十日足らずで３回も、、、、

　一月もそろそろ下旬に入りましたが、今年も演奏会参りは続きそうです。

　すでにニューイヤーコンサートを皮切りに、この十日足らずで３回も出かけてきました。

　ニューイヤーコンサートはこのブログでもちょうど一年前に「ニューイヤー・コンサート　２０１４」ととして取り上げていますが今年は「ペーター・グート ( Peter Guth )」率いる「ウィーン・シュトラウス・フェスティバル・オーケストラ」と日本のソプラノ歌手「足立さつき」の共演でした。

　プログラムは以下のとうり　☆ は「足立さつき」の歌

第１部

・ヨハン・シュトラウスⅡ：トリッチ・トラッチ・ポルカ

・ヨハン・シュトラウスⅡ：ワルツ「春の声」

☆ フランツ・レハール：喜歌劇「メリー・ウィドウ」より”ヴィリアの歌 ”

・ヨハン・シュトラウスⅠ：ギャロップ「若人の情熱」

・ヨハン・シュトラウスⅡ：皇帝円舞曲

・ヨーゼフ・シュトラウス：フランス風ポルカ「鍛冶屋」

・エドゥアルト・シュトラウス：ポルカ・シュネル「急行列車」

・カール・ミヒャエル・ツィーラー：ワルツ「夜遊びをする人」

☆ ルドルフ・ジーツィンスキー：ウィーンわが夢の街

第２部

・リヒャルト・ホイベルガー：喜歌劇「オペラ舞踏会」序曲

☆ ロベルト・シュトルツ：プラーター公演は花ざかり

・ヨハン・シュトラウスⅡ：ワルツ「美しき青きドナウ」

・ヨハン・シュトラウスⅡ：フランス風ポルカ「クラップフェンの森で」

・ヨハン・シュトラウスⅡ：ポルカ・シュネル「狩り」

・フランツ・レハール：喜歌劇「メリー・ウィドウ」より”メリー・ウイドウ・ワルツ ”

☆ フランツ・レハール：喜歌劇「ジュディッタ」より”熱き口づけ ”

　指揮者のペーター・グートさんはワルツの本場ウィーンの出身で、ヨハン・シュトラウスの伝統にのっとったバイオリンを演奏しながらの指揮で、なおかつプログラムによっては観客も巻き込んだニューイヤーコンサートならではの雰囲気作りは流石でした。

　特にアンコール曲の ・ヨハン・シュトラウスⅠ：ラデツキー行進曲 では手拍子のし過ぎで手が痛くなった、、、とは終演後家人の弁。

　演奏はどれもすばらしいものでしたが、ヨハン・シュトラウスⅡの皇帝円舞曲は出色でした。　

　　また 足立さつき さんの美しく、柔らかな歌声が花を添えたのはいうまでもありません。

　二つ目の演奏会はコンサートマスター・シリーズその１で、ベルリン・フィルのコンサートマスターをつとめた 樫本 大進 のバイオリンとエリック・ル・サージュ（ Eric Le Sage ）のピアノによる以下のプログラムでした。

・フォーレ：ヴァイオリン・ソナタ　第１番イ長調作品１３

・プーランク：ヴァイオリン・ソナタ　ＦＰ．１１９

　（休憩を挟んで）

・フォーレ：ロマンス　変ロ長調作品２８

・フランク：ヴァイオリン・ソナタ　イ長調

　ピアノの エリック・ル・サージュさんがフランス人というわけでもないでしょうが、今回のプログラムはフランス色の濃いものでしたが日ごろあまり聴かないこともあって新鮮な感じでした。

　使用楽器はアンドレア・グヮルネリとありました。

　そして三つ目の演奏会はコンサートマスター・シリーズその２で、ウィーン・フィルのコンサートマスターをつとめた ライナー・ホーネック（ Rainer Honeck ）のバイオリンと 児玉 桃 のピアノによる以下のプログラムでした。

・モーツァルト：ヴァイオリン・ソナタ　ト長調Ｋ．３０１

・ベートーヴェン：ヴァイオリン・ソナタ　第９番イ長調「クロイツェル」作品４７

　（休憩を挟んで）

・ヒンデミット：無伴奏ヴァイオリン・ソナタ「外はとてもいい天気だ」作品３１-２

・ブラームス：ヴァイオリン・ソナタ　第１番ト長調「雨の歌」作品７８

　樫本 大進さんもそうでしたが、コンサートマスターであったというわけでもないでしょうが、この ライナー・ホーネックさんは厳密というイメージが頭をよぎるほどきっちりとした演奏でした。

　特に二つ目の「クロイツェル」では 児玉 桃さんのピアノと奏でるハーモニーに驚かされました、もちろん二人の息もぴったりで、、、、

　使用楽器はストラディヴァリウス（ ex-Hammerle ）とのこと。

　ともあれ２０１５年の新春は演奏会で始まった感じです。

太陽柱（ sun pillar ) こいつは春から〜 縁起が、、、、

　新しい年が明けての早朝、居心地の良い褥に決別し日課の散歩に出かけました。

　今の時期は日の出がほぼ７時ですが、天候さえ良ければ、風もなくそれほど寒さは感じません、とはいってもしっかり防寒対策はして出かけます。

　しばらく歩いてからふと太陽の方向を見て驚きました。なんと太陽から炎が垂直に立ち上っているように見えたのです。（左写真）

　これがかつて耳にしたことがある太陽柱（たいようちゅう　sun pillar ) だと気がつき、慌てて家に帰り撮影しました。

　周辺がかなり明るくなってきていましたのではっきりとは撮ることができませんでしたが、たしかに太陽柱です。

　例によってネットで少し調べてみました。

　太陽柱は、大気光学現象の一種で、日の出または日没時に太陽から地平線に対して垂直方向へ炎のような形の光芒が見られる現象を言います。

　私の下手な図を参考に説明すると、雲の中に板状の微細氷片があり、風が弱い場合、これらの氷片は落下の際の空気抵抗のために地面に対してほぼ水平に浮かびます。

　このほぼ水平に浮かんだ板状の氷片の表面で太陽からの光線が反射され、太陽の虚像として見えるのが太陽柱である、、、、とのこと。

ブログより転載

ことのついでに綺麗な画像がありましたので借用してアップさせていただきました。

　早起きは三文の得とか、こいつは春から〜　縁起が、、、、

　この神秘的な自然現象をはるか古の人たちはどのように見ていたのでしょうか、ふと昨年訪れたマチュピチュの景色がよぎりました。