PSoC Powered Human Powered Airplane

PSoC Fest@SwitchScience

Hiraku TOIDA

(Team ‘F’ / Active Gals Family)

PSoCと私

PSoC 3

PSoC 5

PSoC 5LP

PSoC 1

(PIC16)

2004 2005 2011 2012

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

5

4

33

84

(PSoC 7?)200?

距離競技用人力飛行機 速度競技用人力飛行機

鳥人間コンテスト用滑空機

CAMUIロケット

Open Skyプロジェクト

2013 20142010

100

2006 2007 2008 2009 2015

Team’F’ 記録飛行（FAI速度日本記録）

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

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

人力飛行機のセンサ

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

USBPSoC 5LP

地磁気加速度・ジャイロ

ステータスバー

対気速度

ペダル回転数

対地高度

カラーLCD制御 | マイコン的アプローチ

RAM

(>300 Kbyte)

制御ピン

CPUD0…15

320 x 480, 16bitカラーPSoC 5LP

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

8ビットピクセルデータ

カラーLCD制御 | PSoC的アプローチ

SPIモジュール

背景色(16bit)

クロック

文字色(16bit)

0xAA

01010101

1. データを投げる（DMAも使用可）

320 x 480, 16bitカラー

8画素描画

制御ピン

D0…15

データ

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

人力飛行機用計測器 | HPA_Navi II

XBee

GPS

気圧 加速度・ジャイロ

LED

XBee

microSD

地磁気

電源

PSoC 5LP

表面 裏面

80 x 80 mm, 32 g

HPA_Navi II | ハードウエア

PSoC 5LPCY8C5868AXI-LP035

5V系センサ入力(8ch)

アナログセンサ入力(8ch)

サーボ出力PWM

(8ch)

3.3V系センサ入力(8ch)

GPS

6軸センサ（加速度・ジャイロ）

XBee

(2ch)

USB

microSD

電源入力: 1.7V~5.5V/2ch自動切り替え・電源出力: 3.3V 800mA/5V 800mA

気圧センサ

地磁気センサ

外部センサ

オンボードセンサ

HPA_Navi II | モジュール（5V系）

UART

（超音波距離計）

直接計数カウンタ（対気速度計）

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）

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

HPA_Navi II | モジュール（SPIセンサ系）

地磁気センサ送信

6軸センサ送信

気圧センサ送信

6軸センサ受信

地磁気センサ受信

気圧センサ受信

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

HPA_Navi II | ファームウエア

FreeRTOS

オンボードセンサ(100Hz)

GPS

(5Hz)

外部センサ入力(25Hz)

サーボ制御PWM

microSD

XBee

USB

データハブ

電源監視(1Hz)

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

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

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