LED名片拆解

最近買了一個LED名片, 想了解一下他的驅動方式, 買回來第一天就被我分屍了, 分屍前的照片還來不及拍... 只剩下這張屍塊組合照...

這咚咚是超音波熔接的, 非常難拆, 只能慢慢用筆刀劃開, 再用一字起子撬開.....

前方搭載了紅色濾光片, 對於判讀起了非常大的幫助, 若沒有濾光片, 光是LED本身的反光就夠亮的了.

濾光片完全拆除, 字幾乎看不清楚...

再來是最重要的背部, 很可惜不是採用ATMEL的solution. 採用的是GD32F150/C8T6的ARM mcu: http://www.gsense.com.cn/pro_detail.asp?id=139

LQFP封裝, 48pin, 支援高達39個GPIO.

本來以為買來會是採用ATMEL的solution, 這樣就可以把ATMEGA mcu刷成Arduino來玩玩了. 但是ATMEGA就沒那麼多IO可用, 所以要配置可觀的74HC595(就圖上應該有6顆), 如此cost也就低不下來.

以這個LED名片來看, 是四字的配置, 高度為11點, 因此總共有11x11x4 = 484點.

以傳統的掃描驅動方式需要44個IO(22x22 = 484).

ATMEL搭配6顆74HC595的, 每顆74HC595可以將3個IO擴充成8個IO, 因此18個IO可以擴充成48個IO, 可以驅動多達 24*24 = 576顆LED. 因此應付這個LED名片的484點是足夠的.

反觀GD32F150也無法驅動這麼多LED, 但也沒看到其他IC, 因此可能採用的就是Charlieplexing的驅動方式. 應用Charlieplexing只需要23pin就可以驅動507顆LED(23*23-23 = 506), 對GD32F150來說提供23個IO綽綽有餘.

雖然GD32F150 cost低, 但是採用的Charlieplexing本身掃描頻率比Multiplexing高很多, 但也因此單位時間內的LED發光次數會降低, 也就是LED亮度會比較低.

有機會再找找ATMEL solution的LED名片來分屍!

Use Arduino STM32 with Maple mini

Maple Mini

Maple mini is a phased out product, a STM32 based product with cheap price(about 5USD or 150NTD).
Official Maple IDE is not bad, but no longer support to win7, and driver with IDE is not signed, win7 deny install the driver without signed. It make Maple mini be a junk after win xp os.

Arduino  STM32

There are some replacement package can let maple mini alive with win7 os:

1. Arduino Support Package For Maple
2. STM32F103 and Maple / Maple Mini with Arduino 1.5.x IDE
3. Arduino STM32

The best choice is method 3: "Arduino STM32", because it's based on method 1&2, and still active project.

It's a package to run with Official Arduino IDE, so you need to download the Arduino IDE and install. The newest version 1.6.7 maybe is not a good choice, because I had some problem when compiling sketch. Version 1.6.5 is ok and Arduino STM32 official site say support it.

Install Arduino STM32

Download Arduino STM32 and decompress, recommend to put whole directory to "~your sketch directory/hardware/" , named it to "Arduino_STM32" or whatever you like.

Install the driver first by "Arduino_STM32/drivers/win/install_drivers.bat".

Run Arduino IDE, now you can seed Maple Mini in Board:

Bootloader

If your Maple Mini is original, you should select Original Bootloader.

 

It's recommend to update to Bootload 2.0 (bootload with Arduino STM32).

You can update by a updating sketch  from Arduino STM32's site. You can download it by this link. And Follow these step:

1. Upload "updating sketch" by Arduino IDE with Original Bootloader version.
2. Open Serial Monitor, you can see some warning message, press Y and send it.
3. Wait some updating message, reset it, 

Now you have Maple Mini with Bootloader 2.0.
Happy Arduinoing with Maple Mini !!!!

Merryfair WAU

下班回宿舍若敲筆電, 筆電是擺在桌上的, 要敲鍵盤肩膀幾乎都是聳起來, 很不符合人體工學. 長久下來, 肩膀開始疼痛, 應該是肌肉持續不當出力的結果.

為了解決這樣的問題, 買了螢幕架把螢幕架高, 避免頭過低. 又買了無線鍵盤, 把鍵盤放在鍵盤架上, 降低打字時的手臂高度. 環境調整之後的第一個禮拜, 肩膀的問題就得到了改善不再復發. 由此可見人體工學有多重要, 特別是我這種每天打電腦的阿宅.

最近公司又在辦Ergohuman 111團購, 同部門的同事幾乎每人都一把111
.

不是待在賺大錢的公司, 不像Yahoo都是配Aeron還拿來堆箱子[1]

辦公室配的是這種平價布面辦公室椅, 尤其背部空間很不服貼, 三不五時就要挪動屁股調整一下. SAYL當時在PCHOME特價9990(應該是最陽春的版本), 但是沒有試坐就買很不踏實啊! 所幸豪優在新竹開了新店面, 照顧到所有宅宅的坐姿吸乾了所有宅宅的錢包. 

很可惜的是SAYL豪優並沒有擺, 老闆說不好賣, 大概是陽春然後又貴, 同樣價錢下, 大家寧願轉買台灣品牌的111吧?!

結果一轉眼我看到一張橘色很亮眼的椅子MerryFair WAU, 試坐了一下是跟網椅很不同的坐感, 包覆跟支撐性強, 但如果坐姿不正確, 舒適性會不如網椅. WAU開箱文或討論非常非常非常少 (跟Ergohuman111相比的話)[2][3]. 後來再試坐了一下111, 如果是用來休息是張很棒的椅子, 但拿來辦公總覺得缺了甚麼!? 

豪優老闆報價WAU 18000, 一聽到價錢興趣全失, 寧願再去找找SAYL試坐, 可惜隔天9990的SAYL就沒了~ (pchome上面特價都一陣一陣的, 錯過了就要再等一陣子) 所以完全放棄SAYL. 後來我就轉念尋找WAU, 找到的最低價是12800, 結果隔天gmail裡躺著一封pchome的降價通知信, 原本pchome 24h賣14800的WAU降到9800...就在天時地利人和之下, 手一滑, 這張椅子就出現在我的辦公室了...

沒有花太多心力把這張椅子照得美美的, 看官們加減看看就好.

這張椅子的質感沒有我想像中來的好, 整張椅子是塑膠成型, 很多地方收邊都收得很差, 論整體的細節是不如111的(我辦公室有六張111, 所以累積了一些心得). 不過WAU可調整性還不錯, 我覺得有比111好, 我認為有花心思在設計調整機構. 

不如111的就是坐墊的深度不夠, 而且也無法像111可以前後調整, 這點是遜於111的.

另外, 為了達到支撐性, 犧牲了乘坐的彈性, 也就是因為這張椅子形狀固定, 無法像網椅可以隨著坐姿有些微的彈性調整空間, 所以只要姿勢不對, 或者椅子的調整不對, 這張椅子就會非常的不舒適!!!

所以建議對WAU有興趣的人, 一定要花點時間調整和試坐, 才知道這張椅子適不適合你 (其實每張人體工學椅都需要時間相處才知道你們適不適合).

最後來一張111跟WAU的合照.

[參考]

1. 帶你逛超豪華 Yahoo!奇摩 辦公室
2. [情報] 【Merryfair】WAU工學 $9990
3. Merryfair WAU 2 入手

UART over Wifi by NodeMCU (Programming NavSpark via ESP8266)

動機

NavSpark是個包含GPS功能的Arduino相容版, 詳情請看我之前的網誌: NavSpark Mini初體驗 .
會選用這片做為Arduino, 想必會用到上面的GPS功能, 但麻煩的是, 每次coding燒錄完之後, 若要確定程式正確, 勢必得挑一個可以收到GPS訊號的地方. 我當然大可以帶著筆電和NavSpark去外面coding, 但在寒冷的晚上又要餵蚊子, 不是個很好的coding環境.

又或者我可以拉一個GPS天線到室內, 然後接上NavSpark的IPX接頭.

以上兩個方法似乎都不是很好的方式, 後來我想到UART X Wifi的方式, 這當然不是甚麼先進的想法, 一些天文觀測的同好早就用這樣的方式, 在室內/帳棚內輕鬆遙控寒冷星空下的望遠鏡.

但是這類的周邊通常都不太便宜(當然淘寶找可以便宜很多....), 若只是為了開發驗證用, 這樣的開銷划不來.

串列埠轉WIFI模組 UART to WiFi EM-380C(BB-MAXCHIP) NT$3,300
A06-0029 UART轉WIFI模組 NT$1890

剛好我手邊有片ESP8266 Wifi模組, 又具備UART的功能, 看來只要適當的設定就可以達到UARTx Wifi ! 而且這片ESP8266只花費百圓餘而已!

com0com/com2tcp

如果有兩張ESP8266, Wifi的細節由EPS8266內部處理掉是最理想的了, 可惜的是我手邊只有一片ESP8266可用...

透過com0com/com2tcp的方式, 可以省略掉USB-Serial, 但是需要多一個WIFI Adapter, 不過若是用NB, 應該不會缺乏WIFI Adapter.

本文是朝向使用com0com/com2tcp的方向規劃.

另外, com0com官網上的安裝檔附的驅動不含簽名, 在win7下是無法使用的, 建議可以改下載[1]或[2]的com0com安裝檔進行安裝.

NodeMCU

根據[3], ESP8266可以用AT Command/NodeMCU/原生SDK/Arduino等方法開發(WebSDK就不適用於這裡的用途了, IoT比較適合).

看來比較適合且不用花太多時間的就屬NodeMCU和Arduino, 其中NodeMCU是以script方式執行, 可以略過編譯及燒錄的冗長時間, 最後NodeMCU出線.

為了用上NodeMCU, 需要先將Node MCU Firmware燒錄到ESP8266, 可以參考[3]的說明操作.

Telnet Server

由於com2tcp支援telnet協定, 因此ESP8266端運行一個telnet server, 將接收到的訊息傳送到UART, 再將UART發出的訊息回送到telnet client, 如此就可以做到雙向溝通.

運行在NodeMCU上的telnet我是以[4]為基礎下去修改. 結果下面會提到.

首先NodeMCU將init.lua及wifi.lua設定為以下內容:

--init.lua
dofile("wifi.lua")

--wifi.lua
print("set up wifi mode")
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config("skyforce","0913679376")
 --here SSID and PassWord should be modified according your wireless router
wifi.sta.connect()
tmr.alarm(1, 1000, 1, function() 
    if wifi.sta.getip()== nil then 
        print("IP unavaiable, Waiting...") 
    else 
        tmr.stop(1)
        print("Config done, IP is "..wifi.sta.getip())
        --dofile("yourfile.lua")
    end 
 end)

telnet server的script如下,  但不建議一開始就放在init.lua直接執行, 因為執行script後, UART會直接轉向telnet, 因此NodeMCU無法再透過UART被操作, 等於NodeMCU會變成磚(只剩下UART轉Wifi的功能), 除非重燒韌體.

所以請先用手動執行的方式, 確認整個環節都打通了, 再把telnet server script放到init.lua讓他開機自動執行.

telnet.lua[4]:

--simple_telnet.lua
baudrate = 115200
telnet_port = 23
uart.setup( 0, baudrate, 8, 0, 1, 0 )

s=net.createServer(net.TCP,60) 
s:listen(telnet_port ,function(c) --c : net.socket module
   --send 
   function s_output(str) 
      if(c~=nil) 
         then c:send(str) 
      end 
   end 
   --node.output(s_output, 0)   -- re-direct output to function s_ouput.
   uart.on("data", 0, s_output, 0) 

   --receive
   c:on("receive",function(c,l) 
      --node.input(l)           -- works like pcall(loadstring(l)) but support multiple separate line
      uart.write(0,l)
   end) 

   -- disconnect
   c:on("disconnection",function(c) 
      node.output(nil)        -- un-regist the redirect output function, output goes to serial
   end) 
end)

若要NodeMCU開機時就啟動telnet server, 將init.lua改為:

--init.lua
dofile("wifi.lua")
dofile("telnet.lua")

com0com/com2tcp的設定

com0com照預設的方式安裝好, 並不需要額外的設定. 只要記得com0com的兩個COM port即可.

com2tcp則按照下面的參數執行

com2tcp --baud baudrate \\.\com##  ip port

baudrate的部分照NavSpark UART的baudrate去設定即可, NavSpark mini的UART預設為115200, 因此我也設定在115200, 但115200用來燒錄其實很慢.
com##則要看com0com安裝時配給的com來決定, 依照我的環境設定COM16, 而COM15提供給Arduino或GNSS Viewer燒錄用.
ip則填入NodeMCU跟ap所取得的ip.
port則按照telnet標準port為23.

GNSS Viewer燒錄問題

GNSS Viewer燒錄時可以改變原本的baudrate, 縮短燒錄時間, 但這一招用在UART x Wifi似乎行不通, 比較可能的解釋是這樣的:

在原本的架構下, GNSS Viewer通知NavSpark改變baud rate, 然後comA接著更改到相同的baud rate, 兩邊就可以用新的baud rate繼續溝通

但是當我們採用Wifi的方式燒錄,  架構中共有三個UART設定, GNSS Viewer可以改變UART1, NavSpark也改變了對應的baud rate, 但是com2tcp對應的UART2及ESP8266對應的UART3卻沒有跟著改變, 因此整個UART並沒有用相同的baud rate去運行, 因此整個baud rate改變的機制無法正常運作.

暫時想不到解決方法, ESP8266或許可以攔截UART訊號去改變baud rate, 但是com2tcp該怎麼作到動態改變baud rate我就不知道了. 目前最快的方式, 可能是直接將UART1/2/3的baud rate設高一點縮短燒錄時間.

com2tcp若不開啟 baud rate emulation, 是可以不用care baud rate設定, 參考自這裡. 因此UART2的設定可以don't care.

[參考]

[1]Com0Com v3.0.0.0 utility for W7 x64 platform, signed driver.
[2]Com0Com v3.0.0.0 utility for W7 x86 (32bit) platform, signed driver.

[3]ESP8266 韌體概述

[4]NodeMcu 编程示例：Telnet Server
[5]com0com + com2tcpvirtual serial COM portHow to use and configurate

[相關專案]

1. ESP8266-transparent-bridge
2. ESP8266 universal I/O bridge
3. ESP-LINK

IoT x MQTT Resource

MQTT Server/Broker

MQTT Server/Broker Benchmark

HiveMQ MQTT Broker

MQTT Web Client

A full-featured MQTT client for your browser

MQTT Android Client

IoT Manager

DIoTY

ESP8266 MQTT Client

NodeMCU MQTT CLIENT MODULE

Memory Layout of C

近來開發Arduino遇到了記憶體配置的問題, 但Arduino內沒有足夠的debug資訊讓我了解是stack或heap overflow, 所以我想透過stack或者heap的指標位址來判斷可用的記憶體空間.

爬完wiki上的Data segmanet介紹, heap在下stack在上, heap跟stack是面對面, 中間夾出的區域就是可用的記憶體空間. 但是我先用visual C++來驗證, 卻發現跟wiki描述的不符, 似乎是相反過來的!?

後來在stackoverflow找到有人跟我同樣疑惑, 看來是linux/windows在記憶體配置上是有差異的.

win32的記憶體配置應該如下圖, heap跟stack是背對背, 往不同方向去成長.

ESP8266 ESP-201 X Arduino

網路上較少ESP-201當Arduino的中文文章, 所以每次要接線都要翻閱資料許久. 英文資源雖不少, 但每次重看都需要稍微消化一下才懂.
這張全pin引出, 且可安裝在麵包版的ESP-201(雖然需要小小改造一下), 是很適合拿來開發的板子. 我把開發ESP-201的基本設置筆記如下, 方便記性不太好的我可以翻閱.

ESP-201 header改造

ESP-201這張模組雖然拉出所有pin-out很方便, 但犯傻做錯了兩件事情:

1. RX/TX的header方向讓ESP-201無法安裝在麵包板上
2. 把pin的名字印在電路板的背面, 這樣裝上麵包板誰看的到

或許一開始設計就不打算讓大家裝在麵包板上.......
首先要解決第一個問題, 根據[2], 把RX/TX的header焊到另外一端即可, 或者你要更搞剛把兩個11-pin header焊到另外一邊, 這樣上述兩個問題就一次解決.......否則就照下圖的方式修改[2]:

before

after

ESP-201接線

但是ESP8266 Arduino官網卻沒提到如何燒錄/連結ESP-201的資訊, 這讓我有點頭痛.
另外ESP-201上面標示的pin-out也跟一般ESP8266不一樣, 必須了解一下對應關係....
幸好已經有心人整理出下面這些圖[1]:

ESP8266 Arduino官網提到Generic ESP8266的連接方法[3]:

但是這個方法需要USB-Serial可以拉出RTS, 以便控制ESP8266 Reset. 我手邊的USB-Serial都沒有拉出RTS, 像這種:

全部pin-out都有拉出的模組是比較適合搭配ESP-201的:

若你的USB-Serial也沒有RTS, 可以手工焊上鍍銀線把RTS拉出來, 但是沒地方可固定感覺不是很穩固, 只好作罷. 後來找到這張表:

模式		GPIO
		15	2	0
1	SDIO	1	x	x	系統工作在 SDIO 模式， 可以用外部 MCU 驅動内部WIFI
2	工作模式	0	1	1	系统從外部FLASH 啟動
3	燒錄模式	0	1	0	系统自動進入升級狀態，等待Serial-port下達命令

照表操課, 如果要燒錄的話, 要這樣接[2]:

GPIO0和GPIO15有接地即可燒錄. GPIO2可能內部有上拉電阻(?), 所以沒接也ok.

但每次上電後只能燒錄一次, 若要再燒錄必須斷電, 或者讓 RST接地讓ESP-201Reset.

我是直接拉出RST到微動開關,微動開關接地, 再加一個上拉電阻10k確保不會沒事Reset, 這樣每次要重新燒錄前, 按一下微動開關就好了.

還有人將ESP8266所有pin-out整理成一張非常棒的表[4], 開發時接線很方便:

我試著將上述幾張表整合成一張, 方便查詢:

Arduino IDE環境設置

接好線後, 設置ArduinoIDE環境, 我是使用 Arduino core for ESP8266 WiFi chip 提供的core, Board Manager URLs 為:
 http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json


安裝好官方Arduino IDE後, 再設定Boards Manage即可使用. 細節請直接見 Arduino core for ESP8266 WiFi chip官網.

ESP-201燒錄

從node.info()讀出來的訊息[2]:

flash size(byte)	flash mode (SPI mode)	flash speed(Hz)
512	0	40000000

但我後來發現, 每一片ESP-201的flash不一定一樣, 同樣從node.info()讀出來, 我手上的ESP-201 flash參數如下:

flash size(byte)	flash mode (SPI mode)	flash speed(Hz)
512	2	20000000

其中flash mode的部分不太確定數字對應的意義, 若參照[5]的說明:spi mode(0=QIO, 1=QOUT, 2=DIO, 3=DOUT)

註: 後來發現node.info()讀出來的值, 跟當初燒錄韌體時的設定是連動的, 也就是說這裡的值是設定好的, 未必直接關連到板子上的flash.
若你是用NodeMCU的燒錄工具, node.info()的值則直接關連到下圖的設定值:

Arduino IDE燒錄時的設定應該如下:

Flash Frequency的地方, 預設只有40和80MHz, 額外的頻率需要自行設定, 在 AppData\Roaming\Arduino15\packages\esp8266\hardware\esp8266\1.6.5-947-g39819f0  的目錄下(可能因為esp8266-arduino版本不同而目錄名稱略有不同), 編輯 boards.txt:

找到FlashFreq的欄位, 新增20/26.7兩種頻率即可.

[參考]

1. ESP8266 ESP-201 module - first impressions
2. ESP8266: ESP-201 breakout board review
3. Generic ESP8266 modules
4. ESP8266之GPIO功能、資源探索
5. MOD-WIFI-ESP8266 Reflashing question

http://www.barissanli.com/electronics/nodemcu.php

http://www.areresearch.net/2015/05/flashing-running-esp-201-module.html

ESP8266 ESP-201 module - antenna troubleshooting

AviSynth & Super-Resolution初體驗 - Part1 靜態影像

最近在研究Super-Resolution(簡稱SR), 論文可以找到一狗票, 但是真正有做成軟體實在不多, 效果好得更是少. SR應用在靜態影像上大概只有CSI犯罪現場, 平常老百姓如我如果需要SR, 大多是想把解析不到1080的老舊影片, 撥放在FHD的螢幕上, 又可以呈現出細節. 所以能轉出SR的影片才是最重要的, 但是try來try去, 商業軟體沒看到效果很好的(或許要花大錢才有效果), 免費軟體更是沒看到, 最後我找到AviSynth.

AviSynth是幹嘛用的我就不介紹了, 個人接觸的也不深, 有興趣的請直接google.
總之我想要將影片透過AviSynth的Filter(plug-in), 用Super-Resolution演算法轉出高解析影片. AviSynth內建的resize filter就算了, 稱不上SR, 直接在External filters的頁面, Resizers裡找到一個有趣的東西: Waifu2xAvisynth.

Waifu2xAvisynth是waifu2x porting到AviSynth的版本, 原始的waifu2x是lua語言撰寫, WL-Amigo先porting成C++版本, 再來sunnyone從C++版本改成AviSynth Plug-in.
waifu2x適合用在動漫相關影像的影像放大, 這個原始waifu2x網址提供了靜態影像的轉換, 我轉了一些圖出來大家可以比較看看:

原圖

Lanczos 200%

waifu2x網站 200%

Waifu2xAvisynth 200%

原圖

Lanczos 200%

waifu2x網站 200%

Waifu2xAvisynth 200%

Lanczos是目前地表最強的resize演算法, 但waifu2x的細節又多上許多. waifu2x網站和Waifu2xAvisynth 在細節上差異不明顯, 但是對比以及色彩表現明顯有差異, 估計是Waifu2xAviSynth所採用的色彩空間及轉換過程跟waifu2x是不太一樣.

提供一下我的測試script. 將此Script放在AviSynth目錄下的Examples即可, handle.png換成你的圖檔檔名:

LoadPlugin("..\plugins\waifu2xAvisynth.dll")
ImageSource("handle.png", end=0)
ConvertToYV12(matrix="PC.709")
Waifu2x(nr=0, scale=2)

下次我們再來測試Super-Resolution的影片轉換.

[2015/10/15更新] 結果Waifu2xAviSynth轉不動影片... 因為它太慢了, 只能off-line轉換, 但是off-line還是太慢, 轉了一個晚上才轉出幾個frame... 看來影片要有Super-Resolution只能靠madVR了.

Android Studio引入OsmAnd (Check out OsmAnd in AndroidStudio)

Android官方的IDE已經從Eclipse轉移到Android Studio了, OsmAnd官方建議的IDE還是在Eclipse, 看來要在 Android Studio下編譯OsmAnd要花點時間研究一下了, 況且官方文件非常缺乏=.=

經過我整理和簡化之後, 照以下步驟就可以編譯出apk了:
You can check out OsmAnd in AndroidStudio with step-by-step :

1. Check out project from Version Control

In Android Studio's "Welcome to Android Studio" page, select "Check out project from Version Control" .

2. 我是從自己fork出來的github上做clone, 改回官方的github當然也可以.

接著花點時間clone

In "Clone Repository" page, clone from github's OsmAnd : https://github.com/osmandapp/Osmand

3. clone完, gradle的部分照預設值就好不用動

In "Import Project from Gradle" page, select "Use default gradle wrapper (recommended) "

4. 可以看到clone這麼多project回來

After import project, in "Project Window" should have 11 projects clone from github.

5. 接著要去OsmAnd-resources下載resources, 記得目錄要更名為 "resources" 並且跟Osmand放在同一層目錄

Download OsmAnd-resources, and rename directory  to "resources", place with OsmAnd Project directory.

6. 如果要在x86架構的Genymotion下執行, 要改一下Build Variant

Open Build Variant window: Build->Select Builder Variant

7. 原本是預設在Armv5下, 要改成X86才可以在Genymotion上面運作

Set OsmAnd module's Build Variant with x86 or Fat. (Fat means include all cpu's library)

8.最後按下Run就可以在Genymotion上執行了.

Run and execute on Genymotion. (or your android mobile phone)