夏休み工作

長女の技術家庭科の宿題として、ロボット制作があった。具体的には、ロボットの駆動部分のみ授業で作ってあり、これにあうボディーを作るというものだ。駆動部分は、
http://portal.nifty.com/kiji/140513164102_1.htm
のように、4個のモータ軸が直接床に接触するタイプで、全長10cmになる。ロボットというより車である。何を使って作っても良いが、学校から支給されたのはボール紙1枚だ。娘の友人はこれで車体を作り、折り紙で飾りつけしたようだ。

小学校の図画工作はやめて、 娘と相談して、アクリル板でロボットらしい体を作り、それにLEDをはめ電飾する事にした。技術家庭科で作った無安定マルチバイブレータ回路で、電飾を点滅させる事を考えたが、むしろリング発振回路で3色のLEDを光らせる事にした。参考にしたのは
http://www.e-ele.net/3Tr3LED_Flasher.html
http://ncp.silk.to/usadtc/radio/07flash/02.htm
http://rtmrw.parallel.jp/led-work/transistor/transistor-6/transistor-6.htm
である。
部品は手持ちのジャンクパーツから探した。我が家では、100均で買った古い玩具を分解したり、古い家電を分解して取り出したものをためてある。5mm方眼紙で部品配置を考え、ユニバーサル基板に組み立ててもらった。LEDは、赤、橙、緑各4個に増やした。トランジスタには8050を使った。配線方法は
http://www.murata.com/ja-jp/campaign/ads/japan/elekids/ele/craft/knack/universal
を参照。


娘が最初に組み立てた回路は発信しなかった。良く調べると、3個の8050のうち1個だけ、端子の出方が違っていた。これを直すと発振した。

また同じ色に見えるLEDでも半導体が異なるものがあるようで、並列つなぎにした時光らないものがあった。そこで並列つなぎできる組み合わせを探した。

困ったのは電源だ。右または左用のモータ端子から取り出せば良いが、前進と後退で+-3Vと極性が反転する。ダイオードブリッジで整流すると、1V以上電圧が下がるので、LEDは点灯しない。案としては
(1) 半波整流で2.3Vとして、 百均で手に入る昇圧回路を使う。前進時のみ光る。昇圧回路への改造は
http://www.kansai-event.com/kinomayoi/koneta/dcdc2.html
http://airvariable.asablo.jp/blog/2009/11/08/4683348
と色々見つかる。が入力電圧がぎりぎりだ。とりあえず
セリアで、シガーソケット->USB変換器を購入して分解して改造した。まだ動作チェックしていない。
(2) ダイオードブリッジで整流し1.6Vとして、これを昇圧する。ロスが多いし昇圧回路が安く手に入らない。
(3) 半波整流せず、入力を逆電圧で加えたらどうなるだろう。
ダイソーの乾電池式モバイルバッテリー
http://blog.livedoor.jp/luoeng/archives/50031378.html
（100円）で試した。電池を逆に入れると、電池と電極間に僅かな隙間ができて通電しない。ここを短絡すると、ICが発熱して香ばしい匂いがした。逆電圧は保護されないようだ。

昇圧回路は娘には難しいので、別の電池を積むことにした。まず軽いボタン型リチウム電池CR2032を使ったら、電流不足（電圧降下）で緑LEDがつかなかった。そこでシャーシに収まるサイズで電圧4.5Vを得るため、単6電池3本を使う事にした。
セリアで9V電池を購入し
http://www.geocities.co.jp/SiliconValley-Oakland/1525/6LR61/
にあるように分解して貰うと、6本の電池が手に入った。電源スイッチがいる。

その他のアイデアとして、
(a) ダイソーで買った、7色発光LED2球（100円）をボディにつける。
(b) マイクロスイッチをボディ前後左右に計4個つけ、接触センサーとする。これをタイマー回路につなぎ、リレーを使ってモータを反転させる。これはちょっと凝りすぎだろうか。

雑感7/13-教育について

大学では、教育、特に他学部向けの教養教育は評価されない。私達は数年毎に業績発表と評価を受けるのだが、そこでは研究成果を発表する。教育には相当の準備や工夫が必要だが、それを成果として発表する事は無い。一つには、ここが研究に力を入れている大学だからだろう。また、研究成果はpeer reviewにより研究の質を一応測る訳だが、教育については、学生のアンケート以外に定量化する指標は無い。学生は授業内容の専門家ではないので、教員の熱意は分かるが、授業内容の良悪は分からないだろう。また研究成果は、主に研究者とその環境という分かり易い要因で決まるが、教育成果は経験上、受ける学生の素質や興味に大きく左右されると思う。

そんな訳で教養教育を進んで引き受ける大学人は少ない。実際、担当授業数は各学部に割り当てられ、各学部組織に変化があっても、担当数を変える事は事実上不可能だ。自分の学生を他学部に教育させる仕組み、が現在でも残っているが、この既得権益を手放そうとはしない。自分達の担当授業数は少ないのにだ。他人に教育させて、自分は研究した方が評価される、のがこの大学の仕組みである。教養教育を統括する組織はただの事務組織となり、権限は殆どない。

教科書を書くことはどうだろう？ 図書館では良く似た教科書が多数あるせいで私は食傷気味だ。授業では何を教えないかも大事だが、薄すぎる本は経済的に成り立たないだろう。既にある名著の「まとめサイト」でしかないかもしれない。
研究費をいくら獲得したかも重要視される。これはまず発表論文数によるので、人的資本つまり研究室の規模が大きく左右する。実験研究室で負の連鎖に陥ると、脱出が難しい事が想像できる。理論ではまだましだが。別のやり方としては、研究仲間を増やし、発表論文でお互いを著者に入れる、という互助会を作る事が考えられる。これは妥当な場合から倫理上問題な場合まで、色々ある。悪い事に、業績水増し互助会を発表論文から見破るのは簡単ではない。内容に比べて著者数の多い論文を見ると、これを連想する。

大学の運営には大事な雑務が色々ある。不要な事はやらなくて良いが、きっちりやるべき事を他人任せにするのはどうかと思う。

自分は何を残す事になるのか。
そんな事を考える余裕はあるのか。

雑感7/13-研究について

企業などとの共同研究では、データを独占的に提供して貰える訳だが、その研究をどう感じるか。データ解析の新しい方法を示せれば良いだろう。だが新規性は？既にされた事でも、公開されておらず、結果を公開したなら、意義があるだろう。だがそれは自分がやりたい事か？例えば植物生育や部品組み立ての物理について勉強して、データ解析をしたいか？それが自分に向いていないだろうことは分かる。データ解析の一般的で新しい方法を見つけるのは、良い情報の研究だろう。がこれは難しい。それが応用できればなお良い。これらは残る研究だと思う。
既存の手法を実学に応用する事が期待されており、また学生には良い練習になるのも事実である。とは言え公開されたデータでは、研究としての差が出難い。その場合データで新規性を保証するしかない。
 データを解析する良い方法は問題によるだろう。問題の背景を学んだ上でやるのが望ましいが、色々試して選ぶ事も出来るかもしれない。
学習とは結局データのfitの事か？CNNによる画像分類は、背後の機構を良く把握していたのだろう。 これには物理は無いが良い研究だろう。NIPSの発表でも、面白いものとそうでないものは分かる。

体心立方、面心立方格子について

高校の化学で体心立方、面心立方、六方最密格子について学び、例えば単位格子や、その中の原子数などを教わる。大学入試や模擬試験で出題されたりする。が、単位格子の選び方は色々あるので注意が必要だ。左上は体心立方構造だが、高校の教科書では最小立方体8個分を単位格子と教え、8立方体の3本の直交辺を基本ベクトルにとる。この場合単位格子は2個の原子を含む。
空間格子を14種類に分類するブラベー格子というのがあるが、上述はその一例である。

他方右上のように単位格子を選び、左上の3ベクトルを基本ベクトルに取る事も出来る (R. M. Martin, Electronic structure, Cambridge University Press, 2004, p.76)。この場合単位格子は1個の原子を含む。右上単位格子は、等価な最近接原子との二等分面で囲まれた領域で、Wigner-Seitz cellと呼ばれる。つまり、「体心立方格子の単位格子は、何個の原子を含むか」という問いには、正解が無いと思われる。

同じ事が面心立方格子にも言える。左下の8立方体が高校教科書で教わる単位格子で、4原子を含み、ブラベー格子の一例である。他方右下はWigner-Seitz cellで1原子を含む。
充填率については、どの格子で計算しても同じ値を与える。

windows media player 12でストリーミング再生できない

我が家では、windows media player 12を使い、パソコン上の画像、音楽、動画を、テレビなどにストリーミング配信していた。ある時から、パソコンのフォルダやmedia playerのライブラリにある動画などが、他の機器から見えなくなった。他の機器では「このリモートライブラリにはファイルが見つかりませんでした」などと表示されるのみだ。

http://allabout.co.jp/gm/gc/47235/に従い、media playerを再設定したがだめだった。共有の設定をいろいろ変えたがだめだった。結局、http://support.microsoft.com/fixit/jaに従い、windows media player 12の設定を初期化した。その結果、media playerのライブラリカタログなどが壊れていることが分かり、それは自動で修復された。半日放置したら、他の機器から見え、再生できるようになった。

PCG-C1MR/BPにWindows 2000をインストールする

Sonyの古いノートパソコン PCG-C1MR/BPにWindows 2000をインストールした。ジャンク品として手に入れたものだが、OSは壊れており、付属品が何もないので、余っているWindows XPをインストールした。CPUがTransmeta CrusoeでXPの動作がとても遅いので、Win2Kなら少しは改善されるか、というのが動機だ。現状では満足できるdisplay driverやaudio driverを見つけていない。
PCg-C1MRはusb boot不可能で、外付けfloopyやCD-driveが手元に無い。手持ちのデスクトップパソコンを使い、Windowsを何種類かの方法でインストールした。

(1) だいぶ前にXPをインストールした方法。HDDを取り出し、別のパソコンにIDE接続し、Windows 98をインストールした。その後ネットワーク越しにWindows XPをインストールした。Windows 98は違う機種でも動作するようだ。

(2) Windows 2000 install diskをHDDにコピーし、http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/win2ktips/122spappliedcd/122spappliedcd_02.htmlに従い、sp4をあてた。HDDを取り出し、別のパソコン(Windows 7)にUSB接続し、HDDの領域を縮小し、Windows 2000をインストールするパーティションを作った。http://c.webry.info/at/enb84689/pc/commentlist.htm?circleID=97e6220361&categoryID=2&topicID=6の手順を行った。ただ手順4の
WINNT32 /syspart:F: /tempdrive:F: /noreboot (Enter)
を行うと、「コンピュータ上のWindowsのバージョンがCD上のバージョンより新しいため、セットアップを続行することができません。」とでる。そこで、http://blog.livedoor.jp/blackwingcat/archives/850627.htmlの手順を行った。
またWindows 2000がインストールしたntldrは、Windows XPを起動できないので、XPをインストールしてあるC:のファイルをバックアップした。HDDをPCG-C1MRに入れて電源を入れると、setupが続行でき、Windows 2000がインストールできた。ただこの状態では、boot menuにあるWindows XPを選んでも起動できない。

そこでバックアップしたntldr, ntdetect.com, bootfont.binを書き戻し、電源を入れた。すると「NTLDR is compressed」となる。これはC:がファイル圧縮をしていたためだろうから、3つのファイルをcompact /uで圧縮解除した（http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NT/WinKeyWord/20040805/1/compact.shtml）。するとWindows 2000もXPもブートできた。

次にWindows 2000のディスプレードライバを探した。http://www.ujp.jp/modules/d3blog/details.php?bid=206にあるOmega Driverを使ったが、1280*600という画面解像度がないため、現在800*600で使っている。

その他のdriverはhttp://vcl.vaio.sony.co.jp/products/win2000/productsのdriverをいろいろ試したが、動作しなかった。

(3) WindowSetupFromUSBを使い、USB接続したHDDを起動ディスクにした。HDDをPCG-C1MRに入れて電源を入れたが、setupできなかった。http://uiuicy.cs.land.to/bootcd/bootcd12.htmlにあるように、インストールはboot loaderがI386\setupldr.binを実行して行われるので、別にC:にgrub4dosを入れ、それからsetupldr.binを実行したがだめそうだ。

Nexus7(2012)が充電できない9

原因と修理
Nexus7の充電ができない原因を見つけ、修理した。

工場出荷状態に初期化し付属充電器に繋いだが、変化はなかった。 そこでデジカメ充電器でバッテリーを満充電し、電圧4.2Vで停止するか調べる事にした。長い待ち時間の間にmicroUSBの各端子が、フレキケーブルで主基板のどこと繋がっているか、テスターで調べた。するとVbusがどこにも接続されていない事が分かった。また、microUSBの載った基板に、フレキケーブルのコネクタがあるが、その端子はどれも、Vbusと接続されていないようだ。これはおかしい。ルーペで拡大したが、Vbusハンダ付け部分やコネクタにつながるパターンは正常に見える。Vbusハンダ付け部分をテスターのピンで押さえて、コネクタとの抵抗を測ると、抵抗が変化した。

そこでまずハンダ付け不良を疑い、付け直した。ピッチがとても狭いので、こて先を尖らせてやった。だが抵抗は下がらなかった。次にパターン切れを疑い、細いエナメル線でVbus足とコネクタ足を配線した。これもとても難しい作業だったが、抵抗はゼロになった。

早速Nexusを組みなおして起動した。バッテリーは満充電され100%になっていた。付属USBケーブルと付属充電器に繋ぐと、バッテリー表示がnot connectedからfullに変わった。しばらく放置するとバッテリーが消費され、充電を始めた。ついに直った。

原因が分かると、半年前からたまに出た不具合が良く理解できる。充電できなくなった時、ケーブルを変えると充電できたのは、力のかかり方が変わって、切れかかったパターンが接触したのだろう。Vbusのハンダ付け部分ではパターンはとても細く、ここに1A以上の電流が流れ、力も加わるため断線したのだろう。

これは設計ミスではなかろうか。

Web上では充電できなくなったNexusを復活させる「儀式」が報告されている。また不調になったNexusは、（私の場合と同様）、USBケーブルや充電器を変えると直る、という気まぐれを見せている。
http://d.hatena.ne.jp/tak_yah/20121106
http://fil-affiload.net/diary/nexus131214/
http://gajetto.blog.jp/archives/34189012.html
これは、切れかかったパターンが時々接触するため、と理解できる。この部品だけ購入できるれば、この故障は簡単に直るはずだ。部品は数百円だろう。原因発見と修理にとても時間がかかったが、使ったのは細いエナメル線5mmだけだった。

もう少し簡単な方法には、本体側面端子から充電する方法がある。
http://total-idea-plan.com/blog/9980
http://www.android-hilfe.de/zubehoer-fuer-google-nexus-7-2012/376729-inside-nexus7-dock.html

これでNexus7について忘れる事が出来る。修理記録を終わる。