ZEPマガジン

2025年3月14日号
明日,沖縄県の天気は?AIスピーカの制作
ラズパイで作る音声認識チャットボット

自然言語処理で日時と地域を識別し,気象庁のWebサービスを通じてデータを取得.さらに音声合成技術を組み合わせて対話型天気予報システムを構築

2025年3月13日号
ラズパイ×Node-REDでスピード制作 Weather時計のデモ
音声読み上げ機能の実装も

Node-REDのexecノードやラズパイ向け音声合成エンジン AquestalkPiを使って,時刻と天気予報を音声で読み上げるIoTデバイスをスピード制作

2025年3月12日号
ラズパイで作るリアルタイム温湿度計
ノーコードIoT開発 ウェブ温湿度計の制作デモ

Node-REDのダッシュボードの設定でゲージやグラフの表示を柔軟にカスタマイズできる.ラズベリー・パイを使ってノーコードでリアルタイム温湿度計を制作

2025年3月11日号
操作ボタンもメータもNodeRedで簡単制作
ノーコードIoT開発 ラズパイでGUIを作る

Node-REDのdashboardを使うことで,buttonやsliderなどインターフェースを作成できる.ノーコードでIoT向けのGUIを簡単に構築可能だ

2025年3月10日号
マイコンの機能アップ 鍵はI2C
ノーコードIoT開発 ラズパイでセンサを読む

SDA(データ)とSCL(クロック)の2本の配線を用いるシリアル通信プロトコルI2Cを備えるICは多い.マイコンの機能拡張の初めの1歩はI2Cの習得

2025年3月9日号
サーバもエッジも!スピード・アプリ制作
ノーコードIoT開発 NodeRed入門

ノーコードでIoTアプリケーションを開発できる視覚的プログラミング環境「Node-RED」を使って,センサ・データの処理やクラウドとの連携も簡単に実現できる

2025年3月8日号
自作CPU入門2:部品どうしをつなぐ「バス」
CPU,メモリ,I/Oが共有する会話用通信路

コンピュータを構成するCPU,メモリ,I/Oは,相互にデータをやり取りするために同じ通信路を共有し,同時に1つの通信しか発生しないようにルールを決めて利用する

2025年3月7日号
回路の動作を決めるHDLソース(.v),物理的な接続の定義ファイル(.xdc)
Xilinx FPGA入門3 重要な2つのファイル

FPGAの設計にはHDLソースと制約ファイルが不可欠.HDLは回路の動作を記述し,制約ファイルはFPGAと外部デバイスの接続を定義するもの

2025年3月6日号
ターゲットFPGAボード Basys 3に回路を実装
Xilinx FPGA入門2 回路データ・バイナリを転送

FPGAのバイナリ・データはSRAMにロードされるため,電源OFFとともに消失する.解決法は,外部フラッシュ・メモリにバイナリを保存し,電源投入時に自動的にロード

2025年3月5日号
初めてのHDL記述
Xilinx FPGA入門1 スイッチONでLED点灯

ロジック回路設計の初めの一歩も「Lチカ」.Velilog HDLで回路を記述して,Xilinx製FPGAスタータキット BASYS 3に実装

2025年3月4日号
FPGA入門 演算回路の動作テスト
シンプルかつ効果的な現実解

平方根計算を始めとする演算回路では,MSBから1ビットずつ計算を行うアルゴリズムが用いられ,検証には総当たり,コーナ・ケース,ランダム・テストなどが有効

2025年3月3日号
自作CPU入門1:コンピュータの頭脳を理解する
AIやロボットの頭脳はこうなっている

CPUを自作することは,コンピュータの本質を理解するための実践的なアプローチだ.CPU,メモリ,I/Oの連携を学ぶことで,コンピュータの動作原理が明確になる

2025年3月2日号
STM32H7ハイスペック・マイコン製オーディオ・スペクトラム・アナライザ
マイク録音とスピーカ再生

大型カラーLCDを搭載するマイコン・キット STM32H747I-DISCOを使って,再生速度&音程エフェクタを制作.オーディオ機能を制御する専用API``BSP''を利用してスピード開発

2025年3月1日号
高周波センスを磨く!スミス・チャート
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

スミス・チャートを活用することで,周波数による回路や伝送路のインピーダンスの変化を直感的に把握でき,適切なインピーダンス・マッチングを施すことができる

2025年2月28日号
矩形波は正弦波の合成
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

ディジタル信号の波形は,基本波と高調波の合成で表現できる.フーリエ級数を利用すると,矩形波の合成が可能であり,Excelを用いたシミュレーションによって伝送波形を予測できる

2025年2月27日号
高周波信号の損失要因3「基板の誘電損失」
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

FR-4基板の誘電損失は,tan\(\delta\)が0.01程度で,信号減衰が顕著.低誘電率材のMEGTRON7はtan\(\delta\)が0.001~0.002と約1/10と低く,ミリ波通信にも利用できる

2025年2月26日号
高周波信号の損失要因2「表皮効果」
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

高周波電流が導体の表面に集中する現象「表皮効果」によって,電流が流れる断面積が小さくなり,信号の減衰が増大する問題を引き起こす

2025年2月25日号
高周波信号の損失要因1「DC抵抗」
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

銅の電気抵抗率は 1.68×10^-8$\Omega$m.線路幅0.1mm,箔厚18μm,長さ100mmのストリップ線路のDC抵抗値は約1$\Omega$

2025年2月24日号
伝送線路の適材適所
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

周波数や配線の長さ,差動かシングルエンドか,クロストークを減らしたいのか,減衰を抑えたいのかなど,さまざまな条件によって最適な線路は違う

2025年2月23日号
有限要素法 電磁界シミュレータのしくみ
5G時代の先進ミリ波ディジタル無線実験室

FEMタイプの電磁界シミュレータは,メッシュ生成や連立方程式の解法に計算資源を多く必要とするため、大規模な問題では計算時間が長くなる。適切なメッシュ設計が重要