ZEPマガジン

M5Stack Core2は，Wi-Fi/Bluetooth/タッチパネルLCD/スピーカ/マイクを搭載するマイコンキット．NTP時計やインターネットラジオなど，IoTエッジをPythonで簡単に自作できる

MATLABは米MathWorks社が開発した数値解析ソフトウェア．複雑な行列演算を数行のコードで記述できる．ロボティクスからソフトウェア無線まで，制御や信号処理アルゴリズム開発に欠かせない

ポテンショスタットは，反応性溶液の特性評価に利用する電気化学分析装置．作動電極と基準電極の間に精密な電圧を加えて電流を計測して，溶液のインピーダンスや化学反応速度を測る

USB TypeCなど，10Gbps超の高速域では信号の波長が短縮される．エラー要因として，信号線路の損失，反射，共振，skew，外来ノイズなどが挙げられる

高速信号では，線路間結合「クロストーク」が通信の品質に悪影響を及ぼす．LTspiceにはできないSパラメータ解析対応のSPICE系回路シミュレータ“QucsStudio”で波形シミュレーションを実行

10Gbps超の信号を扱うUSB Type-Cコネクタは，SMD実装が基本．しかしリワーク作業性の理由から，信号損失や反射を引き起こす可能性のあるスルーホールが使用されることも多い

CADで描く基板の外形線は一筆書きでなければならない．製造エラーにつながらないよう，線データの交差や重複がないか注意深く確認する必要がある

ドリル・データはプリント基板上のスルーホールやパッドのための穴を開ける工程で使用される．Excellonフォーマットで記述され，穴の位置，サイズ，層情報を含む

FreeRTOSは，組み込みシステム向けの軽量でシンプルな定番のリアルタイムOS．その機能はタスクの競合を回避する優先順位管理やスケジューリング

タスクは，初期化部とアプリケーション部で構成され，ステートマシン形式で設計される．状態遷移を制御することで，初期化や繰り返し処理を効率よく実行できる

IoTエッジのマイコンには，インターネット通信，センサ計測，LCD表示など，多種多様なタスクを並行して処理する能力が求められる．解決のかぎはリアルタイムOS（RTOS）の導入

赤外線を放ち反射光の強度を測定するライン・センサを使うと白黒のパターンを識別できる．計測値に環境光やノイズが含まれる場合は，移動平均を用いた信号処理が有効

ライン・トレーサの直進性は，左右モータの個体差や床面摩擦，ギアの組立て精度など，多くの誤差要因によって損なわれる．Bang-Bang制御とPID制御の補償性能を比べてみた

高周波信号をロスなく伝送するために欠かせない作業がスミス・チャートを利用したインピーダンス・マッチング．忘れてはいけないのは事前シミュレーションによる周波数範囲の絞り込み

スペアナやネットアナなど，繊細なRF測定器を使って高周波回路を評価するときは，直流成分や大電力による入力回路の破損リスクを低減する「DCブロック」が有効

ネットワーク・アナライザの測定精度を上げるにはレンチを使った締め付けトルク管理が重要．ショート/オープン/ロード/スルーのキャリブレーション用基準器の扱い方を解説

センサで物理量を測ってマイコンに入力する．マイコンは目標値と測定値の差分に合わせてモータの回転量を調節し，システムの状態を目標値に近づける．この一連をフィードバック制御と呼ぶ

GPUでは，多数の演算ユニットを同時に動かすことで，画像処理やシミュレーションの計算を一気に片付けることができる．CPUとGPUで画像の処理時間を実際に比べてみたところ156秒が4.8秒に

位相ノイズは，信号の位相が時間とともにランダムに変動することで生じる．揺らぎが多いと，ディジタル通信でのビット・エラー率が増し，アナログ通信では音声や映像の品質が劣化する

角度推定は，ノイズが多い加速度センサとドリフトが蓄積しやすい角速度センサの2つから取得した情報を組み合わせて行う．鍵はカルマン・フィルタの軽量版「マドウイック・フィルタ」