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日経NWTWORK 2015年11月号発売になりました

日経NETWORK 2015年11月号 発売

日経NETWORK2015年11月号
日経NETWORK  2015年11月号

今月号は、連載記事の「ネットワーク実験室」に加え、 特集2「Wiresharkで無線LANトラブルシューティング」を担当しました。 最近は、スマホやタブレットの普及で、無線LANのトラブルシューティングの機会が増えているかと思います。有線LANのパケットキャプチャでは、オープンソースのWiresharkが有名ですね。Wiresharkでも、 無線LANのパケットのキャプチャができます。 特に、無線LANの場合、電波状況やIEEE802.11無線LANフレームなど低いレイヤの情報が必要になることも多いです。 しかし、Windows版のWiresharkの場合、特殊なアダプタを使わないと、IEEE802.11フレームそのままの姿でキャプチャすることができません。 そこで、linux版のWiresharkを使うと、条件はありますが、IEEE802.11フレームやラジオタップヘッダと呼ぶ無線の情報をキャプチャすることができます。 この特集では、Wiresharkを使った無線LANのキャプチャの方法や、Windows版とlinux版のWiresharkの違い、Wiresharkを使った無線LANのトラシュー事例などを書いています。 連載の「ネットワーク実験室」は 「ドローンが飛ぶ上空の電波状況を調査せよ!」です なにかと話題のドローン(空飛ぶマルチコプター)の中には、2.4Ghz帯ISMバンドの無線LANを使って機体のコントロールをしたり、動画の無線伝送を行うタイプがあります。しかし、街中では、建物内外の無線LANのAP(アクセスポイント)が山ほどあり、それが2.4Ghz帯ISMバンドの混雑の一因となっています。そこで、上空のドローンから、2.4Ghz帯の無線LANを見ると、地上のAPがどれほど、検知できるのか、実験してみ…たかったのですが、9月の法改正で、街中でドローンを飛ばすことはできなくなりました。そこで、代わりに高いところ、高いビルの展望台から、無線LANのツールを使って、無線LANのAPの数や電波の強さを調べました。はたしてその結果は…

高いビルで無線LANを観測
高いビルで無線LANを観測

          日経ネットワークhttp://itpro.nikkeibp.co.jp/NNW/ は 、大きな本屋さんで店売しているところもあります。 見かけたら、手に取って頂ければ、幸いです。        

ベーマガ01(電子工作マガジンNo.26)掲載「止まったらOUT」について

ベーマガ01こと、電子工作マガジンNo.26(2015年春号)掲載の 「止まったらOUT」について、いろいろと ご意見を頂きました。 PIC_0099 「数字キーを使うと、ゲームオーバーの後、2とか6とかの文字が残り、その後にRUNを入れると 2 RUN とかになり、プログラムが崩れるので不便では? カーソルキー、やJKIMなどのキーの方が良いのでは?」とのご意見を 頂きました。

実は、意図的に、キャラの移動に数字キーを使っております。
上記のように、ゲームが終わって、その後に、RUNを入れると、「 2 RUN」 などとプログラムにゴミが入って、 動作しなくなる場合が良くあります。
これは、面倒な問題なのですが、誌面に掲載のリストでは、あえてそれを残しています。

こどもさんが、操作していて、プログラムが崩れた場合は、「LIST(RET)とすると、ゲームのプログラム(処理の順番をコンピュータに解る言葉で書いたものね) を見ることができるよ。ここに、要らないものがあるから、これを消せば プログラムを直すことができるよ。」 と、LISTコマンドで プログラムリストを見せてあげることができます。

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小学生の高学年であれば、2 RUN や 22 RUN などの要らない行を見つけ、RUNをバックスペースやDELキーで消す こともできます。(人によりますが)

それを、通じて、
・コンピュータってプログラムと言うもので、動いていること
・コンピュータのプログラムに間違い(バグ)があると、正しく動かない
・(BASICインタプリタの場合)その間違いを、見つけることができれば、
それを直すことができる。
などのことを、伝えることができます。

また、低学年の子には、「LOAD (RET)と、押せばいいよ」と、 LOADコマンドで 、プログラムが新しく入ることを、伝えることができます。
このように、プログラムが崩れ、不具合が出ることにより、 ゲームのプログラムを意識できるようにしています。

なお、今回、ベーマガ向けのプログラムを作るにあたって、
次号以降の投稿のサンプルになることを意識して、以下のことを考慮しました。

1)シンプル に。
小学生低学年の子に、1分で操作方法(ゲームの遊び方)説明ができる。
2)プログラムがわかりやすい
プログラムのコメントが書きやすい
フローチャートも書きやすい
3)移植、改造がやりやすい
4)敷居を上げすぎない(この程度だと、僕にも作れそうと、思ってもらえる)

それ故に、
・同じようなIF文が並んでおり、冗長では?
・もっと短く書けるのでは?
などの、ご意見がでるのも、当然です。 マルチステートメントや条件分岐に論理関数を使って、プログラムを短くすることもできますが、プログラムの流れが読みにくくなるので、避けるようにしました。

いろいろと、改良できる点が多々あると思いますの、 読者の皆さんで弄っていただければと思います。

電子工作マガジンNo.26( 2015年春号)掲載記事の補足(オーディオ)

電子工作マガジンNo.26( 2015年春号)掲載
オペアンプ取っかえ!引っ替え!「見える化」大実験!
の記事の補足情報です。

ベーマガ復活!(コーナー)で、品薄状態の電子工作マガジンNo.26( 2015年春号)ですが、Ichigojam以外にも、いろいろと執筆しております。

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オペアンプ切り替え可能 ポータブルヘッドフォンアンプ KP-HAMP61

同記事は、共立電子産業の「オペアンプ切り替え可能 ポータブルヘッドフォンアンプ KP-HAMP61」を使って、オペアンプの種類により、音が変わることを、フリーの音楽再生ソフトfoobar2000の spectrogram機能を使って、見える化してみよう!と言う内容の実験記事です。P.111の写真6の矢印(↓)の位置が、ずれて、掲載されていますので、本文と写真6のつながりが良くわからない状態になっています。そこで、本来の図を下に掲載させていただきます。

オペアンプ比較ネタ図修正

よく、「オペアンプを変えて、音が本当に変わるの!?」「単なる思い込みじゃないの?」とかの、話もききますが、今回、3つのOPアンプで調べたところ、このように、僅かですが、foobar2000の spectrogram機能で、違いを観測することができました。

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実験方法は、PC上の音源(CDのデータ)を、オーディオインタフェースでアナログに戻して再生し、オペアンプ切り替え可能 ポータブルヘッドフォンアンプに入力。そのアナログ出力を、ハイレゾ対応ICレコーダーでハイレゾ(96kHz/24ビット)で録音。そのデータを、foobar2000で再生し spectrogram機能
で、表示させて、音を見える化しています。その作業を、3つのオペアンプを切り替えながら、比較しています。詳しくは本誌をご覧ください。

 

(新)ベーマガこと、電子工作マガジンへのプログラムの投稿について

先週から「(新)ベーマガこと、電子工作マガジンへのプログラムの投稿は、IchigoJam 以外もOKなの?」と言う質問を多く聞きます。

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そこで、編集長に確認すると 「当面は、Ichigojamのみの投稿を受付けましょう。」 「他の機種は、徐々に」 とのことです。 他機種や各種のエミュレータなどのニーズもありそうですが、 現在、昔のベーマガの仕事に携わっていた人も、社内で 電子工作マガジン編集長(元ベーマガ編集長)だけの状況ですので、人材が居ないのが現状の様です。 ※公式ホームページが、都合により更新が止まっているのも、マンパワー不足のためでしょう。

電子工作の投稿も歓迎

なお、「電子工作マガジン」ですので、BASICプログラムだけではなく、 Ichigojamを活用した電子工作、その他電子工作、ハム、ラジオ、オーディオ等の 投稿も歓迎のようです。 お問い合わせ、投稿先は、 web@denkomagazine.net です。 よろしくお願いします。

電子工作マガジンNo.26( 2015年春号)掲載記事の訂正

319日に電子工作マガジンNo.26( 2015年春号)が発売され、そのなかに、2ページだけですが、マイコンBASICマガジンが復活しております。ネットでも、大きな反響があり、通販サイトや書店で売り切れ店も続出するなど、想定外の反響に驚いています。まことに、ありがとうございます。

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昨日、大阪・日本橋ストリートフェスタ・ものづくり会場にて、お会いした人に、Ichigojamとシリアルの接続方法についての記述の不備を、ご指摘を頂きました。現在、出版社の事情により、電子工作マガジンの公式WEBサイトの更新が止まっており、正誤情報を提供できません。そこで、このサイトで、公開したいと考えます。

 

電子工作マガジンNo.26 P.66の第1図

 下記の図の1(上)のように、TXDRXDをクロスする必要があります。

イチゴジャム追加改

本誌で、紹介しているUSBシリアル変換(TTL-232R-3V3およびAE-FT234X)をIchigojamをつなぐ場合は、IchigojamUSBシリアル変換側の、TXDRXDをクロスする必要があります。また、P.66下の記述も「IchigoJamRDXTDXGNDTTL-232R-3V3TDXRDXGNDに接続します」が正しい記述となります。なお、内部でRDXTDXがクロスしているモジュールの場合、本誌の図と同じ接続になります(図の2)。

御迷惑をおかけ、もうしわけありません。

追伸 (ネットワークオーディオ)なぜ、普通のカテゴリ5EのLANケーブルを推奨しているのか?

記事を公開後、いろいろな意見を頂きました。その中には、「オーディオ的には、はやり、カテゴリ7などのシールドケーブルを使うべきだ」とのご意見もありました。その中には、アナログ領域の話と、デジタル領域を混同されている方や、TCP/IPのデータ伝送とUDP/IPのデータ伝送を混同されている方もおられました。

例えば、「LANケーブル中でのノイズ等により、1と0のビットが化けると、デジタル伝送であっても、ノイズになるはずだ。だから、ノイズに強いSTP(シールド付のLANケーブル)を使用するべきだ」との、意見もありました。たしかに、UDP/IPで伝送するVoIP(IP電話)では、イーサネットLAN(OSIのレイヤ1及びレイヤ2)のレベルでビットエラーが発生すると、LANのフレーム(パケット)そのものがFCSチェックにてエラーとなり、NICで捨てられ、1フレーム分のロスが発生し、ノイズまたは、無音になる場合があります。しかし、これは、IP電話やTV会議システムなどの音声デジタル伝送の話であって、通常のPCオーディオでは、DLNA(Digital Living Network Alliance)を使っており、音楽データの再生にはTCP/IPを使っている実装がほとんどだと思います。TCP(OSIのレイヤ4)は、伝送エラーが発生すると、自動的に再送し、ビットパーフェクトなデータ伝送を行ないます。これは、LAN(レイヤ1,2)やIP(レイヤ3)において、エラーが発生しても、自動的にエラーを修正することを意味します。また、受信したデータは、バッファメモリに蓄えられ、圧縮していないWAVデータの場合は、使用している音声符号化方式(コーディング)のサンプリング周波数に合致する一定周期で、データを呼び出し、DA変換されます。バッファに溜まっているデータを読み込みますので、多少のLAN(レイヤ1,2)やIP(レイヤ3)においてエラーが発生しても、すぐさまノイズや無音などの不具合はでないはずです。但し、TCPでのエラー訂正が間に合わないほど、LANやIPでの伝送にエラーが連発すると、データ伝送が間に合わずバッファのデータが枯渇してしまい、その結果不具合が出る場合があります。(特に2.4GHz帯の無線LANの場合、電波が混雑しやすいので、この現象が発生しやすいです。)言い換えると、バッファのデータが枯渇せずに、バッファに一定量以上のデータ溜まっている場合、データを読み込みが安定し、定周期でDA変換できます。そのため、デジタル領域では、ビットパーフェクトな伝送になり、ノイズ等の発生は無いと考えます。

STPの問題点
有線のLANの場合、シールド無しの普通のLANケーブル(UTP)を使うと、パルストランスにより、絶縁しますので、ノイズの伝搬はすくないものと考えられます。しかし、シールド付のSTPを使うと、シールド線を介して、ルータ、L2スイッチ、NAS等などのネットワーク機器のGNDと、ネットワークオーディオプレーヤーのGNDが繋がることになり、ネットワーク機器のノイズを、オーディオプレーヤー側で拾ってしまい、アナログ領域で影響が出る可能性があります。STPケーブルは、両端でGNDを取って、はじめて有効なシールド効果を発揮しますが、片端だけGNDを取り、もう一方はGNDを取らない場合、アンテナの働きをすることがあり、シールドラインから、外来ノイズを拾う可能性があります。注意して頂きたいのは、現在市販されている家庭用のブロードバンドルータや無線ルータは、ほとんどがSTPに未対応である点です。これは、雷害時に、ルータからPCや他の機器への影響を下げるためだと、思います。なお、STP対応、未対応は、ルータのLANの口の周りが、樹脂ならSTP未対応、LANの口が金属ならSTP対応です。) STP未対応のルータに、ネットワークオーディオプレーヤーからSTPケーブルで接続すると、前述したように、正しいGND接続とならず、ノイズをもらう可能性あります。また、ルータが無線LANのアクセスポイント機能を持つ場合、無線の回路からのノイズを、STPケーブルが拾うことなり、それが、ネットワークオーディオプレーヤーに回り込み、アナログ領域でのノイズなる可能性が考えられます。これは、日経NETWORK誌※の実験記事でも書いた状況と、同じ状況となります。 ならば、STPケーブルとLANアイソレータの組み合わせなら!と言う意見も、耳にしますが、筆者は、LANアイソレータを使ったことがありませんので、何とも言えません。もしかすると、ノイズが減るのかもしれませんが、私には、わかりません。

以前にも書きましたが、ネットワークオーディオでトラブルが出ている方は 高価なLANアイソレータや高価なケーブルを使う前に、すべてのLANケーブルを普通のシールド無しのLANケーブルに変えて、またルータとネットワークオーディオプレーヤーの間に100BASE-TX対応の普通のL2スイッチ(スイッチイングHUB)を入れて、ネットワーク機器として正しい状態に戻してみることをお勧めします。(もちろんIPの設定は正しい状態で)
オーディオとしての、チューニングは、その後のお楽しみとして。

※日経ネットワーク 2013年8月号 試せば理解が進む ネットワークなんでも実験室 ネットワークオーディオに雑音が混じる原因を突き止めろhttp://ec.nikkeibp.co.jp/item/backno/NN0160.html

概要:カテゴリ7のSTPケーブルをJJコネクタ(延長用コネクタ)でシールド無しのLANケーブルとつないで、不適切なSTPケーブルの使い方を行うと、無線LAN機器のノイズを拾って、アナログ領域でのノイズが音として聞こえる発生することを、実験で確かめた。
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Raspberry Piで電子工作入門 セミナー開催します

前回、満員御礼だった Raspberry Piで電子工作入門セミナー
2014年12月18日(木)  大阪南港ATC ソフト産業プラザiMedio にて行います。
Raspberry Pi B+は、LANのインタフェースを内蔵しており、
単体でTCP/IPの通信ができますので、
IoT(Internet of Things )やM2M(Machine to Machine)の入門電子工作
にも最適です
なお、Raspberry Pi B+ SDメモリカード、電子部品は、お持ち帰りできます
【イメディオ・制作技術セミナー】
話題の小型パソコン基板Raspberry Piで電子工作入門~イメディオ電子工作部

Raspberry Piで電子工作入門 セミナー
Raspberry Piで電子工作入門 セミナー

詳細は↓
http://www.sansokan.jp/events/eve_detail.san?H_A_NO=18309

日経NETWORK『ネットワークなんでも実験室』連載8年目に突入

日経NETWORK2014年10号発売中!

今回も、日経NETWORK誌(日経BP社)に『ネットワークなんでも実験室』を寄稿しました。
この連載は、2007年10月号が第一回目で、おかげさまで、今号で連載85回目、すなわち8年目に突入になります

日経NW2014年10号 表紙
日経NW2014年10号

毎回、ネタとオチに苦しんでおりますが、この号もネタが決まらず、四苦八苦していました。
そんなとき、事務所仲間の菅工房さんから「beaglebone black が入荷したよ」との声が。
じゃ、beaglebone black ネタで行こう!と決めました。

beaglebone black
beaglebone black

mbedやraspberry piなどの流行、キーワードとしてはIoTやM2Mの流行で、
マイコンをネットワークに接続することが多くなっています。
でも、インターネット接続はセキュリティが気になります。
昔はtelnetを使って遠隔ログインをしていましたが、今では、SSHでセキュリティを保つのが一般的です。
しかし最近では、SSHで暗号化しても、ユーザ認証がユーザID/パスワード認証の場合、
総当たりの攻撃や辞書攻撃に対しての脆弱性が指摘されています。
そこで、公開鍵を使った認証が薦められており、その使い方などが、電子工作の雑誌などで紹介されています。
しかし、SSHの公開鍵を使った認証について、ネットワーク技術の面から取り上げた記事は意外と少ないので、
今回のネタにしてみました。

紀伊国屋などの大きな本屋さんでは、店頭でも販売しておりますので、見かけたら手に取って頂ければ幸いでございます。

なぜ、普通のカテゴリ5EのLANケーブルを推奨しているのか?

前回のネットワークオーディオのトラブルに関する投稿について、
「なぜ、普通のカテゴリ5Eを推奨しているのか?」「その根拠は?」
とのご質問を受けました

ネットワークオーディオというよりも、通信ネットワークの観点から考えると、現在主流の10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-Tを使う場合、カテゴリ5Eケーブルで十分で、カテゴリ6以上を使う必要がありません。ましてはカテゴリ7として市販されているRJ45を使ったLANケーブルは、カテゴリ7の規格を満たしていません。また、市販のカテゴリ6以上のケーブルも、その規格を満たしていないものが多く販売されているのが実状です。
昨年、雑誌記事の企画で、市販のLANケーブルが規格に合っているかを、プロ用のLANケーブルテスターを使って調べる機会がありました。

カテゴリ5E~7? ケーブルのテスト
カテゴリ5E~7?
ケーブルのテスト

この記事の執筆のため、
米国FLUKE社DTX-1800をお借りして、パソコン店で市販しているLANケーブルが、該当するカテゴリに準拠しているかをテストしました。(パッチコードテスト)

結果は、カテゴリ5Eは、多くのメーカの製品でOKでましたが、残念ながら、カテゴリ6、カテゴリ6Aは、大手メーカを含めほとんどの製品がNGでした。私が測定した市販ケーブルの内、合格したのは1社のみでした。

米国FLUKE社DTX-1800で市販のカテゴリ6ケーブルをテスト
米国FLUKE社DTX-1800で市販のカテゴリ6ケーブルをテスト

なお、市販のカテゴリ7?ケーブルは、そもそもカテゴリ7がRJ45を使う規格ではないので、「規格に合っているか?」の以前の問題であり、試験もできません。当然ながら、FLUKE社DTX-1800もテストに対応していません。ちなみに、下位のカテゴリで調べたところ、カテゴリ6Aはおろか、カテゴリ6でもNGとなりました。あまりにも、結果が酷いので、製品不良の可能性もあるかと思い、もう全く同じケーブルを購入して試験しましたが、同じ結果でした。あまりにも残念なのですが、このような製品が、1mのケーブルで定価が2000円弱で販売されています。

要は、表記の規格を満たしていない可能性が高い、だけど、高価なカテゴリ6以上のケーブルを使うよりは、下位グレードであるが、その規格を満たしているカテゴリ5Eのほうが、通信ネットワークの観点から言うと、必要十分で、安心して使えるかと考えます。

なお、前回も書きましたが、ネットワークオーディオのトラブルは、LANケーブルやIPアドレスの設定不具合によるものが多いかと思います。ネットワークオーディオを正常に機能させるには、「オーディオ」以前に、通信ネットワークを正常に機能させる必要があります。そのためには、まずは高価なLAN ケーブルではなく、シールドがない普通のカテゴリ5EのUTPケーブル用い、IPアドレスの割振り(設置するネットワーク環境に合わせたアドレスの設定)を行うなど、通信ネットワークとして基本的なことを、確認して頂けたらと思います。

ネットワークオーディオのトラブルについて

昨年、日経ネットワーク誌に、ネットワークオーディオのノイズ混入実験の記事※を書いてから、ネットワークオーディオのトラブルに関するお問い合わせが増えてきました。

※日経ネットワーク 2013年8月号
試せば理解が進む ネットワークなんでも実験室
ネットワークオーディオに雑音が混じる原因を突き止めろ
http://ec.nikkeibp.co.jp/item/backno/NN0160.html

 

良くあるのは
(1)NASとオーディオプレーヤーがつながらない
(2)音が途切れる
(3)音にノイズが混じる
(4)IPアドレスがらみ?のトラブル
です。

案件によって異なりますが、
多くの場合は、LANケーブルの不具合や、ケーブルの接続間違い、ネットワーク機器
(ルータ、NAS、NWオーディオプレーヤ、スイッチングハブ)の設定間違いによるIPアドレスの割り当ての不具合が、原因のようです。

 

アドバイス

ネットワークオーディオのトラブルに対するアドバイスですが、下記の基本的な事項を守っていただけると、不具合が解消することが多いようです。(すべてのトラブル事例に当てはまるわけではありません)

・ネットワークの中核にスイッチングハブ(L2スイッチ)を配置して、
そこに集線する。(NWオーディオプレーヤー、NAS、
ブロードバンドルータ等をつなぐ)

・ブロードバンドルータをLANに接続して、常に動作させる。
  ブロードバンドルータが内蔵する、DHCPサーバを常に、ネットワークに接続しておきます。

・固定IPを使わない。DHCPサーバを使う(自動設定に任せる)
ネットワークやPCの知識に自信があり、IPアドレスの構成設計が
できる場合を除き、 IPアドレスは自動設定(DHCP)を使う設定に
したほうが良いでしょう。
また、DHCPサーバーを接続せずに、DLNA/UPnP機器が有する AutoIP 機能によるIPアドレス自動割り当て機能を使った場合でも、NASとオーディオプレーヤーの接続ができる場合もありますが、
インターネット上のサーバとつながらない等のトラブルが出 やすいので、DHCPサーバを接続してください。
・LANケーブルは、シールドが無い普通のカテゴリ5Eを使う。
シールド付LANケーブル(俗にSTPと呼ばれているもの)は、使い方
が難しく、ネットワークのプロでも、使いこなしに困る代物です。
特に、STPに未対応の機器にSTPケーブルをつなぐと、ノイズ混入
等のトラブルの原因になる場合もあります。まずは、シールドなし
LANケーブル(UTP)で、接続をしてください。
・LANケーブルのアクセサリはすべて外す
すべてのイーサネットLANを使った機器は、始めからパルス
トランスでアイソレートされていますので、安心してください。
・無線LANを使って接続しない。
無線LANは、他の無線LANの電波と干渉して、転送レートが落ちた
り、接続が切れたりする場合もあり、 不安定になりがちです。
特に、データ量の多い、ハイレゾ音源には不向きです。
・ルータは1台にする。
無線LANルータを追加後、IPアドレスの配布がおかしくなる場合
があります。これは、DHCPサーバ機能が複数になるため、IP
アドレスの配布が混乱するためです。すでに、ルータがある環境
では、追加する無線LANルータのルータ機能を切って使用する
る必要があります。

とにかく、オーディオ機器であるまえに、
通信機器として安定して動作させる必要があります。
そのためには、通信機器として、ごく普通に、ごく当たり前に接続して、動作させることが大事です。音質とかは、その後で、チューニングしてみてください。