真９８改造講座 No.4,5,6 HDDアクセスレベルメーター

第4回　HDDアクセスレベルメーターの作成！

その昔、BeBox（＊１）というマシンがあった。
このマシンのすごいところは、なんといっても「CPU負荷率メータの搭載」であろう。
CPUはデュアルCPUマシンなので2個搭載している。CPU負荷率メータはなんとマシン正面パネルの
両側面に下から上までハードウェアで搭載しているのである。
つまり、CPU負荷が上がればマシンの側面のLEDメーターがぐんぐん上昇していくという、
非常にうれしいギミックを搭載（※２）していたのであった。

そして月日は流れ…
我が家にPICライタがやってきた。（※３）

PICとは、MICROCHIP社の1チップマイコンである。CPUコア、メモリ、ROM、入出力I/Oのすべてが
1チップに収まっているので、外部に外付けする部品としては、レゾネータ（※４）くらいである。

ということで、負荷率メーターを作ることにする。が、CPUの負荷率なんて、外部から知るためには、
温度上昇や流れ込む電流でも監視するほか無いので、あっさりとあきらめる。
その他になにかないだろうかと考える事しばし。
いいものがある。いろいろとLEDを交換（※５）していたHDDアクセスランプだ。

ということで、PICの中でも非常に便利（※６）なPIC16F84Aを用意した。
こいつは18ピンながらも13ポートの入出力を持つすごい奴だ。
今回はそのうち出力に8つを使用し、アクセス頻度に応じて8つのLEDが次々と点灯するというものを
作成することにした。アクセス頻度が多ければそれだけ上位のLEDが点灯すると言うものである。

ハードウェアのインプリメントは大体終わったので、次にPICマイコンで動作するソフトウェアにかかる。
ソフトはなれていないRISCライクなアセンブラであるので、どーにも納得できない命令があったりした
が、命令の詳細やハードウェアの詳細を読めば納得の行くものであった。（※７）

ということで早速98と接続（※８）

が、正常に動作しない。
まあ、そんなものか。LEDドライブ電圧が低くてデジタル回路のスレッショルドレベルを
満たせないのかもしれない。いそいそとトランジスタを用意して、LEDドライブ信号は適当な
抵抗をかましてベースに突っ込む。後は制限抵抗付きのコレクタからPICマイコンへ信号をつ
なげばOKであろう。
が、
おかしい。どーやっても出力を取得することが出来ない。
プログラムの関係上、点灯状態として取得されっぱなしなので、出力LEDは点灯したままである。
あれこれと実験していると、突如LEDが消える。
やばい。
とっさにそう思い、電源を引っこ抜き、PICに触れてみると、「あちょー」（※９）という状態であった。
原因はわかっている。基板だけで実験しているときは、電池を3本使用して、3.8V（ちょっと下がっている）
で実験していた。今回は5Vで動作しているので、LEDの制限抵抗値が低く、明るかったのだ。
やばいかな？と思っていたのだが、他のチェックに気を取られているうちに、PICがオーバードライブ状態で
昇天してしまったようだ。プログラムもできない状態である。

ここで素直にマシンのLED出力がどういった状態で出力されているか確認することにした。
マシンが起動するとき、LEDはデバイスの認識がすむまで点灯したままの状態になる。
この点灯している隙にテスタを当てて調べる。
5Vだ。
そのまましばらくほっておく。
0Vになった。
という事は、大してトランジスタも考慮する必要は無いという事であるが…
またあれこれとやってみるが状況は一向に良くならない。
識者から「とりあえずトランジスタの先にLEDをつけて確認してみたらどうだ？」
との事を聞いたので、早速やってみると…
つかない

「なんでやねん！」

と言うことで再びテスタを当ててみる。
するといつでも5Vであった。
「え？なに？引込み専用？え？ギャグ？」（※10）
おかしいなぁ…たしかに0Vになったんだけどなぁ…（※11）
まあ、こうなったからには回路を考えねばならない。ということで、詳しい奴に聞くことにする。
「フォトカプラを使え」
その手があったか。（※12）
そういえばLEDを置き換えるのだから、中身はLEDのフォトカプラはうってつけである。

実験回路基板をせこせこと作って行き、ここで大きな問題が発覚した！
そう、どー考えたって、前面パネルのHDDアクセスランプ部分に、LEDを8個も搭載できるスペースはないのである！(※13）

そこで、3色LEDを使用して、下位3ビットの3つのLEDを使用することにしてみた。
が、3原色LEDは非常に高価である。そのため、今回はRed,Green,Blueの3つのLEDを使用する。
3つしか付けないのだから、アクセスレベル8段階によって、8色に変化させてもいいかもしれない
のだが、これは3原色LEDが手に入ってからでいいであろう。

いろいろとやっていた実験基板
アクセス頻度に応じてLED点灯する
LEDは３つの原色LEDを束ねたものを接続

さて、次回は本番用基板の作成である。

注
＊１
BeOSを搭載したすごい奴。
なんというか、結局は流行らなかった。
恐らくその一番大きな原因は98互換機ではなかったと言うことであろう（嘘）

※２
ちなみに、結局BeBoxは一般人が手に入れられる前に姿を消してしまい、そのCPU負荷率メータは
幻となってしまった…のだが、後にでたBeOSにはきちんとソフトウェアのCPU負荷率メーターが搭載されていた。
もちろんデュアル環境では2つ出るとか。

※３
あいかわらずどこかで聞いたフレーズである。ま、細かい事は気にしない。
別にもらってきたわけではないのだが、いろいろとそそのかされて、秋月電子からキットを購入。
早速組み立てる。

※４
共振器という奴。今回は便利なセラロックを使用。クリスタルのほか、共振用コンデンサも内蔵済み。
とりあえず10MHzを入れた。もっと動作タイミングをシビアにするために20MHzも用意しているのだが、
実験基板なので温存。

※５
アタッチメントであるから、交換には抜いて、差して終わりというお手軽さである。（詳しくは過去の
98改造講座を参照のこと）
現在いろいろな色を経て、白色。

※６
何が便利かというと、入出力ピン数の多さもさながら、内蔵しているプログラムメモリがFLASHである
というところが大きい。これがワンタイムだと失敗すれば終わりであるし、UVEPの場合は消去が面倒
なのである。

※７
そりゃそーなのだが、RISCライクな命令セットでは命令のパワーが小さい。
そのためサンプルプログラムではやたらとマクロがあったりとか、拡張命令を使っていたりとか、
非常にわかりづらいのである。ハードウェアの構成を知っていないと振り回されるかもしれない。
なんつーか命令が原形をとどめていないのでは…

※８
正確にいうとUIDE98の出力端子である。

※９
骨髄反射という奴だな。脳で判断してから駆動するのでは遅いので、信号を脳に伝達しながらも、
駆動信号を伝えるという奴だ。
早い話がえらい熱かったということである。

※10
某まんがの影響かもしれん。

※11
よくあることである。たんなる接触不良であったのだろうか。
とにかく動いたので深く考えないことにする。

※12
やはり餅は餅屋であるな。

※13
またかい！と言われそうなので、念のために言っておくが、うすうすとは気がついていた。
しかしながらよく見ると、本体前面パネルのHDDアクセスランプの上に、吸気口として、
ぼこぼこ穴があいているではないか。この部分に径の小さいLEDを後ろに設置する手もあるかも
しれない。この穴は結構大量にあいているので、全部にLEDを搭載して、電光掲示板のように
光らせることもできそうだか、面倒（今のところ意味無し）なのでやらない。

第5回　続HDDアクセスレベルメーターの作成！

前回は試作基板を作るところまでであった。
今回は本番用基板(※１）の作成と、実際に取りつけるところまでである。

回路設計は前回で終了しているので、今回は適当な大きさの基板に回路を詰め込んで作る。
試作基板は実験用なので無意味にでかかった。
というわけで、試作してみた（※２）。