第3回 ラズパイカメラを延長する

こんにちは、暫定CEOの Lio ちゃんです(違)。

まちがえた、こっちこっちw

ちなみにこちらがプロフィール(違

ファン募集中です(ぉい


と、どうでもいいところでボケたところでさて本題です。

ラズパイカメラはフレキケーブルで接続されており精々伸ばしてもこんなものです。

※インターフェイス誌 2018 3月号より抜粋

ずいぶんと頑張りました(ぉい)が、こんなの使えませんw。
こんな脆いフレキなんか屋外に出したら紫外線で瞬殺です。
世の中には、いろいろ考えている人も居るものでこれを解決するこんな面白いアイテムがあります。

Pi Camera HDMI Cable Extension
A set of connectors to extend the Raspberry Pi camera cable with a standard HDMI cable.
Important news: it works with the V1 & V2 cameras.

 これで伸ばし放題だぜ!!!(本当か?)
では、これを使って早速検証!w

で、買ってみたw

カメラ側裏表

ピンアサインが気になるので、こんな飛び道具も準備

よし、まずこの怪しい基板のピンアサインを調べてみるか。。

流石、チャイナクオリティw
要点以外は適当です。


次に、伝送用のHDMIケーブルをゲットw

裏面の能書きはこんな感じ

そこそこ高級な感じではある。
購入はこちら


さて、どこまで伸ばせるかという以前の問題として特性どうよ?
調べてみた、横道に逸れる。。。いや道草大好きである。(馬だしw

計測器はビンボー人の味方、みんな大好き秋月通商のこれであるw

で、測定開始w
その前に、鉄腕DASHが如く評価基板から自作であるw(また道草w

出来たものがここにあります(N○Kの今日の料理風w)

で、計ってみた。
まず、I2Cラインの静電容量

1m

2m

5m

測定結果!

静電容量 SCL(15pin) -GND間 [pF]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
ケーブルなし 6.5 7.6 7.3 7.8 8.4 7.5 0.698
1mケーブル 83.1 83.3 83.9 84.5 84.6 83.9 0.680
2mケーブル 164.4 164.8 164.9 166.2 166.5 165.4 0.929
5mケーブル 420.1 420.8 421.0 420.8 421.5 420.8 0.503

 

静電容量 SDA(16pin) -GND間 [pF]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
ケーブルなし 7.3 7.6 7.6 8.1 8.4 7.8 0.442
1mケーブル 82.8 82.7 83.2 83.4 83.5 83.1 0.356
2mケーブル 161.5 160.7 161.7 162.1 163.2 161.8 0.915
5mケーブル 379.5 379.5 379.4 379.7 379.6 379.5 0.114

 

測定上の注意点としては、

1.再現性が取れるように測定条件を管理する。
具体的には、ケーブルの形をパッケージ状態からできるだけ崩さないで測定

2.ケーブルを抜き差ししながら、それぞれのケーブルを5回測定して
平均値と標準偏差を算出する。(接触抵抗の影響を配慮)

3.グラフを書き直線性があれば、その勾配がケーブルの静電容量である。
この例だと、SCL、SDAの対GND容量は 平均して79 [pF/m]である。

同様にSDA、SCL間の静電容量測定もトライしてみた。


静電容量 SCL(15pin) – SDA(16pin)[pF]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
ケーブルなし 6.7 4.2 4.2 4.6 4.2 4.8 1.087
1mケーブル 52.6 51.3 51.1 50.6 51.4 51.4 0.738
2mケーブル 94.1 93.2 92.8 91.5 91.6 92.6 1.101
5mケーブル 250.4 249.2 248.4 248.1 248.6 248.9 0.910

 

こちらは、大体 50 [pF/m] の静電容量が SDA -SCL 間にあるようである。


次にDC抵抗

DC抵抗 SCL(15pin) -SCL(15pin) [mΩ]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
1mケーブル 498 498 496 496 497 497.0 1.0
2mケーブル 844 843 835 835 833 838.0 5.1
5mケーブル 1337 1403 1330 1320 1246 1327.2 55.9

DC抵抗 SDA(16pin) -SDA(16pin) [mΩ]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
1mケーブル 507 505 499 512 509 506.4 4.9
2mケーブル 852 846 846 851 843 847.6 3.8
5mケーブル 1325 1432 1321 1328 1262 1333.6 61.4

帰路のGNDの抵抗も計ってみた

DC抵抗 GND [mΩ]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
1mケーブル 54 59 57 53 55 55.6 2.4
2mケーブル 99 118 106 107 105 107.0 6.9
5mケーブル 105 115 116 102 115 110.6 6.6

 

え?? 直線に乗らないの???
と思うかもしれないが、1m、2mと 5mではケーブルの太さが違うのであった。
伝送ロスを嫌って太いケーブルを使い抵抗を下げているのだろう。
ケーブル切断してまで確かめる勇気と財力はないw

大体、1m あたり 200mΩ程度見込んでおけばいいだろう。

 


次に参考程度だが、インダクタンスも計ってみた。
インダクタンスは帰路のGND同志は接続して測定してみた。

インダクタンス SCL(15pin) -SCL(15pin) [μH]

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
1mケーブル 2.0 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 0.055
2mケーブル 5.3 5.2 5.3 5.4 5.3 5.3 0.071
5mケーブル 14.6 13.0 14.2 15.6 12.7 14.0 1.188

インダクタンス SDA(16pin) -SDA(16pin) [μH]

 

ケーブル長さ/測定回数 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 標準偏差
1mケーブル 2.0 2.0 2.2 1.9 2.1 2.0 0.114
2mケーブル 5.4 5.2 5.2 5.2 5.4 5.3 0.11
5mケーブル 15.3 13.1 14.6 14.6 12.6 14.0 1.131

 

で、グラフにするとこれ

これはケーブル長比例でキレイに出ている。
3.0[μH/m] ってところだろう。

 

以外にインダクタンスがキレイに出たので特性インピーダンスを計算してみる。

Wikiediaによれば(超どや顔w

なので(損失がない場合)

L=3.0[uH/m], C =80 [pF/m]

Zo = 194 [Ω]となる。

へーそんなもんなんだ。。。

で、何をしようとしていたっけ?????

道草うまし(違w)

いや、リアルに道草うまそうなんですけど、、、、

脱線したw

なんだっけ。。


ラズパイカメラがどんだけ伸ばせるか??

前述のこのサイトのような感じでフツーに楽々5m伸ばせましたw

※イメージですw

じゃ、完全自力でやってみるぜ!!!

見よ! この  MIPI 4Lane 対応版!!!!

ドヤ顔でテストしてみた。

結果:

一応動いたけど、1mでも安定しない。
やっぱ基板起こさないと無理かなぁ、、
最大 1GBps 通るんだしw

心を折らず基板起こすぜ!!!w

 

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