Archive for the ‘Debian’ Category

Raspberry PiにGPSモジュールを接続3

さらにもう一台のRaspberry PiにGPSモジュールを接続してみました。
今度のGPSモジュールもV.KELというメーカーのもので前回と同じメーカーです。VK16Eというモジュールです。
メーカーのホームページの商品紹介には存在しなくなているので現行商品では無くなっているようです。
VK16E
GPSチップはSiRF Technology(現CSR)のSiRFstarIIIです。
以前は高性能の代名詞の様なGPS受信チップだった気がします。
実際にGPS信号を室内で受信してみようとすると感度が悪くなかなか受信できません。
起動時に受信できない状況で起動し、電波が受信しやすい場所に移動しても位置が確定するまであまりにも時間がかかり過ぎます。
意外とGPS受信チップも改良が進んでいる事を改めて実感しました。

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Raspberry PiにGPSモジュールを接続2

もう一台のRaspberry PiにGPSモジュールを接続してみました。
今度のGPSモジュールはV.KELというメーカーのもので前回と同じメーカーです。VK2828U7G5LFというモジュールです。
VK2828U7G5LF
GPSチップはu-bloxのUBX-G7020-KTです。
チップ(u-blox 7 GPSレシーバー・チップ(UBX-G7020))の特徴は以下の通りです。
・GPS、GLONASS、QZSS用マルチGNSS測位エンジン
・GalileoおよびCompass対応
・最小の占有面積:30mm2以下
・低消費電力と高感度を実現
・最小の部品数、必要な外部コンポーネントはわずか8個
・優れた妨害電波耐性
・UART、USB、SPI、DDC(I2C準拠)インターフェースを装備
前回使用したVK16U6とは1世代違います。
接続するRaspberryPi側は前世代とまったく変わりません。
そのままの設定で接続できました。

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Raspberry PiにGPSモジュールを接続

Raspberry PiにGPSモジュールを接続してみました。
接続したGPSモジュールはV.KELというメーカーのVK16U6というモジュールです。
VK16U6
GPSチップはu-bloxのUBX-G6010-STの様です。
チップ(u-blox 6 GPSレシーバー・チップ(UBX-G6010))の特徴は以下の通りです。
・-162 dBm および -148 dBm (コールドスタート)でナビゲーション可能
・AssistNow Autonomousによる迅速な捕捉
・設定可能な電源管理
・ハイブリッド GPS/SBAS エンジン (WAAS、EGNOS、MSAS、GAGAN)
・妨害電波抑制
・A-GPS: AssistNow Online およびAssistNow Offline をサポート、OMA SUPL 準拠

今回このGPSモジュールをNTPサーバに接続させます。
GPSモジュールをNTPサーバへ接続する方法は2種類あります。
1つはGPSモジュールのNMEAを解釈させる方法
もう1つはPPS信号という割れる1秒に1回onする信号を入力する方法
です。
PPS信号の精度はすごく高いですがPPS信号のみでは時刻情報になりません。
1つ目の方法でもネットワークに依存せずそこそこの精度で時刻を取得できるので悪い方法ではありません。オフラインでも時刻が欲しい場合に良い方法になると思います。
現在のGPSモジュールの感度はかなり高いのでGPSのアンテナを屋外に出す必要はあまりないと思います。窓際にGPSのアンテナをおければほぼ問題ありません。
今回使用したモジュールは小さなバッテリーを持っており、少しの時間電源Offになっても電源供給が再開されると比較的すぐに受信が再開されます。GPSは原理的にコールドスタートとなってしまうと最短でも30数秒受信開始までかかってしまいます。バッテリーのお陰でそのような時間がかかることもなく快適に使用出来ます。

PPS信号をカーネルで処理するためには以前のRaspberry Piのバージョンではカーネルからビルドする必要がありましたが2015年以降にリリースされているRaspbianはPPS信号入力対応ですのでカーネルからビルドする必要はありません。
それでも、若干動かすまで面倒です。
ntpはパッケージのものは使用出来ないのでソースからビルドする必要があります。
ビルドは2Bでも16分くらいはかかります。

ちゃんと動作すると数マイクロ秒のふれの範囲に収まり非常に安定したタイムサーバーになります。

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Raspberry Piにziproxyをインストール

Raspberry Piにziproxyをインストールしました。
sudo apt-get install ziproxy
でインストール出来ます。

設定ファイルは
/etc/ziproxy/ziproxy.conf
にあります。

デフォルトのポートが8080です。
その他設定はお好みで。

通信速度の遅い環境では活躍しそうです。
LAN環境ではちょっと重い感じになってしまいます。

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Raspberry Piにsquid-cacheをインストール

Raspberry Piにsquid-cacheをインストールしました。
sudo apt-get install squid3
でインストール出来ます。
squidをRaspberry Piで運用する場合、microSDの寿命が気になるところです。
今回はすべてキャッシュもオンメモリーのみ、ログレスとしました。

設定ファイルは
/etc/squid3/squid.conf
にあります。

ディスクキャッシュレス設定は
cache_dir
を記載しないことでディスクレスとなります。

ログレスとするには
access_log none
cache_store_log none
cache_log /dev/null

を設定ファイルに記載します。

その他設定はお好みで。

これでオンメモリー、ログレス運用が可能です。

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Raspbianのセットアップ5

xrdpをセットアップしていきます。
モニタレス(ディスプレイレス)運用を行いたいのでリモートで操作できることは重要です。
デフォルトでもSSHサーバが起動しているのでSSHクライアントがあればテキストベースの操作はできます。
debianでのGUIリモート接続はvncサーバがよく使われますが設定がちょっと面倒です。
そこでxrdpの登場です。
xrdpが使用できると特にWindowsマシンからは標準でインストールされている「リモートデスクトップ接続」で接続できるようになります。
リモートデスクトップ接続はサーバー機側に設定をしておかなくても接続する機器の表示能力に応じて画面サイズが変えられます。
素のvncサーバーに比べると大変便利です。

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Raspbianのセットアップ4

Synapticパッケージマネージャを導入します。
SynapticはGUIで使用するパッケージマネージャです。
単なるパッケージの維持管理ならばコマンドラインの方が便利かもしれませんが新しいパッケージを探したりインストールする場合はパッケージの説明も見れますしSynapticの方が便利です。

コマンドラインのパッケージマネージャ
apt-get
です。

apt-get update
でファイルリストを更新して
apt-get upgrade
でパッケージの更新を行えます。

Synapticパッケージマネージャを導入するには
apt-get install synaptic
とします。

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Raspbianのセットアップ3

サーバー機運用なのでネットワークアドレスが変わってしまうと不便です。
そのためIPアドレスの決め方をDHCPからstaticに変更し固定します。
ネットワークの設定は
/etc/network/interfaces
にあります。

iface eth0 inet dhcp

の部分を以下のように書き換えます。

iface eth0 inet static
address 192.168.x.xx
netmask 255.255.255.0
network 192.168.x.xx
broadcast 192.168.x.255
gateway 192.168.x.xx

IPアドレス部分のxは適宜書き換えてください。
再起動をすれば設定が反映されます。
再起動は
sudo reboot
です。
ユーザー権限では再起動できません…

電源を切る場合は
halt
もしくは
sudo shutdown -h now
です。

ホスト名の変更は
/etc/hostname
/etc/hosts

を書き換えます。

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Raspbianのセットアップ2

Raspbian本体の設定を進めます。
コマンドラインでの設定ファイル変更は好みではないのでGUIを起動します。
startx
でGUIが起動します。
これで一般的なメモ帳並なエディタが使用出来る様になります。
このRaspbianでのメモ帳は「Leafpad」です。
設定ファイルは管理者のアクセス権が設定されているので、ターミナルを起動し
sudo leafpad
でLeafpadを起動しないとアクセス権に阻まれ変更しても保存できません。

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Raspbianのセットアップ1

Raspbianをセットアップしていきます。
今回手に入れたRaspberry Pi Model B+は簡易サーバとして使用することを目標とします。
そのような目的もありモニタレスで使用するように仕上げていきます。

最初はHDMI経由でテレビに接続しセットアップを行います。
もちろんUSBキーボードは必須、USBマウスがあるとGUIでの取り扱いが容易になります。
電源はmicroUSBコネクタ経由となります。
特に電源スイッチがあるわけではないので挿すと直ぐに電源が入ってしまいます。microUSBのコネクタはすべての結線が終わってから挿す方が良いでしょう。
電源はデータシートからすると5V 2Aを要求します。しっかりした電源を用意しましょう。

電源を入れるとRaspbianが起動していきます。
Raspi-configが起動しますが、終了してしまっても
sudo raspi-config
で再度このプログラムは実行できます。
このプログラムの中で
expand_rootfs
項目は実行する必要があります。
これを実行すると使用しているメモリカードの容量までファイルシステムの容量を拡大させます。

change_local
change_timezone

も設定した方が良いでしょう。
言語は日本語で使用する場合もUTF-8が無難です。
日本のタイムゾーンは+9時間です。

Raspi-configプログラムは日々進化している様です。
先人達の貴重な資料に画面のイメージがあったりしますが今回使用した20140803版とは画面は違いました。
ちゃんと表示される内容を確認しながらセットアップする必要があるようです。

rootのパスワード設定をする場合は
sudo passwd root
で設定できます。

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