スキップしてメイン コンテンツに移動

超小型SBC『LicheePi Nano』を触る! その3 〜GPIO操作（Lチカッ！）編〜

今回はLicheePi nanoのGPIOを操作する方法をまとめていきます。
『LicheePi nanoの記事第三回にしてLチカのかよ！』と思われますが、Arduinoやラズパイのように操作方法が簡単に分からなかったので第三回目での記事になります。
ラズパイではPythonなどでライブラリが用意されていましたが、LicheePi nanoの標準OSでは容量の関係なのか簡単な操作コマンド等は見当たりませんでした。
なのでコマンドを幾つか叩いてGPIOを制御する方法を紹介します。

記事シリーズ


学習内容

  • LicheePi nanoでLチカする
  • LinuxでコマンドからGPIOを制御


事前実践準備

  • 前回までの記事を確認
  • LicheePi Nano本体
  • USBシリアル変換モジュール（cp2104等）
  • ブレッドボードなどの配線機材
  • Arduino IDE（シリアル通信ソフトならなんでも良い）
  • 電子工作の配線知識
  • Linuxの基礎知識
  • 砲弾型LED
  • 抵抗 330Ω


1. LEDの配線

GPIOを触るということで、おなじみのLチカをするためにまずLEDの配線をしていきます。
LicheePi nanoのピンアサインは下の図を参考にD7ピンとLEDを適当な抵抗を挟んで配線します。

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcSIc6dleqC_CgmmHiL7VE34jmIf1y-XQUVD2VH65_0rs2oK_5cY

上の図からわかると通り、LicheePi nanoはラズパイと違ってGNDピンが1ピンしか用意されていません。
なのでブレッドボードを使う場合は、下の写真のように正極とGND用の列が用意された物を使うと良いです。

配線例

こういう仕様をみるとLicheePi nanoのコンセプトが電子工作ではなく、あくまで小型コンピュータを作ることが目的であることが読み取れるかもしれません。


2. コマンドを叩いてGPIO操作

今回筆者はボードに取り付けられたSPIフラッシュ内蔵のOSからGPIO操作を確認しました。
microSDに書き込んだOSからも同じように操作できるはずですが、筆者は試していないので同じ手順でできない可能性がありますので注意してください。
早速LicheePi nanoにログインできたら、以下のコマンドでGPIO操作に関連するディレクトリを確認します。

$ ls /sys/class/gpio/

/sys/class/gpio/ の中身

幾つかファイルやフォルダが出てきましたが、重要なのはexportファイルです。
このファイルにGPIOのピン番号を書き込むことでGPIOを操作するためのディレクトリが出来上がります。
ここで注意が必要で、上記のピン番号というのはLicheePi nanoのピン番号ではなく、SOC（CPU）であるF1C100Sのピン番号を指しています。
そのためLicheePi nanoとSOCのピン関係を知るために以下の回路図PDFデータを参考にしてtamesiniLicheePi nanoのD7ピンを確認していきます。

https://fdvad021asfd8q.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/migrate/Lichee_nano.pdf

ここからLicheepi nanoのD7ピンは、SOCのPE10ピンであることがわかります。
わかりやすい図を下に載せています。

PE10はポートEの10番目のピンと解釈します。
E10という文字列はexportファイルに書き込めないので、以下のように計算をして数字を導き出します。

Eはアルファベット順の`5`番目なので、

(5 - 1) * 32 + 10 = 138 <- `138`をコマンドでexportファイルに書き込む

今回はこの情報を元にGPIOの操作をしていきます。
以下のコマンドでexportファイルに数字を書き込みます。

$ echo 138 > /sys/class/gpio/export

すると以下のように/sys/class/gpio/ディレクトリにgpio138フォルダができ上がります。

gpio138ディレクトリを確認

ディレクトリを確認したら、中をみてみると以下のようになっているはずです。

`gpio138`の中身

ここで今回重要なのはdirectionとvalueファイルです。
direction ファイルではGPIOを出力か入力かを管理しています。
出力ならout、入力ならinが記述されています。
今回は出力で使用したいので、以下のコマンドで出力モードにします。

$ echo out > /sys/class/gpio/gpios138/direction

次にvalueファイルは出力モードの場合電流を出力するかしないかを制御できます。
1で出力して、0で出力しないを制御します。
以下のコマンドでD7ピンから電流を出力してLEDが光るか確かめましょう。

$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio138/value

コマンドを入力してエラーが出なければ写真通りLEDが点灯します。

Lチカできた！

これでLチカまでの一通りの作業が終わりました。
実はこの作業はSOCピン番号さえわかればラズパイでも同じことができます。
ですがラズパイではライブラリの方が充実しているので、この方法を試す機会はあまりなさそうです。
個人的に以下のリポジトリでコマンドから簡単にGPIOのON・OFFを制御できる実行ファイルをGoで作成してみました。
故障等は自己責任になりますが、試したい方がぜひ触ってみてください。

github.com

GPIOの操作がわかったので少しは用途が増えてよかったです。


まとめ

  • LicheePi nanoでLチカができた！
  • Linux上でコマンドからGPIOを制御する方法がわかった

コメント

コメントを投稿

このブログの人気の投稿

Phaser3 + Typescriptを使ってRPGゲームの基礎を作ろう！その２

前回の記事 に引き続きPhaser3+Typescriptを使って RPG の基礎を作っていきます。 この記事は前回の記事を呼んだ前提で説明していきますので、ぜひそちらを先に読むことをお勧めします。 また、今回の記事は前回よりも難易度と内容量が上がっていますが、記事の最後に作業後の リポジトリ のリンクがありますので、そちらを先にダウンロードしてそちらと比較しながら学習することができます。 前回まで作成した状態のプログラムが以下の リポジトリ からダウンロードできますので前回まででうまくいっていない方は参考にしてみてください。 github.com 最終目標（再掲） ・Phaser3とTypescriptで RPG ゲームの基礎を作る。 ・Phaser3をTypescriptで使う方法を学ぶ ・Phaser3の使い方を学ぶ 今回の目標 ・ゲームの作り方の断片を知る ・キャラの表示できるようにする ・キャラを移動できるようにする ・当たり判定をつける ・ NPC の追加してみる ・話しかけられるようにする 開発前提（再掲） ・Nodejsの環境・知識がある ・ Javascript ・Typescriptがある程度かける ・当ページ紹介の環境を試す場合はgit・ github の知識がある 使用した主要Nodeモジュール（再掲） ・typescript（Typescriptの コンパイル 用） ・phaser（フロントの Javascript 用ゲームライブラリ） ・live-server（ソースを監視してブラウザのページをリロード） ・ts-loader（webpackがTypescriptをバンドルする用）webpack（言わずと知れたモジュール依存をいい感じに解決しバンドルする） ・webpack- cli （webpackを コマンドライン で使用するのに必要） 注：各Nodeモジュールバージョンは後述 当ブログ仕様の画像素材の注意点 当ブログで使用する画像素材は『 ピポヤ倉庫 』より許可なしで無償再配布・改変が認められたものを改変して作成されたものです。 中には許可なく再配布・改変してはいけない素材もインターネット上には多く存在するのでそれらを使用するときは十分に規約を呼んでから使用しましょう。 1. キャラの表示 想定画面 今回は、はじめにキャラつまり操作
コメントを投稿
続きを読む

M5Stackで、においセンサー（TGS2450）を使ってみる。（LCDに表示編）

今回は、においセンサー（TGS2450）から取得したデータをM5Stackの LCD にグラフ表示をしていきます。 今回主に使用したもの M5Stack 10Ω抵抗 5本 Pch  MOSFET  2SJ334（スイッチとして利用） M5StackSideBB（ブレッドボード） M5Stackのピンはそのままだと配線するとき手間がかかるかと思いますので、今回はM5StackSideBBを利用しました。 ブレッドボードも付いているので、手軽に電子工作できるので個人的にオススメです。 SideBB for M5Stack www.switch-science.com 諸注意 本ブログのプログラムはArduinoIDEまたはPlatformIOでM5Stackの開発ができる状態であること前提のものですので、各自導入をお願いします。 過去に Windows のArduinoIDEで M5Stackの開発環境を構築する記事 があるので、参考にしてください。 においセンサー（TGS2450）について 今回使用したセンサーは 秋月電子通商 で購入できます。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00989/ akizukidenshi.com TGS2450には4つのピンがあり、使用するのはそのうちの3本でヒーターを温めるピン、センサー情報を得るピン、GNDがあります。 ここで注意したいのは、ヒーター電圧は1.6Vと記述されているのでM5Stackで利用するときは分圧して3.3Vを1.6V近くまでに降圧することをお勧めします。 TGS2450のセンサーは可変抵抗になっており、データシートには5.62kΩ〜56.2kΩの間を抵抗が変化し、においが強いとより低くなると記述されていました。 よって、センサーの値をM5Stackで取得するにはセンサー抵抗と外部に接続する任意の値の抵抗による分圧回路によって求めることができます。 TGS2450の動作方法は、250ms周期でセンサーに電圧を5ミリ秒on、245ミリ秒offの状態にしてヒーターは8ミリ秒on、242ミリ秒offにすることで値を取得します。 配線 においセンサーとM5Stackの配線 上の図が配線図です。 30Ωの抵抗は10Ωの抵抗を三つ直列に接続して作成しました。 また、上部の抵抗10Ω二
コメントを投稿
続きを読む

Phaser3 + Typescriptを使ってRPGゲームの基礎を作ろう！その１

今回はPhaser3とTypescriptを使って簡単な RPG ゲームを作る方法を紹介していきます。 内容はPhaser3およびゲーム作りについての記事なので、Nodejsの周辺モジュールなどの説明は一部省いての説明になりますのでご了承ください。 またこの記事では Phaser2 ではなく Phaser3 を使用するので注意してください。 この記事は二部構成になりますので、この記事を読んだ際はぜひ次の記事も読むことをお勧めします。 最終目標 ・Phaser3とTypescriptで RPG ゲームの基礎を作る。 ・Phaser3をTypescriptで使う方法を学ぶ ・Phaser3の使い方を学ぶ 今回の目標 ・開発環境を整える ・Phaser3の開発構成を知る ・スタート画面を作る ・マップ表示をさせる 開発前提 ・Nodejsの環境・知識がある ・ Javascript ・Typescriptがある程度かける ・当ページ紹介の環境を試す場合はgit・ github の知識がある 使用した主要Nodeモジュール ・typescript（Typescriptの コンパイル 用） ・phaser（フロントの Javascript 用ゲームライブラリ） ・live-server（ソースを監視してブラウザのページをリロード） ・ts-loader（webpackがTypescriptをバンドルする用）webpack（言わずと知れたモジュール依存をいい感じに解決しバンドルする） ・webpack- cli （webpackを コマンドライン で使用するのに必要） 注：各Nodeモジュールバージョンは後述 1. 最低限の開発環境の準備 今回最低限の環境を整えるために、『Typescript + Phaser3』の開発テンプレートを github リポジトリ で公開しました。 以下からZIPをダウンロードするか、 git clone コマンドで各自環境に展開してみてください。 ここから先は リポジトリ のプログラムを元に説明していきます。 github.com 展開するとファイル構造は以下のようになっているかと思われます。 注： 他にもファイルやフォルダがあるかと思われますが、表記されているのは今回使うものになっています。 - src/ （これから書くプログラムの保存領域）
コメントを投稿
続きを読む