Arduino勉強会/0F-lbeDuino誕生

2015/01/17からのアクセス回数 5539

lbeDuino誕生の理由 †

安く、ソースデバッガーが使えて、豊富なライブラリーが使える開発環境を作ろうと少しずつ開発を進めてきました lbed ですが、Arduinoのシールドを意識しながら、lbeDuinoと言う形で整理してみたいと思います。

この記事は、鈴木哲哉さんの著書作って遊べるArduino互換機に強く影響を受けています。 Arduinoのシールドとの変換シールドを作れば、安くて簡単な万能基板が使えることは、気軽に電子工作を楽しむ第一歩になると考えたからです。

lbeDuinoでは、プログラムの開発はLpcExpresso Ver.6以降を使っています。デバッガには、トラ技のARMデバッガを使用しましたが、LPC-LINK, LPC-LINK2も使えます。

lbeDuinoの作成方針 †

Arduino勉強会では、ProtoSnap Pro Mini を使っているので、シリアル通信とUSBからの電源供給は、 FTDI USBシリアル変換アダプターを使います。シリアル変換アダプターを購入されるのなら、スイッチサイエンスの FTDI USBシリアル変換アダプター(5V/3.3V切り替え機能付き) が便利かと思います。

ピンの使い方は、mbed LPC1114FN28を参考にしました。

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lbeDuinoの回路図 †

手書きで申し訳ありませんが、lbeDuinoの回路を以下に示します。

回路のミスについて

AREFをAnalogInに接続
3.3VとGNDにパスコンを追加
TA48M033Fの1, 3, 2ピンに5V, GND, 3.3Vであり、セラミックコンデンサーは5V, 電解コンデンサーは3.3Vに接続

D13とD10を入れ替えました（2015/02/08）

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lbeDuinoの組み立て †

出来上がったlbeDuinoは、以下の様になりました。*1

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lbeDuinoの動作確認 †

Arduinoの動作確認と言えばblinkなので、lbeDuinoでも以下の様なBlink.cpp作って動作を確認しました。

今回Arduino版のlbedと同じスケッチが使えるようにサンプルプログラムをArduino風に書きました。

lbedのArduino版については、Arduino/Arduinoでmbedユーザライブラリーを動かすを参照してください。

ledをDigitalOutのインスタンスとして作成し、LEDのオン・オフをled = !ledのように書けるところがmbed風のプログラミングの分かりやすいところです。

#include"lbed.h"

DigitalOut led(D13);

void setup() {}

void loop() {
    led = !led;
    wait_ms(1000);
}

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lbedユーザライブラリの動作確認 †

これまで作ったlbed用のユーザライブラリをlbeDuinoで動かしてみます。

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テキストLCD(TextLCD) †

mbedのTextLCDをlbedで動かしてみます。

3.3Vで動作するLCDは、オレンジボードに載せたものだけなので、以下の様にオレンジボードと接続して動作を確認しました。

オレンジボード	lbeDuino
p24(rs)	D0
p26(e)	D1
p27(d4)	D2
p28(d5)	D3
p29(d6)	D4
p30(d7)	D5

動作確認をしたときの画像は、以下の通りです。

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TextLCDの動作確認 †

TextLCDの場合も、mbedのTextLCDの例題がそのまま使えます。

Arduino風に書いたTextLCD.cppは、以下の通りです。リセットするとHello Worldが上手く表示できないので、少し調整が必要ですが、なんとか動きそうです。

#include "lbed.h"
#include "TextLCD.h"

DigitalOut led(D13);
TextLCD lcd(D0, D1, D2, D3, D4, D5);     // rs, e, d4-7
int     count = 0;

void setup() {
     lcd.print("Hello World!");
}

void loop() {
     lcd.locate(0, 1);
     lcd.print("Count=");
     lcd.print(count++);
     led = !led;
    wait_ms(1000);
}

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シリアル通信 †

パソコンとのシリアル通信（Serial）をArduinoのシリアルモニタを使ってテストしてみます。

シリアルを使う時には、FTDI USBシリアル変換アダプターを接続し、Rx, Txのジャンパーを結線します。

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シリアルの動作確認 †

シリアルの動作確認にSerial.cppを作成し、予めArduinoのシリアルモニターを起動し、ボーレイトを9600にセットして下さい。

#include "lbed.h"

DigitalOut myled(D13);
Serial pc(D0, D1);

void setup() {
     pc.baud(9600);
     pc.println("Hello World!");
}

void loop() {
     char c = pc.read();
     pc.write(c + 1);
     myled = !myled;
}

最初にHello Worldを出力し、次に入力した文字の次の文字を返します。abcefgと入力するとbcdfghと返してきます。

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DigitalIn †

LBEDのLPC1114版ではDigitalIn, AnalogInを実装していなかったので、LPC1343版から移植し、動作を確認しました。

DigitalInでは、以下のようにタクトスイッチに10KΩの抵抗でプルアップした回路を組み、スイッチを押したときに LEDを点灯するプログラムを作成して、動作を確認しました。

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DigitalInの動作確認 †

以下のプログラムButtonSwtich.cppを作成し、動作を確認しました。

#include "lbed.h"
// Pin 13 has an LED connected on most lbeDuino boards.
DigitalOut led(D13);
// Pin 7 has an tact switch on bread board.
DigitalIn  sw(D7);          // #A

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  led = !sw;                // #B
  wait_ms(200);             // wait for 200 mili seconds.
}

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AnalogIn †

AnalogInは、可変抵抗（potensiometer）を使って電圧を変えて動作を確認しました。

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AnalogInの動作確認 †

AnalogInの動作確認には、電圧が参照電圧ARefの0.1倍になったらLEDを消すプログラムPotensioMeter.cpp を作って確認しました。

/*
  PotentioMeter
  Turns on an LED on when potentiometer > 0.33V(0.1).

  This example code is in the public domain.
 */
#include "lbed.h"

// Pin 13 has an LED connected on lbeDuino.
DigitalOut   led(D13);
// Pin A0 has a analog input.
AnalogIn     sensor(A0);  // #A

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  float value = sensor;
  if (value > 0.1)             // #B
    led = 1;
  else
    led = 0;
  wait_ms(200);              // wait for 200 mili seconds.
}

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Tone †

Toneは、PWMを使用しているため、LPC1114で使えるピンが限られます。 D3, D6, A0がToneとして使用できます。

以下の様にタクトスイッチを押すと圧電ブザーがなるようにブレッドボードで回路を組みます。

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Toneの動作確認 †

以下の様なBuzzer.cppを作成し、タクトスイッチを押すとド、レ、ミとなるようにします。*2

/*
  Buzzer
  Sound on an buzzer on when button pressed.

  This example code is in the public domain.
 */
#include "lbed.h"
#include "Tone.h"

int duration = 500;

// Pin 7 has an tact switch on lbeDuino.
DigitalIn     sw(D7);
// Pin 2 has a buzzer on lbeDuino.
Tone          buzzer(D3);     // #A

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  if (!sw) {                         // #B
    buzzer.tone(262, duration);     // ド, 500 msec
    wait_ms(500);
    buzzer.tone(294, duration);     // レ, 500 msec
    wait_ms(500);
    buzzer.tone(330, duration);     // ミ, 500 msec
  }
}

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I2C接続のLCD（AQCM0802） †

秋月でも販売しているI2C接続のLCD *3 とmbedの AQCM0802のライブラリをlbedに移植したものを使用しました。

lbedとの接続は、以下の通りです。

lbeDuino	AQCM0802ボード
3.3V	1番(VCC)、2（nRESET）
GND	5番 GND
D8(SDA)	4番(SDA)
D9(SCL)	3番(SCL)

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I2C接続のLCD（AQCM0802）の動作確認 †

以下のI2cLCD.cppを使ってAQCM0802での動作を確認しました。

#include "lbed.h"
#include "AQCM0802.h"

// D13番ピンにLEDを接続
DigitalOut     led(D13);
// D8番ピンSDA, D9番ピンSCL
AQCM0802     lcd(D8, D9);
// カウンター
int     counter = 0;

void setup() {
     lcd.setup();
     lcd.print("Hello");
}

void loop() {
     led = !led;
     lcd.locate(0, 1);
     lcd.print("cnt=");
     lcd.print(counter++);
     wait_ms(1000);
}

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