Changes between Initial Version and Version 1 of epics/arduino/simpleRead

Timestamp:

09/25/18 16:23:49 (7 years ago)

Author:

Takashi Obina

Comment:

--

epics/arduino/simpleRead

@@ +1 @@
+= Arduino と EPICS を使った簡単な例 =
+家庭でも遊べるように、簡単なサンプルをつくる。
+
+== 準備 ==
+ * Arduino Uno
+ * PC
+   * Arduino 統合開発環境(IDE)を公式サイト( https://www.arduino.cc/en/Main/Software )からダウンロード・インストールする
+   * 今回は Windows / ver 1.8.7 を使用した
+ * Raspberry Pi
+   * 今回はRaspberry Pi2 Model Bを使用した（Pi3でも可能のはず)
+   * EPICSインストールについては[wiki:epics/raspberrypi 別の記事を参照]
+ * USB ケーブル
+ * ブレッドボード、ジャンパー系ブル
+ * 半固定抵抗と固定抵抗（今回は手元にあった 1kΩのモノを使用）
+
+== 方針 ==
+[!RasPi (epics IOC)] --[USB]--[Arduino]--AnalogIN--register [[br]]
+
+* アナログ入力を読み込み、シリアル経由でホストに通信。最初はPCを使って動作検証し、その後EPICS化する。
+* Arduino Uno の場合、0-5Vを 10bit(0-1024)で読み込むことが可能
+* 5V 電圧＋可変抵抗＋固定抵抗（破損防止）で
+  * 今回は手元にあった 1kΩの可変抵抗＋1kΩの固定抵抗
+* ブレッドボードに配線[図]
+
+
+== PCにてスケッチの検証 ==
+構成としては
+[PC] --[USB]--[Arduino]--AnalogIN
+という単純な構成。[[br]]
+
+1秒に１回、ADCの値をシリアル経由でホストPCに送るスケッチを作成する。
+{{{
+int analogPin = 0;
+int val = 0;
+
+void setup() {
+  Serial.begin(19200);
+}
+
+void loop() {
+  val = analogRead(analogPin);
+  Serial.println(val);
+  delay(1000);
+}
+}}}
+Arduinoにダウンロードし、IDEで「シリアルモニター」を開くと、１秒に１回ADCのカウント値が表示される。[[br]]
+この状態で可変抵抗を動かすと、カウント値が変わることを確認する。
+
+
+== Raspberry Pi に接続 ==
+次にUSBケーブルをPCから抜いて、Raspberry Pi に Arduino を接続する。[[br]]
+まずは dmesg を確認
+{{{
+[ 3433.753691] usb 1-1.2: new full-speed USB device number 6 using dwc_otg
+[ 3433.898077] usb 1-1.2: New USB device found, idVendor=2a03, idProduct=0043
+[ 3433.898099] usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=220
+[ 3433.898109] usb 1-1.2: Product: Arduino Uno
+[ 3433.898120] usb 1-1.2: Manufacturer: Arduino Srl
+[ 3433.898129] usb 1-1.2: SerialNumber: 
+[ 3433.938398] cdc_acm 1-1.2:1.0: ttyACM0: USB ACM device
+[ 3433.939634] usbcore: registered new interface driver cdc_acm
+[ 3433.939644] cdc_acm: USB Abstract Control Model driver for USB modems and ISDN adapters
+}}}
+のように、ttyACM0 として認識されている。となればあとは簡単で、rootになってから適当なターミナルプロ
+ラムで接続すれば良い。ここでは使いなれた GNU Screen を使って、デバイス名と通信速度を指定する
+{{{
+pi@raspberrypi:~ $ sudo su -
+root@raspberrypi:~# screen /dev/ttyACM0 19200
+}}}
+正常に接続できれば、１秒ごとにターミナル上にADCカウント値が表示される。[[br]]
+GNU Screenを終了するにはホットキー（デフォルトではCTRL-a）を押してから、kを押せば良い（killコマンド）。
+※分からなければgoogleで 「GNU Screen の使い方」を検索
+
+
+== EPICS IOC 作成 ==
+ここまでくれば、あとはEPICSのIOCを書く。
+単純に Stream Device で読み込むだけで良いので、
+simpleReadという名前でapplicationを作る。
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino $ makeBaseApp.pl -t ioc simpleRead
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino $ makeBaseApp.pl -i -t ioc simpleRead
+Using target architecture linux-arm (only one available)
+The following applications are available:
+    simpleRead
+What application should the IOC(s) boot?
+The default uses the IOC's name, even if not listed above.
+Application name?
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino $
+}}}
+configure/RELEASEを編集
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino $ vi configure/RELEASE
+
+ASYN=/opt/epics/R315.5/modules/soft/asyn/4-31
+STREAM=/opt/epics/R315.5/modules/soft/stream/2-7-7
+}}}
+
+srcディレクトリで、MakefileにstreamDeviceの
+ * SerialPortドライバーを追加
+ * asyn　ライブラリを追加
+の２つを追記
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino/simpleReadApp/src $ vi Makefile
+
+# simpleRead.dbd will be made up from these files:
+simpleRead_DBD += base.dbd
+
+# Include dbd files from all support applications:
+simpleRead_DBD += asyn.dbd
+simpleRead_DBD += stream.dbd
+simpleRead_DBD += drvAsynSerialPort.dbd
+
+# Add all the support libraries needed by this IOC
+simpleRead_LIBS += asyn
+simpleRead_LIBS += stream
+
+}}}
+
+Dbディレクトリでdatabaseファイルを追加
+{{{
+vi read1.db
+
+record(longin, "TEST:READ_INT") {
+  field(DESC, "adc raw input")
+  field(DTYP, "stream")
+  field(INP,  "@simple.proto getval PS1")
+  field(SCAN, "I/O Intr")
+}
+}}}
+
+Dbディレクトリの Makefile に db ファイルを追加
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino/simpleReadApp/Db $ vi Makefile
+
+DB += read1.db
+}}}
+
+Dbディレクトリに protocol file を作成
+{{{
+vi simple.proto
+
+Terminator = CR LF;
+getval {
+ in "%d";
+}
+
+}}}
+
+make すると、とても遅い。セルフコンパイルなので仕方ないのだが.....クロスコンパイル環境を整えねば。
+stream device のサイト http://epics.web.psi.ch/software/streamdevice/ も参照。
+
+startupディレクトリで st.cmd コマンド編集
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino/iocBoot/iocsimpleRead $ vi st.cmd
+
+dbLoadRecords("db/read1.db")
+epicsEnvSet("STREAM_PROTOCOL_PATH", ".:../../simpleReadApp/Db")
+drvAsynSerialPortConfigure ("PS1","/dev/ttyACM0")
+asynSetOption ("PS1", 0, "baud", "19200")
+
+}}}
+
+{{{
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino/iocBoot/iocsimpleRead $ chmod +x st.cmd
+pi@raspberrypi:~/epics/app/arduino/iocBoot/iocsimpleRead $ sudo ./st.cmd
+}}}
+
+エラーが出ていないことを確認すること。[[br]]
+別ターミナルを開いて、
+{{{
+camonitor TEST:READ_INT
+}}}
+とする。
+あるいは、PC上でCSSを実行して、このレコードをモニター・グラフ表示する。
+