= 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。