RaspberryPiのI/Fの活用方法について説明した資料です。

1. Raspberry Piの
ピンヘッダで遊ぼう
2013年7月7日ものアプリハッカソン 勝手に支援イベント(仮)
Yasuhiro ISHII
13年7月7日日曜日

2. 自己紹介
•石井 康寛
•組み込み業界でソフト開発してます
•趣味 : 電子工作、などなど
•Twitter : yishii
•Facebook : http://facebook.com/
ishiiyasu
•ブログ : 日曜エレクトロニクス(日エレ)
•http://projectc3.seesaa.net/
13年7月7日日曜日

3. Raspberry PI(RPi)とは?
ARM11 700MHz(Max1GHz)
メモリ 512Mバイト
HDMI、オーディオ、
ビデオ出力(コンポジット)、
LAN、USB(2ports)、
SDカードスロットを搭載したマイコンボード
US$35(日本橋では4∼5000円?)と非常に安価
英国生まれの安価な組み込みLinuxマイコンボード
13年7月7日日曜日

4. Raspberry PiのOS
・OSが用意されています。主に、Linuxベースや
BSD等。
・Linuxは複数ディストリビューション用意されてい
る。(Debianベース、ArchLinux、Fedoraベース、RISC OS等)
・オススメ(かつ一般的)は、Raspbian "wheezy"
http://www.raspberrypi.org/downloads
13年7月7日日曜日

5. Raspbian "wheezy"
• 公式オススメ
• Debianのカスタマイズ版
• デスクトップ環境はLXDE(マイコンボードというより、殆どパソコン
感覚)
• 開発ツールも搭載(クロス環境はもちろん、RPi自身でも
ビルド可能(=セルフビルド))
• (当然)パッケージマネージャapt-get等入っているので、簡単にモジ
ュール追加出来る。ex) $ sudo apt-get install ruby
• POSIX環境用のオープンソースのコードを利用したプロジェクトの作
13年7月7日日曜日

6. RPi用ソフト開発環境の例
コード作成
ビルド
ダウンロード
実行
HDMIでテレビと接続
USBでキーボードと接続
コード作成
ビルド
実行
クロス開発 セルフ開発
13年7月7日日曜日

7. RPiと外部機器を繋ぐ
•USBポートがついていて、手軽に接続
可能
•ピンヘッダに各種組み込み機器で使わ
れる一般的なインターフェース搭載
一般的な方法は、以下の2つがある
13年7月7日日曜日

8. USBでの機器接続
・USB-WiFiアダプタでネット接続
・USB-BTアダプタでBT機器接続
・USB WebCamでライブ配信
・USB 3Gドングルで3G通信
・USB センサー機器でセンシング
等、既製or自作USB機器との接続
はサクッと出来ちゃいます。
13年7月7日日曜日

9. ピンヘッダでの接続
ピンヘッダとは?
13年7月7日日曜日

10. RPiのピンヘッダ
13年7月7日日曜日

11. ピンヘッダ詳細
I2C-1
I2C-0
SPI
UART
GPIO_GENxはGPIO。
赤枠部もGPIOとして使
用可。
PWM
I2S
13年7月7日日曜日

12. GPIO
•GPIO = General Purpose Input/
Output(汎用入出力)
•LEDの点灯をしたり、スイッチの入力
を読み取ったり出来る
13年7月7日日曜日

13. UART• Universal Asynchronous Receiver Transmitter
• 通常1対1で使用
• RS-232C通信出来る。以下は使用例
• USBシリアル変換チップ経由でPCからコンソール操作
• Arduinoと接続して連携
• UART接続タイプのGPSモジュールを接続
• シリアルサーボを接続
13年7月7日日曜日

14. SPI
• Serial Peripheral Interface
• MISO、MOSI、SCLK、SS(その他の名称の場合もあり)の4本で接続
• 1対多で通信可能(通信相手数分、SS信号が必要)
RPi
有機EL
EEPROM
NFCデバイス
接続例
13年7月7日日曜日

15. I2C
• Inter-Integrated Circuit
• 2本の信号線で複数の機器と接続可能
• 1対多接続可能(I2Cバス上で、個々のデバイス毎がユニークな番号(ス
レーブアドレス)を持つ。
RPiモータードライバ
モジュール
電流・電圧測定
モジュール
LCD
RTC EEPROM
13年7月7日日曜日

16. 製作例1
モーター2個を搭載した遠隔制御車
USB3Gドングル
I2Cモータードライバ 2
ネット経由で
の制御指令
13年7月7日日曜日

17. 製作例2
太陽電池の充電状態をネットにアップする装置
I2C
USB3Gドングル
13年7月7日日曜日

18. 製作例3
現在地の
GoogleMapsや
StreetViewを表示す
る装置
UART
地
図
デ
ー
タ
13年7月7日日曜日

19. ソフトウェアの作成1
•SPI、UART、I2C、GPIO等は
Raspbian "wheezy"にデバイスドライ
バが搭載されているので叩けば制御で
きる。
fd = open("/dev/i2c-1",O_RDWR);
ioctl(fd,I2C_SLAVE,0x60);
buff[0] = 0x00;
buff[1] = data;
result = write(fd,buff,2);
I2CでSlaveアドレス0x60のデバイスのアドレス0に変数dataの値を書き込む(C言語)
13年7月7日日曜日

20. ソフトウェアの作成2
•bcm2835ライブラリを使用する
•http://www.airspayce.com/mikem/
bcm2835/
•Cや各種スクリプト言語(Ruby等)から
呼び出しが容易
13年7月7日日曜日

21. ソフトウェアの作成3
•Arduino APIスタイルで制御する場
合、WiringPiを使用する
• https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/download-and-install/
pinMode (0, OUTPUT) ; // aka BCM_GPIO pin 17
for (;;)
{
digitalWrite (0, 1) ; // On
delay (500) ; // mS
digitalWrite (0, 0) ; // Off
delay (500) ;
}
13年7月7日日曜日

22. ソフトウェアの作成4
•その他、詳細は以下のページに説明あ
ります。
• http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals
13年7月7日日曜日

23. さらにI/Oを使いたい
RPiのI/O数・種類は多いとは言えません。
足りない場合、ポートエキスパンダを使う方法が
あります。ADしたければI2CのADCなど。
お手軽にやるなら、RPiにArdiunoを繋いで
外部機器接続はArduino側にやらせる手が
簡単です。
13年7月7日日曜日

24. I/OにArduinoを使うFirmataはArduino IDEに標準で組み込まれているプログラム。
Arduinoに書き込み、RPiとUSBやシリアル接続するだけで、
Arduinoの端子がRPiの言いなりに動いてくれる。
C/C++での操作
https://github.com/anthonygclark/libarduino/
Ruby(日曜エレクトロニクス(日エレ))
http://projectc3.seesaa.net/article/357559302.html
http://www.youtube.com/watch?
feature=player_embedded&v=kCBxGZ9DPo4
Firmataを
書き込んでおく
Arduino
シールド
13年7月7日日曜日

25. デモ
インターネット接続
(WiFiドングル
or 3Gドングル経由) インターネット接続
(WiFiドングル
or 3Gドングル経由)ラジコン
コントローラー
ラジコンカー
クラウドサーバー
13年7月7日日曜日

26. ありがとうございました
13年7月7日日曜日