デバイス作る人>>デバイス使う人>>デバイスおたく
昨日いじり始めたシャープの、赤外線イメージセンサを応用した光学式（三角測量方式）測距センサGP2Y0E03の続きです。昨日は、なんとか計測数値が出てきたものの、LCDパネルを取り外していたせいでプルアップ抵抗が無かった失敗の件で終わっていました。本日は、ちゃんとLCDに小数点以下まで距離を表示させた上で、さらに、アナログ出力の方にも調べを進めたいと思います。しかし、まず最初に、昨日の最大の問題点に対処しなければなりません。なにせセンサを紐で適当な台に縛り付けてあったので「センサがブラブラ」していたからです。「測量」するのに原点がブラブラでは何だか分かりません。まずは、この対処から始めます。
距離を測る、というのは自動運転からロボットなど、コンピュータが実世界に「アプローチ」するときには欠かせぬ行動です。レーザ、ミリ波など大盛り上がりです。ロボット掃除機なども、周囲の物体との距離を測るのにレーザ式のTOFセンサを使っているのだと思っていたら、3角測量の原理で測っている方式もあるのだとか。３角測量、よい響きです。メソポタミアかエジプトか、文明の黎明期からある計測方式。調べてみると「お手頃」で入手可能なセンサが直ぐに見つかりました。
インタフェースの方式でxのところに入る数字が変わるのですが、前回でセットアップ済のI2Cバスに接続できるバージョンがありました。GP2Y0E03です。今回はとりあえず接続して距離の数字がでるところまで実験してみたいと思います。
昨日USBシリアルを準備して備えておったのは、Cypress社のPSoCの開発環境である
PSoC Creator
なんであります。開発環境やら周辺部品やらをいろいろ遊んでいくためにはターゲットボードは「何枚あっても良いな」けれども「先立つ物が」などと思っていた矢先
トラ技５月号にPSoC 4 体験キット、その名も”TSoC”
ということで付録基板が付いていました。GWの10連休中に遊ぶためにCQ出版様が付録を付けたのかとも思われます。早速、遊んでみることにいたしました。
そろそろ次の開発環境の調べに進むために、別のターゲットを準備することにいたしました。現状「虎の子」状態のNUCLEO-F072RBボードを使ってMbedで周辺デバイスを繋げるシリーズを別口で始めてしまったので、NUCLEOはしばらくMbed固定にせざるを得ないためです。その別のターゲットボードにUSB接続の口などは無くシリアル接続でした。ターゲットの接続のためにシリアルポートが必要というのは「ちょっと前なら普通」です。そこで、なにはともあれ、USBシリアル変換モジュールを準備しておくことにいたしました。
マイコン向けの開発環境では、ホスト（大抵はパソコン）の上でオブジェクトをビルドした後、開発用のターゲットボードに刺した「エミュレータ」とか「プローブ」とか呼ばれるハードウエアの箱を通してターゲットボードにオブジェクトを「ダウンロード」して実行することが多いと思います。またエミュレータにはターゲットをデバッグするための支援機能が内蔵されており、これを呼び出して（多くはホスト上のデバッガが裏で操作しているのですが）デバッグを行います。最近の「お手軽」開発ボードでは、従来独立した箱だったエミュレータに相当する部分までボード上に搭載してしまい、直接パソコンにUSB接続してダウンロードもデバッグも行えるものが増えています。
しかし、多くの開発プロジェクトでは、ターゲットとなるハードウエアの開発と並行してそれを制御するソフトウエアも開発しないとスケジュール的に間に合わないことも多く、ソフトウエアに着手した時点ではまだターゲットボードが存在しない、という状況も多いと思います。そんな時に使われたりするのが「シミュレータ」です。多くのマイコン向け開発環境に、マイコンメーカなどが開発した「ソフトウエア・シミュレータ」が含まれており、ターゲットのハードウエア無に、ホスト上でマイコン用のオブジェクトプログラムを動作させ、テストできるようになっています。 “鳥なき里のマイコン屋(50) ARM Mbed その８、Mbed Simulator” の続きを読む
開発ツールとしてのARM Mbedを調べてみるシリーズから「スピンオフ（フォークというべきか？）」する感じで、ターゲットボードにいろいろデバイスをつなげてみるシリーズを始めました。そのときに、真っ先に困ったのが、デバイスを繋げるための自分のコードを書くときに「どんなスタイルで書くのがいいの？」という点。組み込み用のマイコンのプログラミングというとCで書くのが「未だに」一般的じゃないかと思います。しかし、Mbedは基本C++で、結構カッコよくclassを使ってハードウエアの下の方を隠蔽している感じです。
別シリーズでマイコンボードが使えるようになったので、実際にセンサを取り付け、また市販の無線モジュールなどを取り付け、「IoTの末端もどき」を作っていろいろ考察しようと考えました。そこで「工作」シリーズ開始なのですが、最初は、センサでも無線でもなく、マイコンボードに取り付ける表示から始めることにいたしました。センサの値を読み取ってデバッグ用に接続したパソコンの仮想端末に表示しても目的は達せるのですが、やはり「自立」感が欲しい。とりあえず文字が幾らか表示できればセンサもいろいろ饒舌に語るか、という期待をこめてであります。
※『Literature Watch Returns (L.W.R.)』の投稿順 index はこちら
自分で試作してみるのか、部品を買ってくるのか。ソフトも作って、測定もやってみて、というところを一通りやってみれば、そのセンサの特徴、特にトラブルところとか、限界とか身に染みて体感。とりあえず、この後しばらく、ボケが入ってくるまでは忘れますまい。一方、誰かが使っているのを眺めたくらいの体験では、ふん、ふん、と話を聞いていても、何が勘所なのか、直ぐに忘れるどころか、最初から頭に入ってこない今日この頃です。といってお安いセンサであれば自分のおこずかいで実際に購入してみてちょっと遊んでみるくらいはできますが、お高い「計測器」的なものはそうはいきません。そんなお高い装置の中で前から気になっていたもの一つに「赤外線イメージセンサ」があります。最近でこそお手頃なものも出てきているみたいではありますが。
気になった直接の理由の一つとしては、「土木でエレキ」の方で時々赤外線イメージセンサの応用が出てくることでした。インフラの維持管理のためにコンクリート内部ダメージなどを、赤外線イメージセンサで測った温度分布のムラから検出したりするあれです。遠くからお高い赤外線カメラの展示物を見たことはありますが、自分じゃ使ったことありません。「ゲルマニウム・レンズ」高いんですよ、みたいな話を聞いても「何でゲルマニウム？」という感じ。とても良し悪しなど良く分からない。
Mbed-CLIをも少し使ってみるつもりでおりました。Mbed-CLIはOS5向けのようですが、OS2も可能という記述を見つけたので、「Mbed-CLI用」のOS2サンプルプロジェクトのimportをMbed-CLIから試みたのですが、途中で落ちてしまいました。どうせコマンドラインで作業するのであれば、Web環境から既にツールチェーンMake-GCC-ARM宛てでローカルディレクトリにイクスポート済のOS2のサンプルプロジェクトをビルドするのと大差なくね、ということで、そちらでビルドからgdbデバッグまでを通しでやってみました。実質の作業時間5分くらい。あまり簡単すぎて、本当に良いのだろうか、とも思いましたが、問題ありません。ちゃんと動いていますよ。
昨日、Mbed-CLI環境が立ち上がり（といっても大した作業はしていませんが）ローカル環境でビルドも成功しました。GCC_ARMのクロスツールチェーンの中を見やればgdbも入っています。これでデバッグできるかといえばさにあらず。WindowsやLinuxの上で自OSの上で動作するプログラムを作るセルフ開発であればgdbでセルフデバッグできますが、マイコン（ROM/RAM積んだマイクロコントローラ、MCU)のクロス開発環境ではそうは問屋が卸しません。リモートデバッグのための準備が必要です。
楽しく使わせていただいているArm Mbed環境ですが、そろそろCLI(コマンド・ライン・インタフェース）の開発環境についても触れないわけにはいきません。まず技術的な面からは、クラウドベースのMbed環境はソースコードからオブジェクトへのコンパイル（ビルド）はできるのですが、デバッガを使うことができないためです。もう一つはルール的な問題です。ソースコードをクラウド上に置いておくような開発の方法は、伝統的な会社の多くでは制限されているという点です。ソースコードの社外あるいは部門を越えた持ち出しについては、厳しく管理されている会社多いですものね。クラウドにソースを上げておくなどトンデモない、と。そんな場合にMbed-OS使えないのは世界を狭めてしまうので、クラウドにソースを置かず、ローカルで開発する手段が提供されています。
雲仙の「土石流被災家屋保存公園」行かれたことがあるでしょうか？雲仙普賢岳の噴火の後の大土石流で埋まってしまった家屋を保存してある公園です。普賢岳からはかなり離れていて、主要道路ぞい、海もそう遠くないような場所で、元は結構、人が住んでいた場所のようです。保存のため綺麗に整備され過ぎている感はありますが、「家がここまで埋まるんだ」と驚きました。法面や斜面の崩落も怖いですが、土石流も怖い。斜面崩落、地すべり、土石流、これらは監視対象としたら「親戚筋」かもしれません。
前回、最近の高齢者対象の実証実験のあれこれを調べていたところ、実証実験に対していくつかユニークな取り組みをしている自治体があることに気付きました。製品なりサービスなりの有用性を証明したい企業などの組織と、それを実証する「場」を繋ぐ取り組みと言っていいでしょう。自治体側としては地域の活性化が狙いであるようなので、必ずしも「高齢者や介護」ばかりが対象ではないのですが、調べてみると「高齢者、介護」関係の実証実験も含まれていることが分かりました。やはり課題分野であるので関心も高く、受け入れられる可能性が高いのではないかと思われます。実証実験の場が欲しい企業、組織によっては要検討項目でしょう。
昨日も書きましたが、Mbedという「開発環境」は、Mbed-OSという「実行環境」と不可分なようです。しかし、そのOSに２種類というか２バージョンあるのです。「彼ら」の呼び方で
OS 2 と OS 5
です。途中の３とか４はどこにあるの？とか、OS 2といわれると、その昔のIBM OS/2を思い出してしまうのですがね、とか閑話休題。そんな２種類あると言われると、どっち使ったらいいものか、まずは両方調べないとならないな、などと思うのです。ところが、Webベースの開発環境で、プログラムの新規作成を選ぶと、ひな形にするテンプレートを選んだ時点で勝手にどちらかに設定されています。特になんのお断りもなし。そんなＯＳのバージョン知らなくても無意識に使えてしまう？のがちょっと怖い。