Chick Lab

概要：

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Raspberry Piとマイコンをシリアルでつなぐために、2つの方法を試してみました。
１．USB－シリアル変換ケーブルを使った通信
２．Raspberry PiのGPIOピンを使った通信
これらを試し、Pythonでサンプルプログラムを実行するまでやってみました。


実験環境：

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・Raspberry Pi
・USB-シリアルコンバータ（FT232RL）
・Python実行環境
・python-serialライブラリ


USB－シリアル変換ケーブルを使った通信：

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多くのシリアル変換ケーブルで使用されているFTF232というICは、
Linux2.6.31から標準で導入されているため、USBポートに挿せば認識します。
認識しているかをlsusbコマンドを使って確認してみます。

pi@raspberrypi:~$ lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 002: ID 0424:9512 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

このように簡単に認識できます。


GPIOピンを使った通信：

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RaspberryPiのGPIOピンにはシリアル機能を持ったものがあり、
これを使うことでマイコンと簡単に通信することができます。
＊RaspberryPiに接続するUSB－シリアル変換ICは3.3Vのものを使ってください。
　5Vのものを使用すると、RaspberryPiが破損する可能性があります。

Raspberry Piで使用できるシリアルピンの配置は次のようになっています。


簡単に接続はできますが、初期設定ではGPIOのシリアルピンは
任意の文字列を出力するポートとして使えないため設定を変更する必要があります。

最初に、/boot/cmdline.txt を以下のように編集します。
初期値：

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rootwait

編集後：

dwc_otg.lpm_enable=0 rpitestmode=1 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rootwait

次に、/etc/inittab 内の以下の行をコメントアウトして、シリアルからのログインを無効化します。

2:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100 

最後に再起動をして準備は完了です。

sudo reboot

動作実験：

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最初に、サンプルを動かすためにPythonのシリアルポート操作ライブラリをインストールします。

 sudo apt-get install python-serial 

通信する方法によって、以下のように操作するデバイスが変化します。
・ USB-シリアル変換ケーブルを使用する場合：/dev/ttyUSB?を使用
・ GPIOピンを使用する場合：/dev/ttyAMA0を使用

最後に適当なプログラムを作成し、パソコンと通信させてみます。
作成したサンプルは以下のようなものになります。

import serial
import time

def main():
# USB-Serialを使用する場合、ttyUSB0
# GPIOピンを使用する場合、ttyAMA0
#    con=serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 19200, timeout=10)
    con=serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 19200, timeout=10)
    print con.portstr
    while 1:
        str=con.readline()
        print str
        con.write(str)

if __name__ == '__main__':
    main()

このプログラムを使って通信した結果は次のようになりました。



まとめ：

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今回はRaspbery Piを使ったシリアル通信の方法について書きました。
次はArduinoかXBeeと連携させて遊ぼうかなと考えています。


参考サイト：

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・シリアルインターフェースについて：　Raspberry Pi serial interfacing
・GPIOピンについて：　More on Raspberty Pi serial ports
・GPIOピンの配置について：　RPi Low-level peripherals