/raspi_utility

This Library deal with using easy Raspberry Pi on pigpiod.

Primary LanguageC++

raspi_utility

  • ARRC用に作成しました
  • Raspbianでの使用を想定しています
  • Raspberry Piでとか言ってますが他の環境でも使えるものもあります
  • src/にソースファイル、include/にヘッダーファイル, test/にテストプログラムがあります
  • テストプログラムはすべてmakeでコンパイルできます
  • constexpr, --pthread, とかを使ってるのでc++11以上じゃないと動きません

機能一覧

Pigpiod

  • pigpioのpigpiod というデーモンを用いてGPIOを操作するためのクラス
  • 1つのプログラムにつき1つオブジェクトで使って下さい シングルトン使ってるので大丈夫です
  • pigpiodデーモンは予め起動して下さい

    sudo pigpiodで起動できる. 自動起動は/etc/rc.localに追記するのがおすすめ

  • コンパイル時には-lpigpiod_if2 -pthread -lrtを追加して下さい
  • ファイルはpigpiod

リファレンス

arrc_raspi::Pigpiod::gpio()
  • ホスト名arrc_raspi::PIGPIOD_HOST, ポートarrc_raspi::PIGPIOD_PORTのpigpiodデーモンのハンドルを取得するコンストラクタ(デフォルトではlocalhost, 8888).
  • 上記の2つの変数はオブジェクト生成前にグローバル領域に定義すること. (変更すると他のpigpiodを使うライブラリでも変更される)
void arrc_raspi::Pigpiod::set(int pin, int mode, int init)
  • ピンの設定関連
  • pin番のGPIOピンが, mode=arrc_raspi::INで入力用, mode=arrc_raspi::OUTで出力用に設定されます
  • mode=arrc_raspi::OUTの時, init=arrc_raspi::LOWでLOW, init=arrc_raspi::HIGHでHIGHが最初に出力されます
  • mode=arrc_raspi::INの時, init=arrc_raspi:PULL_UPでプルアップ, init=arrc_raspi::PULL_DOWNでプルダウン, init=arrc_raspi::PULL_OFFでハイインピーダンス状態に設定されます
void arrc_raspi::Pigpiod::write(int pin, int level)
  • pin番のGPIOピンにlevel(0 || 1)を書き込む
int arrc_raspi::Pigpiod::read(int pin)
  • pin番のGPIOのレベルを返す
int arrc_raspi::Pigpiod::checkHandle()
  • コンストラクタで取得したハンドルを返します
  • 同じプログラム内で複数のpigpiodを用いたライブラリを使う時などに使えます
bool arrc_raspi::Pigpiod::checkInit()
  • pigpiodの初期化に成功したかを返します
void arrc_raspi::Pigpiod::delay(double micro_sec)
  • micro_sec(μs)のスリープ

テストプログラム

  • 実行形式は./test [pin] [mode] [init]です

  • 主にarrc_raspi::Pigpiod::set(pin, mode, init)を実行します

  • 以下は./testとsetの引数の対応表です(pinは同じ)

    mode

    ./test set
    IN arrc_raspi::IN 入力
    OUT arrc_raspi::OUT 出力

    init

    ./test set
    0 arrc_raspi::LOW LOW
    1 arrc_raspi:HIGH HIGH
    UP arrc_raspi::PULL_UP プルアップ
    DOWN arrc_raspi::PULL_DOWN プルダウン
    OFF arrc_raspi::PULL_OFF ハイインピーダンス

  • mode=INの時はarrc_raspi::Pigpiod::read(pin)の返り値(pin番のレベル)も表示されます

Gy521

  • Gy521(MPU6050)というモジュールをI2C通信で扱うためのクラス
  • Yaw角度の計測が出来ます
  • Pigpiod, I2Cクラスを使用しています
  • ファイルはGy521

リファレンス

arrc_raspi::Gy521::Gy521(int bit = 2, int calibration = 1000, double user_reg = 1.0)

  • I2Cの初期化, レンジの設定, キャリブレーションをするコンストラクタ

  • user_regは角速度の倍率を設定出来るので校正などに使用して下さい

  • bitによって以下の表のようにレンジを変更できます

    bit レンジ(deg/s)
    0 250
    1 500
    2 1000
    3 2000

    なお実用的には設定したレンジの半分程度までと考えてください

void arrc_raspi::Gy521::calibration(double calibration)
  • ジャイロのキャリブレーションを行います
  • 静止状態の値が必要なので実行中は静止させて下さい
  • calibrationの値は大きいほどキャリブレーションに時間がかかりますが精度が上がります
  • この関数を実行する前にupdate()は実行できません
void arrc_raspi::Gy521::update()
  • 前回の呼び出しからの偏差(角度)の計算をします
  • スレッド立てて一定周期で角度計算する, とかはしてないのでこの関数を適当な周期で呼び出して下さい
double arrc_raspi::Gy521::yaw
doublw arrc_raspi::Gy521::diff_yaw
  • diff_yawは直近のarrc_raspi::Gy521::updata()で計算した偏差(角度)です
  • yawはdiff_yawの累積, つまりYaw角度です
  • arrc_raspi::Gy521::yaw = hogeとすることでhoge(deg)にリセット出来ます

他にキャリブレーション結果を返す関数実装予定

テストプログラム

  • 実行形式は./test
  • 最初にキャリブレーションを行い, コンソールに結果を表示します
  • コンソールに"時間(s), 角度(deg)"が出力されます
  • Ctrl+Cで終了します

RotaryInc

  • 2相式インクリメンタルロータリーエンコーダを読み取るクラス
  • RasPi3B+で800Hzまで読み取り可
  • Pigpiodクラスを使用しています
  • コンパイル時には-lpigpiod_if2 -pthread -lrtを追加して下さい
  • ファイルはrotary_inc

リファレンス

arrc_raspi::RotaryInc::RotaryInc(int userA, int userB, int multiplier)
  • ピンの設定, 逓倍数の設定をするコンストラクタ
  • A, B番ピンをプルアップして読み取ります
  • multiplierは何逓倍かを指定します(1, 2, 4以外は1)
int arrc_raspi::RotaryInc::get()
  • オブジェクト生成後のパルスを返します
  • 分解能×逓倍数で割ると回転数になります

テストプログラム

  • 実行形式は./test [A] [B] [multiplier]
  • A, Bピンをプルアップし, multiplierで何逓倍か指定します
  • arrc_raspi_INFOを使って, "時間(s), パルス"が出力されます
  • Ctrl+Cで終了します

MotorSerial

  • ARRCのMDDと通信するためのクラス
  • RasPiがマスター, Arduino, Nucleo(L432KC)がスレーブ
  • UARTをRS485(半2重)に変換し通信する
  • Arduinoにはこれを書き込む

    その内STM32(Nucleo)をスレーブにするプログラムも実装予定

  • 元になったプログラムを作成された偉大なる大先輩に圧倒的感謝
  • Pigpiod, Serialクラスを使用
  • ファイルはmotor_serial

リファレンス

arrc_raspi::MotorSerial::MotorSerial(int rede = 4, int timeout = 10)
  • シリアルポートの初期化, RE・DEピンの初期化をするコンストラクタ
  • redeでRE・DEピン(送受信の切り替え用ピン)が指定できる
  • 送信してからtimeout(ms)の間, 受信待ちをする
  • そのうちシリアルポートの指定をSerialクラスでできるようにする
void arrc_raspi::MotorSerial::setTimeOut(int timeout)
  • タイムアウト時間の変更をする
short arrc_raspi::MotorSerial::sending(unsigned char id, unsigned char cmd, short data)
  • id番のMDDに対してcmd, dataを送信します
  • 返り値としてid番のMDDから返ってきたdataを返します
  • 送信時に1bitごとに90μs間sleepしないと通信できません
short arrc_raspi::MotorSerial::send(unsigned char id, unsigned char cmd, short data, bool async_flag = false)
  • async_flag=falseならarrc_raspi::MotorSerial::sendingと同じ動作をします
  • async_flag=trueなら非同期通信を行い, 返り値は0になります
short arrc_raspi::MotorSerial::send(SendDataFormat send_data, bool async_flag)
  • 引数がSendDataFormatのarrc_raspi::MotorSerial::send()です
  • あんまり使う機会無い
bool arrc_raspi::MotorSerial::sum_check_success_
  • 直近の通信がsumチェックまで成功したかの結果を示します
short arrc_raspi::MotorSerial::recent_receive_data_
  • 直近の通信で受信したdataを示します

テストプログラム

  • 実行形式は./test [id] [cmd] [data]です
  • arrc_raspi::MotorSerial::sending(id, cmd, data)を実行します
  • 返り値と通信の状況が表示されます