Raspberry Pi OS Bookworm & PlatformIO
2024.10.24/2025.04.17更新
YouTube でも紹介しています。画像をクリックすると再生できます。
Arduino Nano ESP32はアップロードにDFUプロトコルを使用しています。
ここでは、DFUプロトコルをサポートしている Raspberry Pi OS 12(bookworm) 64bit版をインストールしてみます。
●Arduino Nano ESP32
適当にソースコードを書いてビルドしてみます
$ pio run -t upload
embedded:startup.tcl:26: Error: Can't find interface/ftdi/dfu.cfg
in procedure 'script'
at file "embedded:startup.tcl", line 26
NANO ESP32のアップロードには、dfu プロトコルを使用しています
arduino_nano_esp32.json
"upload": {
"flash_size": "16MB",
"maximum_ram_size": 327680,
"maximum_size": 16777216,
"require_upload_port": true,
"speed": 460800,
"protocol": "dfu"
},
USB DFUプロトコル
DFUは、ベンダー及びデバイスに依存しないメカニズムで、USBデバイスのファームウェアアップデートを行う方法等を提供します
arduino_nano_esp32.json 内のアップロード・プロトコルを確認します
"upload": {
"flash_size": "16MB",
"maximum_ram_size": 327680,
"maximum_size": 16777216,
"require_upload_port": true,
"speed": 460800,
"protocol": "dfu"
},
上記エラーが発生した場合は、DFUをサポートしているRaspberry Pi OSを導入してください。
アップロードを行うには、framework-arduinoespressif32 バージョン 2.0.17 を必要とします。
下記環境においては正常にビルドおよびアップロード可能です
・Raspberry Pi OS with desktop (bookworm) 64bit版
・PlatformIO Core, version 6.1.16
- framework-arduinoespressif32 @ 3.20017.0 (2.0.17)
- tool-dfuutil-arduino @ 1.11.0
※32bit版 bookworm ではアップロードに失敗します。
●Raspberry Pi OS(64-bit) bookworm
最新の2024年11月9日版bookwormをインストールしてみます。
Raspberry Pi OS with desktop
Release date: November 19th 2024
System: 64-bit
Kernel version: 6.6
Debian version: 12 (bookworm)
raspios_arm64-2024-11-19
ダウンロードして解凍、Win32DiskImagerなどでmicroSDカードに焼き付けます。
Raspberry Pi を起動して、指示に従って設定していきます。
ラズベリーパイは、Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2を使用しています
$ cat /proc/cpuinfo
Model : Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2
OS のバージョンを確認しておきます
$ cat /etc/os-release
PRETTY_NAME="Debian GNU/Linux 12 (bookworm)"
NAME="Debian GNU/Linux"
VERSION_ID="12"
VERSION="12 (bookworm)"
VERSION_CODENAME=bookworm
●ネットワーク設定
Raspberry Pi OS 12 Bookworm からネットワークの設定が dhcpcd から NetworkManager に変更されました。
ネットワーク設定はデスクトップの通信マークをクリックし、SSIDを選択して行います。
https://hassiweb.gitlab.io/memo/docs/memo/raspberry-pi/raspberry-pi-os/network-config/
ネットワークインターフェースに対するプロファイル名一覧を表示します。
$ nmcli connection show
NAME UUID TYPE DEVICE
XXXXXXXXXXXX t4i3jt91-r8u3-43j2-23ib wifi wlan0
lo 8jtiew9d-ut82-j287-2f8x loopback lo
Wired connection 1 2iut82k5-tewi-8j43-2ij3 ethernet --
$ sudo cat /etc/NetworkManager/system-connections/XXXXXXXXXXXX.nmconnection
[connection]
id=XXXXXXXXXXXX
uuid=t4i3jt91-r8u3-43j2-23ib
type=wifi
interface-name=wlan0
timestamp=1728818873
[wifi]
mode=infrastructure
ssid=XXXXXXXXXXXX
[wifi-security]
key-mgmt=wpa-psk
psk=zzzzzzzzzzzzz
[ipv4]
address1=192.168.11.23/24,192.168.11.1
method=manual
[ipv6]
addr-gen-mode=stable-privacy
method=disabled
[proxy]
NetworkManagerコマンドによる設定変更
$ sudo nmcli connection modify 'プロファイル名' ipv4.addresses "<IP address>/<Prefix>" ipv4.gateway "<Gateway address>" ipv4.dns "<DNS address>" ipv4.method "manual"
例えば、DNSアドレスを 192.168.11.1 から 192.168.11.3 に変更してみます
$ sudo nmcli connection modify 'XXXXXXXXXXXX' ipv4.dns "192.168.11.3"
$ sudo cat /etc/NetworkManager/system-connections/XXXXXXXXXXXX.nmconnection
..........
[ipv4]
address1=192.168.11.23/24,192.168.11.1
dns=192.168.11.3;
method=manual
..........
●PlatformIO インストール
$ pip3 --version
pip 23.0.1 from /usr/lib/python3/dist-packages/pip (python 3.11)
以前のように pip でインストールしようとするとエラーになります
$ pip3 install -U platformio
error: externally-managed-environment
PlatformIO公式サイトからの引用です。
PlatformIO は管理者権限や sudo 権限を必要とせずに動作します。
デフォルトのユーザー アカウントを使用し、追加の権限なしでインストールを実行することを強くお勧めします。
PlatformIO / Installer Script (Recommended)
$ curl -fsSL -o get-platformio.py https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core-installer/master/get-platformio.py
$ python3 get-platformio.py
Installer version: 1.2.2
Platform: Linux-6.6.51+rpt-rpi-v8-aarch64-with-glibc2.36
Python version: 3.11.2 (main, Aug 26 2024, 07:20:54) [GCC 12.2.0]
Python path: /usr/bin/python3
Creating a virtual environment at /home/pi/.platformio/penv
.....
Installing collected packages: pip
Attempting uninstall: pip
Found existing installation: pip 23.0.1
Uninstalling pip-23.0.1:
Successfully uninstalled pip-23.0.1
Successfully installed pip-24.2
PIP has been successfully updated!
Virtual environment has been successfully created!
.....
PlatformIO Core has been successfully installed into an isolated environment `/home/pi/.platformio/penv`!
●udev rules 設定
99-platformio-udev.rules
udevルールを追加して繁栄させます
$ curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/develop/platformio/assets/system/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules
$ sudo service udev restart
●仮想環境パス設定
現在設定されているパスを確認します
$ echo $PATH | tr ":" "\n"
/usr/local/sbin
/usr/local/bin
/usr/sbin
/usr/bin
/sbin
/bin
/usr/local/games
/usr/games
Python 仮想環境のデフォルトの場所は、~/.platformio/penv/bin になります
$ echo 'export PATH=${PATH}:~/.platformio/penv/bin' >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
●環境設定確認
$ ~/.platformio/penv/bin/pio system info
-------------------------- -----------------------------------------------
PlatformIO Core 6.1.18
Python 3.13.5-final.0
System Type linux_aarch64
Platform Linux-6.12.47+rpt-rpi-v8-aarch64-with-glibc2.41
File System Encoding utf-8
Locale Encoding UTF-8
PlatformIO Core Directory /home/pi/.platformio
PlatformIO Core Executable /home/pi/.platformio/penv/bin/platformio
Python Executable /home/pi/.platformio/penv/bin/python
Global Libraries 0
Development Platforms 6
Tools & Toolchains 21
-------------------------- -----------------------------------------------
●Arduino NANO ESP32のビルド
bookworm では、DFUプロトコルをサポートしています。
DFUプロトコルを利用してアップロードを行っているNANO ESP32ボードでのビルドおよびアップロードを行ってみます
$ pio boards 'NANO ESP32'
========================================================================
ID MCU Frequency Flash RAM Name
------------------ ------- --------- ----- ----- ------------------
arduino_nano_esp32 ESP32S3 240MHz 16MB 320KB Arduino Nano ESP32
$ cat ~/.platformio/platforms/espressif32/boards/arduino_nano_esp32.json
{
"build": {
"arduino":{
"ldscript": "esp32s3_out.ld",
"partitions": "app3M_fat9M_fact512k_16MB.csv",
"memory_type": "qio_opi"
},
"core": "esp32",
"extra_flags": [
"-DARDUINO_NANO_ESP32",
"-DBOARD_HAS_PIN_REMAP",
"-DBOARD_HAS_PSRAM",
"-DUSB_MANUFACTURER=\\\"Arduino\\\"",
"-DUSB_PRODUCT=\\\"NanoESP32\\\"",
"-DARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT=1",
"-DARDUINO_USB_DFU_ON_BOOT=1",
"-DARDUINO_RUNNING_CORE=1",
"-DARDUINO_EVENT_RUNNING_CORE=1"
],
"f_cpu": "240000000L",
"f_flash": "80000000L",
"flash_mode": "qio",
"hwids": [
[
"0x2341",
"0x0070"
]
],
"mcu": "esp32s3",
"variant": "arduino_nano_nora"
},
"connectivity": [
"bluetooth",
"wifi"
],
"debug": {
"openocd_target": "esp32s3.cfg"
},
"frameworks": [
"arduino",
"espidf"
],
"name": "Arduino Nano ESP32",
"upload": {
"flash_size": "16MB",
"maximum_ram_size": 327680,
"maximum_size": 16777216,
"require_upload_port": true,
"speed": 460800,
"protocol": "dfu"
},
"url": "https://docs.arduino.cc/hardware/nano-esp32",
"vendor": "Arduino"
}
$ cat ~/.platformio/packages/framework-arduinoespressif32/variants/arduino_nano_nora/pins_arduino.h
#ifndef Pins_Arduino_h
#define Pins_Arduino_h
#include
#define USB_VID 0x2341
#define USB_PID 0x0070
#ifndef __cplusplus
#define constexpr const
#endif
// primary pin names
#if defined(BOARD_HAS_PIN_REMAP) && !defined(BOARD_USES_HW_GPIO_NUMBERS)
// Arduino style definitions (API uses Dx)
static constexpr uint8_t D0 = 0; // also RX
static constexpr uint8_t D1 = 1; // also TX
static constexpr uint8_t D2 = 2;
static constexpr uint8_t D3 = 3; // also CTS
static constexpr uint8_t D4 = 4; // also DSR
static constexpr uint8_t D5 = 5;
static constexpr uint8_t D6 = 6;
static constexpr uint8_t D7 = 7;
static constexpr uint8_t D8 = 8;
static constexpr uint8_t D9 = 9;
static constexpr uint8_t D10 = 10; // also SS
static constexpr uint8_t D11 = 11; // also MOSI
static constexpr uint8_t D12 = 12; // also MISO
static constexpr uint8_t D13 = 13; // also SCK, LED_BUILTIN
static constexpr uint8_t LED_RED = 14;
static constexpr uint8_t LED_GREEN = 15;
static constexpr uint8_t LED_BLUE = 16; // also RTS
static constexpr uint8_t A0 = 17; // also DTR
static constexpr uint8_t A1 = 18;
static constexpr uint8_t A2 = 19;
static constexpr uint8_t A3 = 20;
static constexpr uint8_t A4 = 21; // also SDA
static constexpr uint8_t A5 = 22; // also SCL
static constexpr uint8_t A6 = 23;
static constexpr uint8_t A7 = 24;
#else
// ESP32-style definitions (API uses GPIOx)
static constexpr uint8_t D0 = 44; // also RX
static constexpr uint8_t D1 = 43; // also TX
static constexpr uint8_t D2 = 5;
static constexpr uint8_t D3 = 6; // also CTS
static constexpr uint8_t D4 = 7; // also DSR
static constexpr uint8_t D5 = 8;
static constexpr uint8_t D6 = 9;
static constexpr uint8_t D7 = 10;
static constexpr uint8_t D8 = 17;
static constexpr uint8_t D9 = 18;
static constexpr uint8_t D10 = 21; // also SS
static constexpr uint8_t D11 = 38; // also MOSI
static constexpr uint8_t D12 = 47; // also MISO
static constexpr uint8_t D13 = 48; // also SCK, LED_BUILTIN
static constexpr uint8_t LED_RED = 46;
static constexpr uint8_t LED_GREEN = 0;
static constexpr uint8_t LED_BLUE = 45; // also RTS
static constexpr uint8_t A0 = 1; // also DTR
static constexpr uint8_t A1 = 2;
static constexpr uint8_t A2 = 3;
static constexpr uint8_t A3 = 4;
static constexpr uint8_t A4 = 11; // also SDA
static constexpr uint8_t A5 = 12; // also SCL
static constexpr uint8_t A6 = 13;
static constexpr uint8_t A7 = 14;
#endif
// Aliases
static constexpr uint8_t LEDR = LED_RED;
static constexpr uint8_t LEDG = LED_GREEN;
static constexpr uint8_t LEDB = LED_BLUE;
// alternate pin functions
static constexpr uint8_t LED_BUILTIN = D13;
static constexpr uint8_t TX = D1;
static constexpr uint8_t RX = D0;
static constexpr uint8_t RTS = LED_BLUE;
static constexpr uint8_t CTS = D3;
static constexpr uint8_t DTR = A0;
static constexpr uint8_t DSR = D4;
static constexpr uint8_t SS = D10;
static constexpr uint8_t MOSI = D11;
static constexpr uint8_t MISO = D12;
static constexpr uint8_t SCK = D13;
static constexpr uint8_t SDA = A4;
static constexpr uint8_t SCL = A5;
#define PIN_I2S_SCK D7
#define PIN_I2S_FS D8
#define PIN_I2S_SD D9
#define PIN_I2S_SD_OUT D9 // same as bidir
#define PIN_I2S_SD_IN D10
#ifndef __cplusplus
#undef constexpr
#endif
#endif /* Pins_Arduino_h */
arduino_nano_esp32.json
"extra_flags": [
"-DARDUINO_NANO_ESP32",
"-DBOARD_HAS_PIN_REMAP", ← 削除
pins_arduino.h
#if defined(BOARD_HAS_PIN_REMAP) && !defined(BOARD_USES_HW_GPIO_NUMBERS)
// Arduino style definitions (API uses Dx)
static constexpr uint8_t D0 = 0; // also RX
static constexpr uint8_t D1 = 1; // also TX
......
#else
// ESP32-style definitions (API uses GPIOx)
static constexpr uint8_t D0 = 44; // also RX
static constexpr uint8_t D1 = 43; // also TX
......
arduino_nano_esp32.json で"-DBOARD_HAS_PIN_REMAP" の記述を削除してESP32スタイルのGPIO番号での指定を有効にしたほうがよいかもしれません。
$ pio init -b arduino_nano_esp32
$ cat platformio.ini
[env:arduino_nano_esp32]
platform = espressif32
board = arduino_nano_esp32
framework = arduino
$ pio run -t upload
初回ビルド時に各種パッケージがインストールされます
pi@raspberrypi:~/NanoESP32 $ pio run -e arduino_nano_esp32 -t upload
Processing arduino_nano_esp32 (platform: espressif32; board: arduino_nano_esp32; framework: arduino)
--------------------------------------------------------------------------------
Platform Manager: Installing espressif32
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Platform Manager: espressif32@6.10.0 has been installed!
Tool Manager: Installing espressif/toolchain-xtensa-esp32s3 @ 8.4.0+2021r2-patch5
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: toolchain-xtensa-esp32s3@8.4.0+2021r2-patch5 has been installed!
Tool Manager: Installing espressif/toolchain-riscv32-esp @ 8.4.0+2021r2-patch5
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: toolchain-riscv32-esp@8.4.0+2021r2-patch5 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/framework-arduinoespressif32 @ ~3.20017.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: framework-arduinoespressif32@3.20017.241212+sha.dcc1105b has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-esptoolpy @ ~1.40501.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-esptoolpy@1.40501.0 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-dfuutil-arduino @ ~1.11.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-dfuutil-arduino@1.11.0 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-scons @ ~4.40801.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-scons@4.40801.0 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-mkspiffs @ ~2.230.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-mkspiffs@2.230.0 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-mklittlefs @ ~1.203.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-mklittlefs@1.203.210628 has been installed!
Tool Manager: Installing platformio/tool-mkfatfs @ ~2.0.0
Downloading [####################################] 100%
Unpacking [####################################] 100%
Tool Manager: tool-mkfatfs@2.0.1 has been installed!
Verbose mode can be enabled via `-v, --verbose` option
CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/espressif32/arduino_nano_esp32.html
PLATFORM: Espressif 32 (6.10.0) > Arduino Nano ESP32
HARDWARE: ESP32S3 240MHz, 320KB RAM, 16MB Flash
DEBUG: Current (cmsis-dap) External (cmsis-dap, dfu, esp-bridge, esp-builtin, esp-prog, iot-bus-jtag, jlink, minimodule, olimex-arm-usb-ocd, olimex-arm-usb-ocd-h, olimex-arm-usb-tiny-h, olimex-jtag-tiny, tumpa)
PACKAGES:
- framework-arduinoespressif32 @ 3.20017.241212+sha.dcc1105b
- tool-dfuutil-arduino @ 1.11.0
- tool-esptoolpy @ 1.40501.0 (4.5.1)
- tool-mkfatfs @ 2.0.1
- tool-mklittlefs @ 1.203.210628 (2.3)
- tool-mkspiffs @ 2.230.0 (2.30)
- toolchain-riscv32-esp @ 8.4.0+2021r2-patch5
- toolchain-xtensa-esp32s3 @ 8.4.0+2021r2-patch5
Converting player_miditest.ino
LDF: Library Dependency Finder -> https://bit.ly/configure-pio-ldf
LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft
Found 33 compatible libraries
●PHPインストール
ファイル編集用にPHPをインストールしておきます
$ sudo apt update
$ apt-cache search php8
$ sudo apt-get install php8.2
$ php --version
PHP 8.2.24 (cli) (built: Sep 27 2024 04:16:10) (NTS)
Copyright (c) The PHP Group
Zend Engine v4.2.24, Copyright (c) Zend Technologies
with Zend OPcache v8.2.24, Copyright (c), by Zend Technologies
●microSDカードの空容量
32GBのmicroSDカードに開発環境を構築した場合の空容量は下記のようになります
$ df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
udev 323596 0 323596 0% /dev
tmpfs 93028 1116 91912 2% /run
/dev/mmcblk0p2 30087452 7462624 21076536 27% /
tmpfs 465140 8 465132 1% /dev/shm
tmpfs 5120 12 5108 1% /run/lock
/dev/mmcblk0p1 522232 74008 448224 15% /boot/firmware
tmpfs 93028 40 92988 1% /run/user/1000
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