Raspberry Pi OS Bookworm & PlatformIO
2024.10.24
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2024年10月10日の記事では、Arduino NANO ESP32を用いて、USB-MIDIを制御しました
NANO ESP32 USB MIDI
●Arduino Nano ESP32
NANO ESP32用コードのビルドには、Raspberry Pi 3 model B、
OSには、Raspbian 10 buster 32bit版を使って、開発環境にPlatformIOを用いました。
$ cat /etc/os-release
PRETTY_NAME="Raspbian GNU/Linux 10 (buster)"
NAME="Raspbian GNU/Linux"
VERSION_ID="10"
VERSION="10 (buster)"
この際、PlatformIO上のESP32フレームワーク・バージョンは、3.20009.0 (2.0.9) で、
コードのビルドはできるものの、NANO ESP32 へアップロードには対応していません。
このときは応急措置的に Windows版のArduino IDEでアップロードしました
$ pio run -t upload
embedded:startup.tcl:26: Error: Can't find interface/ftdi/dfu.cfg
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"
},
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。
そこで今回は、64bit版Raspberry Pi OS、Debian version: 12 (bookworm)を用いて、ビルド環境を構築します
まずは、最新の2024年7月4日版bookwormをインストールしてみます。
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
●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
..........
●NANO ESP32 ビルド＆アップロード
PlatformIOのインストールは後述しますが、まずは結果をみてみます
$ pio run -t upload
PLATFORM: Espressif 32 (6.9.0) > Arduino Nano ESP32
PACKAGES:
- framework-arduinoespressif32 @ 3.20017.0 (2.0.17)
........
Download [======================= ] 92% 733184 bytes
Download [======================= ] 93% 745472 bytes
Download [======================== ] 96% 765952 bytes
Download [=========================] 100% 789744 bytes
Download done.
DFU state(7) = dfuMANIFEST, status(0) = No error condition is present
DFU state(2) = dfuIDLE, status(0) = No error condition is present
Done!
frameworkのバージョンが 2.0.17 になり、dfuプロトコルでのアップロードも正常に行われます。
ただし、32bit版 bookworm ではアップロードに失敗します。
Arduino NANO ESP32のビルドには成功したので、普段よく使用しているESP32-S2でのビルドも確認してみました
$ pio init -b adafruit_qtpy_esp32s2
$ pio run
KeyError: 'framework-arduinoespressif32-libs':
File "/home/pi/.platformio/penv/lib/python3.11/site-packages/platformio/builder/main.py", line 173:
env.SConscript("$BUILD_SCRIPT")
そうすると、Pythonスクリプト内でエラーが発生してしまいます。
ネットで解決策を調査してみましたが、うまく対応できませんでした。
そこで、アーカイブで、bullseyeからbookwormに切り替わった直後の2023年10月10日版をダウンロードしてみました
Raspberry Pi OS with desktop
Release date: Oct 10th 2023
System: 64-bit
Debian version: 12 (bookworm)
raspios_arm64-2023-10-10
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。
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
●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
●Arduino NANO ESP32のビルド
$ pio boards 'NANO ESP32'
========================================================================
ID MCU Frequency Flash RAM Name
------------------ ------- --------- ----- ----- ------------------
arduino_nano_esp32 ESP32S3 240MHz 16MB 320KB Arduino Nano ESP32
bookworm では、NANO ESP32のボード情報をサポートしています
$ 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 */
$ pio init -b arduino_nano_esp32
[env:arduino_nano_esp32]
platform = espressif32
board = arduino_nano_esp32
framework = arduino
$ pio run -t upload
●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
●不具合解決に向けて
・32bit版OSでモジュールが存在しない場合には64ビット版OSをインストールしてみる
・Pythonスクリプトで不具合が発生した場合には、少し前にリリースされたOSで試してみる
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Raspberry Pi（ラズベリー パイ）は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発されている。
Arduinoで学ぶ組込みシステム入門(第2版)
●Arduinoを使って組込みシステム開発を理解する
・ハードウェアやソフトウェアなどの基礎知識/
・設計から実装までを系統的に説明するモデルベース開発/
・Arduinoを用いた実際の開発例
最新 使える! MATLAB 第3版
◆◆すぐに「使える!」 全ページフルカラー!◆◆
・MATLAB R2022bに対応し、解説もより詳しく!/
・コマンド・スクリプトの例が豊富で、動かして学べる!/
・超基本から解説。これから使いはじめる人にぴったり!/
・全編フルカラー、スクリーンショットも豊富!
Amazon Web Services基礎からのネットワーク＆サーバー構築改訂４版
1.システム構築をインフラから始めるには/
2.ネットワークを構築する/
3.サーバーを構築する/
4.Webサーバーソフトをインストールする/
5.HTTPの動きを確認する/
6.プライベートサブネットを構築する/
7.NATを構築する/
8.DBを用いたブログシステムの構築/
9.TCP/IPによる通信の仕組みを理解する
C言語は第二の母国語: 独学学生時代から企業内IT職人時代に培った、独立のための技術とノウハウ 平田豊著
学生時代から独学でプログラミングをはじめ、企業内でデバイスドライバを開発し、そして独立後もたくさんのアプリケーション開発や技術書制作に携わってきた著者。その筆者が大事に使い続ける「C言語」の“昔と今”について、気づいたことや役立つ知識、使ってきたツールなどについて、これまで記してきたことを整理してまとめました。
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1冊ですべて身につくJavaScript入門講座
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図解！ Git & GitHubのツボとコツがゼッタイにわかる本
ソフトウェア開発では欠かすことのできないGit、GitHub。
これからGit、GitHubを使いたいという入門者の方でも、実際に手を動かしながら使い方を学べます。
C自作の鉄則！2023 (日経BPパソコンベストムック)
メーカー製のパソコンはスペックが中途半端で、自分が本当に欲しい機種がない――。そう思っている人には、ぜひ自作パソコンをお薦めします。自作パソコンのパーツは進化が速く、しかも驚くほど種類が豊富。価格も性能も、幅広く用意されているため、満足度100％の“自分だけの1台”を手に入れることができます。
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【特集 3】 新しいRaspberry Pi Cameraで遊んでみよう
【特集 4】 Linuxで旧型PCを復活！ 1kg切るモバイルPCを「ChromeOS Flex」でChromebook化
ラズパイマガジン2022年秋号
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