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 Pico Explorer Base
2021.04.04


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。

今回は、Pimoroni の新製品 Pico Explorer Base を使ってみました。
Raspberry Pi Pico の基本的な使い方は
Raspberry Pi Pico 開発環境構築
を参照してください。

■Features

この Pico Explorer Base 左上には、ヘッダーピンをはんだ付けしたRaspberry Pi Pico を挿し込むためのスロットがあります。 その右に、ピエゾ・ブザーを挟んで、Pimoroni Breakout Garden製品用の2つのI2Cソケット、 右下に、240x240のLCD、中央に2つのモータードライブと GPIO、ADC 用のピンヘッダー。 左下に、小さなブレッドボードが付いています。
・Pico Explorer Base
・Piezo speaker
・1.54" IPS LCD screen (240 x 240)
・Four user-controllable switches
・Two Half-Bridge motor drivers (with over current indicator LED)
・Easy access GPIO and ADC pin Headers
・Two Breakout Garden I2C sockets
・Mini breadboard
・Rubber feet
・Compatible with Raspberry Pi Pico.
・No soldering required (as long as your Pico has header pins attached).
・Dimensions: approx 117mm x 63mm x 20mm (L x W x H, assembled)
・C/C++ and MicroPython libraries

■ソースコードのダウンロード

ここでは、Pimoroni の GitHub にあるサンプルコードを動かしてみます。

C/C++ and MicroPython libraries
https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico

Pimoroni Pico のGitHub は、頻繁に更新されていますので、参考程度にみてください。

examples をクリックします。


pico_explorer をクリックします。

https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/tree/main/examples/pico_explorer

$ mkdir ~/pico/explorer
$ cd ~/pico/explorer
ここに下記のファイルをダウンロードして配置します。
・CMakeLists.txt
・demo.cpp
・fox.tga
・image_data.cpp

$ cat CMakeLists.txt
add_executable(
  explorer
  demo.cpp
)

add_resource(explorer fox.tga)

# Pull in pico libraries that we need
target_link_libraries(explorer pico_stdlib pico_explorer msa301)

# create map/bin/hex file etc.
pico_add_extra_outputs(explorer)
pico-sdkの標準ライブラリーの他に、pico_explorer と msa301 というライブラリーを参照していることがわかります。


https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/tree/main/libraries/pico_explorer

$ mkdir ~/pico/explorer/pico_explorer
ここに下記のファイルをダウンロードして配置します。
・CMakeLists.txt
・pico_explorer.cpp
・pico_explorer.hpp

$ cat ~/pico/explorer/pico_explorer/CMakeLists.txt
target_link_libraries(pico_explorer INTERFACE pico_stdlib hardware_pwm hardware_adc st7789 pico_graphics)

st7789 と pico_graphics というライブラリーを参照しています。


https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/tree/main/drivers/msa301

$ mkdir ~/pico/explorer/msa301
ここに下記のファイルをダウンロードして配置します。
・CMakeLists.txt
・msa301.cpp
・msa301.hpp


https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/tree/main/libraries/pico_graphics

$ mkdir ~/pico/explorer/pico_graphics
ここに下記のファイルをダウンロードして配置します。
・CMakeLists.txt
・font_data.cpp
・pico_graphics.cpp
・pico_graphics.hpp
・types.cpp


https://github.com/pimoroni/pimoroni-pico/tree/main/drivers/st7789

$ mkdir ~/pico/explorer/st7789
ここに下記のファイルをダウンロードして配置します。
・CMakeLists.txt
・st7789.cpp
・st7789.hpp

このようにCMakeLists.txtに記載されているリンクを辿り、必要なソースを収集して使いやすいように配置しました。
<~/pico/explorer>
 ・CMakeLists.txt
 ・demo.cpp
 ・fox.tga
 ・image_data.cpp
 <pico_explorer>
  ・CMakeLists.txt
  ・pico_explorer.cpp
  ・pico_explorer.hpp
 <msa301>
  ・CMakeLists.txt
  ・msa301.cpp
  ・msa301.hpp
 <pico_graphics>
  ・CMakeLists.txt
  ・font_data.cpp
  ・pico_graphics.cpp
  ・pico_graphics.hpp
  ・types.cpp
 <st7789>
  ・CMakeLists.txt
  ・st7789.cpp
  ・st7789.hpp

■相対パスの変更

使いやすいように勝手にファイルの配置を変えたので、相対パスの変更を行います。

$ vi ~/pico/explorer/pico_explorer/pico_explorer.hpp
#include "../../drivers/st7789/st7789.hpp"
#include "../../libraries/pico_graphics/pico_graphics.hpp"
 ↓変更
#include "../st7789/st7789.hpp"
#include "../pico_graphics/pico_graphics.hpp"

■MakeLists.txt への追記

$ cmake --version
cmake version 3.13.4

$ cd ~/pico/explorer

CMakeLists.txt の先頭にお決まりのコードとサブディレクトリーを追記します
$ vi CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

# Pull in SDK (must be before project)
include(pico_sdk_import.cmake)

project(pico_examples C CXX ASM)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

# Initialize the SDK
pico_sdk_init()

add_subdirectory(st7789)
add_subdirectory(pico_graphics)
add_subdirectory(pico_explorer)
add_subdirectory(msa301)

add_executable(
explorer
demo.cpp
)

add_resource(explorer fox.tga)

# Pull in pico libraries that we need
target_link_libraries(explorer pico_stdlib pico_explorer msa301)

# create map/bin/hex file etc.
pico_add_extra_outputs(explorer)

$ cp -p ~/pico/pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake .
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
CMake Error at CMakeLists.txt:23 (add_resource): Unknown CMake command "add_resource".

マクロを追加します。 このマクロでは、UF2(USB Flashing Format)ファイルにtgaイメージをバンドルしています。
$ vi ~/pico/explorer/CMakeLists.txt

function(add_resource target file)
  get_filename_component(NAME ${ARGV1} NAME_WE)
  set(FILENAME ${ARGV1})

  add_custom_command(
    OUTPUT ${NAME}.o

    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy
            ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/${FILENAME}
            ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}

    COMMAND arm-none-eabi-ld -r -b binary -o ${NAME}.o ${FILENAME}
    DEPENDS ${FILENAME}
  )

  target_sources(${ARGV0} PRIVATE ${NAME}.o)
endfunction(add_resource)


add_resource(explorer fox.tga)

# Pull in pico libraries that we need
target_link_libraries(explorer pico_stdlib pico_explorer msa301)

# create map/bin/hex file etc.
pico_add_extra_outputs(explorer)
これにより、画像ファイル fox.tga が、実行ファイル explorer.uf2 にバンドルされます。

※補足:
cmake_minimum_required(VERSION 3.13)^M
のように表示されて気になるときはは、改行コードを変更します。
$ sed -i 's/\r//' CMakeLists.txt

◇CMakeで設定されているすべての変数を出力する

上記マクロの変数値を確認するために、CMakeLists.txt の末尾に下記を追加します。
$ vi ~/pico/explorer/CMakeLists.txt
message(STATUS "*** dump start cmake variables ***")
get_cmake_property(_variableNames VARIABLES)
list (SORT _variableNames)
foreach (_variableName ${_variableNames})
    message(STATUS "${_variableName}=${${_variableName}}")
endforeach()
message(STATUS "*** dump end ***")
$ rm -rf *
$ cmake ..
..........
-- CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR=/home/pi/pico/explorer/build
-- CMAKE_CURRENT_LIST_DIR=/home/pi/pico/explorer
-- CMAKE_CURRENT_LIST_FILE=/home/pi/pico/explorer/CMakeLists.txt
-- CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR=/home/pi/pico/explorer
..........
add_resource の中を展開してみると、下記のようになります。
function(add_resource target file)
  get_filename_component(NAME "fox.tga" NAME_WE)
  set(FILENAME "fox.tga")

  add_custom_command(
    OUTPUT fox.o

    COMMAND /usr/bin/cmake -E copy
            /home/pi/pico/explorer/fox.tga
            /home/pi/pico/explorer/build

    COMMAND arm-none-eabi-ld -r -b binary -o fox.o fox.tga
    DEPENDS fox.tga
  )

  target_sources(explorer PRIVATE fox.o)
endfunction(add_resource)

$ make

BOOTSELボタンを押しながら、Raspberry Pi Picoを接続します。
$ sudo mkdir -p /mnt/pico
$ sudo mount /dev/sda1 /mnt/pico
$ sudo cp explorer.uf2 /mnt/pico
$ sudo umount /mnt/pico



■補足:TGA (Truevision Graphics Adapter)
TGA (Truevision Graphics Adapter) ファイルフォーマットはTruevision社が開発したラスター画像のファイルフォーマット。
TGAファイルは元々Truevision社のBrad Pillowによって1984年に定められた。現在のバージョン (2.0) は(サムネイルとしてよく知られている)ポステージスタンプ(訳注:郵便切手)、アルファチャンネル、ガンマ値、テクスチャのメタデータなどの拡張を含み、Truevision社のDavid Spoelstraによって1989年に定められた。
色深度の制限にもかかわらず、TGAはアニメーションとビデオ産業の全域に渡って未だ使われている。
Ref.フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

プログラムに組み込まれたTGAの取り扱いはとても簡単です。 先頭18バイトのヘッダー情報に続くBGRの画像データを取り出して、描画用の関数にセットします。

画像編集アプリの多くが、TGAフォーマットへの画像変換もサポートしています。

サンプルプログラムから画像表示部分のみを抜き出してみました。 縦横240の画面一杯のTGAをバンドルしようとすると、RAMがオーバーフローしてしまいました。
$ make
/usr/lib/gcc/arm-none-eabi/7.3.1/../../../arm-none-eabi/bin/ld: explorer.elf section `.bss' will not fit in region `RAM'
/usr/lib/gcc/arm-none-eabi/7.3.1/../../../arm-none-eabi/bin/ld: region RAM overflowed
/usr/lib/gcc/arm-none-eabi/7.3.1/../../../arm-none-eabi/bin/ld: region `RAM' overflowed by 34304 bytes
collect2: error: ld returned 1 exit status

210x210のTGAファイルの場合はビルドが可能で、Picoで正常に動作しました。
$ ls -l YoRHa2B.tga
-rw-r--r-- 1 pi pi 132318 4月 2 02:16 YoRHa2B.tga
$ ls -l explorer.*
-rwxr-xr-x 1 pi pi 159692 4月 2 02:18 explorer.bin
-rw-r--r-- 1 pi pi 1708303 4月 2 02:18 explorer.dis
-rwxr-xr-x 1 pi pi 347324 4月 2 02:18 explorer.elf
-rw-r--r-- 1 pi pi 189026 4月 2 02:18 explorer.elf.map
-rw-r--r-- 1 pi pi 449261 4月 2 02:18 explorer.hex
-rw-r--r-- 1 pi pi 319488 4月 2 02:18 explorer.uf2



Adafruit Feather RP2040

Adafruit からも RP2040 を搭載した Feather ボードが発売されました。 チップ上のロゴに惹かれて、たまらず買ってしまいました。

■参考文献
C/C++ and MicroPython libraries
Rendering Images on the Pimoroni Pico Display
Raspberry Pi Pico - API Documentation
CMakeで設定されているすべての変数を出力する
cmakeプロジェクトの設定項目一覧を表示させる
CMake: 便利なコマンド・変数
第4回 ビルド時に実行されるコマンドの依存関係
raspberrypi / pico-bootrom
Raspberry Pi メモ (52) - Raspberry Pi Pico
Truevision TGA

【深層学習関連】
20.11.21 深層学習 第1回環境整備
20.12.19 深層学習 第2回マルコフ連鎖・自動歌詞生成
21.01.02 深層学習 第3回コード進行解析

【画像処理関連】

20.05.28 画像処理 第1回トイカメラ
20.06.09 画像処理 第2回カメラモジュール制御
20.06.28 画像処理 第3回リアルタイムクロック
20.07.08 画像処理 第4回電源回路
20.10.27 画像処理 第5回自作デジカメ初号機完成
20.11.10 画像処理 第6回ドーナツデジカメ
【音楽関連】

20.01.05 第1回 abcjs 楽譜作成・演奏スクリプト
20.01.09 I2S通信によるハイレゾ音源再生
20.01.18 MIDI再生:FM音源YMF825+Arduino編
20.01.24 FM音源YMF825+micro:bit編
20.02.13 Piano Hat & Rosegarden
20.06.22 波形処理 第1回 音の波と三角関数
20.07.22 波形処理 第2回 平均律と純正律
20.08.26 波形処理 第3回 黒鍵と白鍵
21.01.02 深層学習 第3回 コード進行解析
21.01.16 波形処理 第4回 コード演奏
【WEBサイト構築関連】

19.10.15 第1回 前準備
19.10.20 第2回 Ubuntu Server インストール
19.10.27 第3回 Ubuntu Server 詳細設定
19.10.28 番外編 無線LAN接続設定
19.11.02 第4回 Apache WEBサーバ設定
19.11.05 第5回 PHP 設定
19.11.10 第6回 MySQL 設定
19.11.11 第7回 DNS (bind) 設定
19.11.16 第8回 メールサーバ(Postfix)設定・前編
19.11.21 第9回 メールサーバ(Postfix)設定・後編
19.11.24 第10回 ファイアウォール(iptables) 設定
19.11.25 第11回 crontab 設定
19.12.01 第12回 運用準備
19.12.03 第13回 Windowsパソコンに開発環境を作る
19.12.05 第14回 WEBサーバー公開
19.12.10 第15回 動的サイト制作
19.12.11 第16回 簡単なアクセスカウンターを作る
20.03.04 TTGO-Camera による定点観測・WEB公開
21.03.15 第17回 サーバ・リプレイス
21.03.27 第18回 システム移行
【開発環境関連】

19.12.19 Raspbian Stretch LITE インストール
19.12.19 ファイル共有 dokany + Win-sshfs
19.12.26 Arduino開発環境構築 PlatformIO
20.02.04 電子組版 upLaTeX
21.04.13 GPIO拡張
21.04.14 無線LAN動的切替え
【SNS関連】

20.03.18 テキスト読み上げ gTTS
20.04.24 Twitter-LINE連携によるビジネス活用
20.05.19 テキスト読み上げ AquesTalk pico LSI
21.02.27 TweLite Neural Network 第1回環境設定
【周辺機器関連】

20.01.01 1280x800 HDMI MONITOR
20.01.12 micro:bitをコマンドラインで使う
20.02.04 サーマルプリンタを使う
20.03.27 M5Stackキーボードを利用する
20.06.29 液晶キャラクターディスプレイLCD1602A
20.08.03 Seeeduino XIAO
20.08.09 LGT8F328P - Arduino clone
20.09.18 電流計測モジュール INA219
21.02.09 Raspberry Pi Pico 開発環境構築
21.03.06 疑似コンソール
21.03.20 Raspberry Pi Pico 突入電流制御
21.04.04 Raspberry Pi Pico Explorer Base
【その他】

19.12.13 モバイルバッテリーによる瞬間停電対策
20.04.10 電卓を制御して数字を表示する
20.05.06 箱庭回路 蓄電&昇圧回路
20.09.04 箱庭回路 センサーライト
20.09.29 シガーライターIC s090c
20.10.13 自動給水装置 LM393+NE555
20.12.05 FM放送受信 TEA5767
21.01.30 DVD Player LED
21.02.16 癒しの電子回路

 ニーア オートマタ PLAY ARTS改 <ヨルハ 二号 B型 DX版> PVC製 塗装済み可動フィギュア
「NieR:Automata」より、ヨルハ二号B型こと2BがPLAY ARTS改に新たに登場! 高級感の感じられるコスチュームや髪の質感、洗練されたボディバランス、細かなデティールに至るまでこだわり抜かれた逸品。 DX版には通常版のラインナップに加え2Bの随行支援ユニット ポッド042などをはじめ“純白の美しい太刀"白の約定やエフェクトパーツ、自爆モードを再現できる換装用ボディパーツ、シーンに合わせて変えられる顔パーツ2種も付属する豪華な仕様に。 作中のあらゆるシーンを再現することが可能なファン必見の一品となっている。
Interface 2021年5月号
~ 5G時代のコモンセンス ! 旬の信号処理をパソコンでマスタ ! ~
☆特 集 [ザ・新人研修]Pythonで無線信号処理
☆特 設: ソフトウェア・ラジオで合点 ! 無線通信[変復調]技術
☆新連載: IoT定番プロトコルMQTT: IoTに向く理由

ラズパイマガジン2021年春号
モーターやLED、小型ディスプレイ、スイッチなど、多様な電子パーツ450種を一挙に紹介します。 特性や価格の一覧表を用意したので、用途に合った適切な製品を選べます。
トランジスタ技術 2021年4月号
☆特集~ホビーも実践も軽快・即開発のA-D内蔵ワンチップ~
「AVRでサクッとマイコン開発」
日経Linux 2021年3月号
【特集 1】まる分かり50ステップ Linux 超入門
【特集 2】あなたのワガママかなえます! WindowsのアプリをLinuxで使いたい
【特集 3】公衆Wi-Fiは危険がいっぱい!? パスワードの盗聴を実験してみた
【特集 4】キーボード一体型の新モデル Raspberry Pi 400を検証
【特集 5】ラズパイで楽しむLinuxライフ オンラインのドキュメント編集をNextcloudとCollabora Onlineで実現

15Stepで踏破 自然言語処理アプリケーション開発入門
エンジニアの実務に役立つ知識に絞り、独自に15の学習ステップを体系化しました。 数値計算にNumPy、形態素解析にMeCab、機械学習にscikit-learn、ディープラーニングに Keras等を使い、Pythonのコードを記述し動かしていきます。
プログラミング・ビットコイン ―ゼロからビットコインをプログラムする方法

Linuxサーバーがゼロから作れる本
このLinuxを使いこなす上で一番手っ取り早いのが自分でLinuxサーバーを構築してみることです。 WindowsやMacのパソコンしか使ったことが無い人でも理解できるよう、 しくみや手順の解説を丁寧にまとめ上げた、ゼロからのサーバー入門ガイドです。

Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (日本製) 国内正規代理店品
【仕様概要】CPU:ARM 1.2GHz 4コア、GPU:2コア 3D・動画支援、RAM:1GB、ネットワーク:LAN/Wi-Fi/Bluetooth、インターフェース:USB/HDMI/オーディオ/GPIO(UART/I2C/I2S/SPI...)。

Arduino Nano
ATmega328搭載/ 動作電圧: 5V/ 入力電源電圧(推奨):7~12V/ デジタル入出力ピン: 14本/ PWMチャンネル: 6本/ アナログ入力チャンネル: 8本/ 直流電流(1ピン当り最大): 40 mA/ 直流電流(3.3Vピン、1ピン当り最大): 50 mA/ Flashメモリ: 32 KB (ATmega328) 内2KBはブートローダーで使用/ SRAM: 2 KB (ATmega328)/ EEPROM: 1 KB (ATmega328)/ Clock Speed: 16 MHz
逆引き PIC電子工作 やりたいこと事典
機能が豊富で、速度・アナログ制御・省電力性・コストの面でもアドバンテージをもつPICマイコン。そんなPICマイコンの使い方を、目的別にやりたいことから引ける、逆引きタイプのガイドブックです。
C言語による PICプログラミング大全
2002年に初版、2009年に第2版を発売した名著『C言語によるPICプログラミング入門』 が大幅リニューアルし「大全」として生まれ変わりました。 本書では、機能豊富なPIC16F1シリーズを使いこなすために、統合開発環境を MPLAB X IDEに、CコンパイラはMicrochip Technology社純正のXC8に、それぞれ変更しました。 C言語でPICマイコンのプログラミングを始めたい方から、最新のPICマイコンの機能をとことん使い倒したい方まで、必ず役に立つ1冊です。
PICと楽しむRaspberry Pi活用ガイドブック
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超特急Web接続!ESPマイコン・プログラム全集
IoT技術の回路とプログラムを解説しました. トランジスタ技術2016年9月号と2017年3月号の特集に 最新の情報を加筆して一冊に仕上げました. 回路とプログラムのサンプル資料として最適です. ラズベリー・パイやIchigoJamを連動させた例も紹介しています
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本書では、DNSの仕組みから、ドメイン名のルール、主なリソースレコードの内容、コマンドによる動作確認、DNSの運用ノウハウ、DNSSECの基礎知識まで、順を追ってやさしく解説します。

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