Pico用プログラムの復活

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2021年2月15日投稿　Pi PicoのADCで電圧表示

↑ 以前作ったラズパイPicoのプログラムを、Windows11にインストールしたPico用VSCode C/C++開発環境にコピペする。

以前のCMakeLists.txtでは駄目で、エラーやファールばかりを繰り返して大変でした。そもそも私はズブの素人、CMakeLists.txtの役目を知らずにやっているのですから、本当に大変でした。
でも、最終的にエラーやファール、警告も無く正常にuf2ファイルが出来たので、忘れない内にその方法を残します。

どの様なプログラムかと言うと、次の画像がそのプログラムの実行中の様子で、ADC0の電圧をADCで測定しSSD1331に表示する。と言う事をCore0で無限ループする。それに加え並列してCore1でLEDの点滅をさせています。

 

環境作りは以下のリンクから　pico-setup-windows-0.3.5-x64.exe　をダウンロードして行う。

pico-setup-windows

VSCodeの立ち上げは、必ず　Visual Studio Code for Pico　のショートカットを使用する。このショートカットはドキュメントフォルダに作られたPicoフォルダの中にある。

↓ New C/C++ Projectをクリック。

 

↓ New Pico Project
Name SSD1331_test
Board type Pico
Location c:\Users\JM1LXS\Documents\LXS_Pico
Select Pico SDK version v2.1.0
Features spi
Stdio support Console over USB
Code generation options Use project name as entry point file name
Generate C++ code
Debugger DebugProbe

 

↓ CMakeLists.txtに追記

hardware_adc
pico_multicore
pico_bootsel_via_double_reset

↑ pico_bootsel_via_double_reset は、リセットボタンをダブルクリックするとBOOTSELモードになる。なのでUSBケーブルの抜き差しは不要。

 

次は、Cソースファイルの内容を丸ごと入れ替える。

以前も今回もソースファイルは1つだけ。

以前のソースファイル pico_ssd1331_oled.c
今回のソースファイル SSD1331_test.cpp

SSD1331_test.cppの中身は削除して空にする。以前のpico_ssd1331_oled.cの中身をコピーしてSSD1331_test.cppにペーストする。

font.hはコピーしてSSD1331_testフォルダにペーストする。

 

↓ ビルドが成功して最終的なファイルはこんな感じ。

 

 

この記事で扱ったソースファイルをダウンロード出来ます。

LXS-TEST.zip

尚、SSD1331を初期化するコード lxs_oled_init()内のコマンド 0xAE 0x25から始まるそれは、ネット上で見つけた物で、私には何故そのコマンドなのかなど説明出来ません。
また、font.h内のフォントデータもネットから拝借した物です。

私は素人なので質問されても良い回答が出来ないので悪しからず。

Pi Pico の hello_usb

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C言語などで開発する時便利なのが、printf分でターミナルに文字列を出力する事です。

でもPi Picoはディスプレイが無いので
printf(“Hello, world!\n”); と書いても出力先が無いので意味がありません。

その出力先として、USBやUARTを通して母艦PCのターミナルを出力先に出来るとの事です。

私は母艦PCにRaspberry Pi 4を使用しUSBケーブルでPi Picoを繋げています。ですからUSB接続での設定をします。

 

開発中のC言語ソースファイルがあるディレクトリにCMakeLists.txtを用意します。中身は画像の通りです。LXS-TESTとはそのディレクトリ名（フォルダ名）なので参考になるでしょう。 ↓

CMakeLists.txt

add_executable(LXS-TEST
        test.c
        )

target_link_libraries(LXS-TEST pico_stdlib hardware_spi hardware_adc)

# enable usb output, disable uart output
pico_enable_stdio_usb(LXS-TEST 1)
pico_enable_stdio_uart(LXS-TEST 0)

# create map/bin/hex file etc.
pico_add_extra_outputs(LXS-TEST)

# add url via pico_set_program_url
example_auto_set_url(LXS-TEST)

↑ 赤線で囲まれた部分がターミナル関連です。

CMakeLists.txtが用意出来、ビルドが済んだ uf2ファイルをPi Picoに書き込むと、以下のコマンドでウインドウ内にprintf文の出力が表示されます。

$ minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyACM0

Pi PicoのADCで電圧表示

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複数の文字描画が出来るようになったので、上から最大、平均、最小の各電圧を表示させました。平均の求め方は、（最大 + 最小）÷ ２ではありません。左端から右端まで96データあるので、この96データの平均です。

 

↓ 電圧数値の表示テストの為、数値を10倍にしています。右寄せの確認です。ちゃんと右寄せになっています。

 

↓ 動画も用意したので見て下さい。表示スピードが分かると思います。

 

手持ちの安価なデジタルテスターと比べると、0.02V位の差がありました。ご承知の通り？　この分野も私は素人なので、Pi PicoのADC0ピンにダイレクトで可変直流安定化電源を繋げてテストするずさんさですから、この電圧差はなんとも言えません。

 

取り敢えず、電圧表示出来るようになったので面白くなって来ました。

Pi PicoでOLEDに文字描画

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やっと文字描画出来た。5×7ドット英数字フォントデータの1ドットをOLEDの1ピクセルずつ描画して数字の3になりました。↓

 

備忘録

自分が忘れ無いように書き留めておきます。SSD1331 カラーOLED

↓ 数字の3を描画する時、次の画像のようなデータを配列として用意します。{ 0x21, 0x41, 0x45, 0x4B, 0x31 } のデータからビット演算等駆使して1の部分を描画すれば数字の3になります。ただ、見て分るように寝ているので左に90度回転させないといけません。

90度左回転させるには、最初にA0→B0→C0→D0→E0と進めて1の時はその1ピクセルをカラー描画、0の場合は黒とかを描画します。続けてA1→B1→C1→D1→E1と同じように続けて最後のE6で完了。これをコードに書けば数字の3がカラー描画されます。

↓ { 0x21, 0x41, 0x45, 0x4B, 0x31 }のイメージ。図中の”ABDCE”は座標を表現しやすくする為のもので、ソースコードでは”01234″を使用します。

 

↓ SSD1331 カラーOLEDの5×7ピクセル描画領域。1ピクセルは光の三原色RGBで構成されています。（写真に撮った数字3と同じ領域）

↑ この場合、描画する開始位置（スタートアドレス）は左上の “Column 24” “Row 0” で、終了位置（エンドアドレス）は右下の “Column 28” “Row 6″になります。そこにデータをずらずら送ると、OLEDが勝手に赤矢印で示したように右方向に進みながらデータを埋めて行き、右端に達すると1段下の左端から続けてデータを埋めて行きます。このようにスタートアドレスとエンドアドレスを指定してしまえば、後は5×7≡35ピクセル分のデータを送るだけです。

 

ただ、最初に5×7の描画領域を決めてしまうと、背景色と0に該当する色と異なる場合が出て来ます、これでは見た目が悪くなりますよね〜。

その解決策として、1に該当するピクセルは描画領域を指定して描画。0に該当する所は、何もせず次に進むを繰り返す。って言う手があります。そう言えば、このようなコードをネットで見たかも。

 

まだ1文字の描画しか出来ません。今度は文字列を描画出来る関数を作りたいと思います。電圧表示出来れば充分なので、その内出来るかなぁ。

Pi PicoのADCで簡易オシロ

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Raspberry Pi PicoのADコンバータ（ADC）を使用しSPI接続のOLEDに電圧変化を描画させました。

軽トラのエンジン始動時、バッテリーの電圧降下を監視する為に、只今悪戦苦闘中。

慣れない私が初めてADCを操作しているので、Pi PicoのADC機能を十分に出せていない事を理解して画像をご覧下さい。↓

↑ この波形は商用電源の50Hzに起因するものだと思います。ADC0はブレッドボードの空き穴に繋がり回路的にオープン。手を近付けると正弦波の最大値が高くなりました。撮影時は手を離しています。

 

 

バッテリー直でも、電圧降下で稀にリグの調子が悪くなるので、今はセルを回す前に手動でリグの電源を落としています。（バッテリーが弱っているので尚更です）

ご存知の通り解決法としてリレーを入れる事で問題は無くなる訳ですが、そのリレーの制御をPi Picoにさせたいのです。

 

今迄、その制御をPICマイコン又はArduino Nanoしようか迷うだけで手を付けなかったのですが、新しく出たPi Picoに飛び付きました。決めては普通に制限なしのC言語が使用出来る所でした。別にC言語が得意の訳では無く、C言語も分かっていないのに、新たに他の言語を覚える能力が無いので。

スケッチとは何かを知る前に「Arduino言語？スケッチ？何それ」と思ってしまいArduino（未だに発音出来ない）が近寄り難い物になりましたから。

でも、食わず嫌いのArduino言語。知って見ればC言語がベースらしいですね。確かに、今回のOLED表示器の初期設定コードや描画コード作成に、Arduino用コードが大変参考になりました。