2020年5月24日 (日)

GRAND-CENTRAL-M4-EXPRESSにCircuitPythonをインストールする

2020/5/24

GRAND CENTRAL M4 EXPRESS CircuitPython Install

GRAND CENTRAL M4 EXPRESS CircuitPython Installl

概要

以下のADAFRUIT-GRAND-CENTRAL-M4-EXPRESSにCircuitPythonをインストールする方法について記載する。
以降、ADAFRUIT-GRAND-CENTRAL-M4-EXPRESSをGCM4とする。
(以下、ホストPCとしてはubuntuを想定している)

ADAFRUIT GRAND CENTRAL M4 EXPRESS

事前準備

(1)picocomのインストール


  sudo apt-get install picocom

bootloader mode

GCM4にfirmwareを書き込めるモードを「bootloader mode」といい、このモードでは、USBストレージとしてGCM4BOOTが現れる。 GCM4に事前に、どんなプログラムが書かれていたかで、やり方が異なる。 arduinoのプログラムかCircuitPythonのプログラムが書き込まれている場合、resetをdouble-clickのように２度押すとこのモードに入りUSBストレージとしてGCM4BOOTが現れる。その他の場合、resetを1度押すと、このモードに入る。

bootloader update

以下の手順でbootloaderをアップデートする：


  # download
  wget https://github.com/adafruit/uf2-samdx1/releases/download/v3.10.0/update-bootloader-grandcentral_m4-v3.10.0.uf2

  # GCM4をホストPCにUSB接続して、リセットを２度押して、bootloader-modeに入る。
  # このモードに入ると、GCM4BOOTのディレクトリが現れる。

  # ファイルをドラッグ＆ドロップするか、以下のコマンドを実行してファイルをコピーする
  cp update-bootloader-grandcentral_m4-v3.10.0.uf2　/media/USER_NAME/GCM4BOOT/

  # ファームウェアの書き込みが実行されて、完了後、GCM4BOOTが現れるまで待つ

「USER_NAME」は実際の環境に合わせること。

CircuitPythonの書き込み

以下の手順でCircuitPythonを書き込む：


  wget https://downloads.circuitpython.org/bin/grandcentral_m4_express/en_US/adafruit-circuitpython-grandcentral_m4_express-en_US-5.3.0.uf2

  # ファイルをドラッグ＆ドロップするか、以下のコマンドを実行してファイルをコピーする
  cp adafruit-circuitpython-grandcentral_m4_express-en_US-5.3.0.uf2　/media/USER_NAME/GCM4BOOT/

  # ファームウェアの書き込みが実行されて、完了後、CIRCUITPYが現れるまで待つ

「USER_NAME」は実際の環境に合わせること。

REPL

次にpicocomを使ってREPLに入る。

以下、通信(REPL)例：


  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200

  Adafruit CircuitPython 5.3.0 on 2020-04-29; Adafruit Grand Central M4 Express with samd51p20
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='samd51', nodename='samd51', release='5.3.0', version='5.3.0 on 2020-04-29', machine='Adafruit Grand Central M4 Express with samd51p20')
  >>> 
  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  222976
  >>> 
  >>> 
  >>> 
  >>> help('modules')
  __main__          busio             microcontroller   storage
  _os               collections       micropython       struct
  _pixelbuf         digitalio         neopixel_write    supervisor
  _time             displayio         network           sys
  analogio          errno             os                terminalio
  array             fontio            ps2io             time
  audiobusio        framebufferio     pulseio           touchio
  audiocore         frequencyio       random            ulab
  audioio           gamepad           re                usb_hid
  audiomixer        gc                rgbmatrix         usb_midi
  audiomp3          i2cslave          rotaryio          wiznet
  bitbangio         io                rtc
  board             json              samd
  builtins          math              socket
  Plus any modules on the filesystem
  >>> 
  >>>

mpy library install

以下の手順でmpyライブラリをインストールする：


  wget https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_Bundle/releases/download/20200522/adafruit-circuitpython-bundle-5.x-mpy-20200522.zip
  unzip adafruit-circuitpython-bundle-5.x-mpy-20200522.zip

  cd adafruit-circuitpython-bundle-5.x-mpy-20200522

  # ドラッグ＆ドロップか、以下を実行して、libの内容をCIRCUITPY/libにコピーする
  cp -r lib /media/USER_NAME/CIRCUITCPY/lib

  # 実際に使用するライブラリだけが必要になるが、容量に余裕があるので、全部コピーする
  # 将来、容量が不足した不要なライブラリを削除すること

「USER_NAME」は実際の環境に合わせること。

サンプル・プログラム

CGM4_SD_tempe_log.py


  import time

  import board
  import digitalio
  import microcontroller

  # make sdcard effective
  import adafruit_sdcard
  import busio
  import storage
  spi = busio.SPI(board.SD_SCK, board.SD_MOSI, board.SD_MISO)
  cs = digitalio.DigitalInOut(board.SD_CS)
  sdcard = adafruit_sdcard.SDCard(spi, cs)
  vfs = storage.VfsFat(sdcard)
  storage.mount(vfs, "/sd")

  led = digitalio.DigitalInOut(board.D13)
  led.switch_to_output()

  try:
      with open("/sd/temperature.txt", "a") as fp:
          while True:
              temp = microcontroller.cpu.temperature
              fp.write('{0:f}\n'.format(temp))
              print('{0:f}'.format(temp))
              fp.flush()
              led.value = not led.value
              time.sleep(1)
  except OSError as e:
      delay = 0.5
      if e.args[0] == 28:
          delay = 0.25
      while True:
          led.value = not led.value
          time.sleep(delay)

REPLで「import GCM4_SD_tempe_log」で実行すると、ボード上のSDにCPU温度のログを残す。無限ループになっているので、Control-Cで止める必要がある。

Performance Test

performanceCircuitPython.py


  # Peformace Test for CircuitPython
  from time import monotonic_ns
  def performanceTest():
      endTime = monotonic_ns() + 10000000000 # 10 sec
      count = 0
      while monotonic_ns() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()