2020年5月23日 (土)

Circuit-Playground-ExpressにCircuitPythonをインストールする

2020/5/22+

Circuit-Playground-Express CircuitPython Install

概要

Circuit-Playground-ExpressにCircuitPythonをインストールする方法について記載する。以下、Circuit-Playground-ExpressをCPXとする。 (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

事前準備

(1)picocomのインストール


  sudo apt-get install picocom

bootloader mode

CPX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CPLAYBOOTが現れる。 CPX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CPLAYBOOT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。

ただし、本家サイトの説明ではdouble-clickのようにと説明があるが実際には、２度目のリセットは少し長めに押してから離さないとbootloader-modeには入らない。失敗するとボード上のneopixelが緑ではなく赤になる。

工場出荷の状態では、arduinoのデモプログラムが入っているようなので実際にはresetの２度押しで、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-circuitplay_m0-v3.10.0.uf2

  # CPX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、CPLAYBOOT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-circuitplay_m0-v3.10.0.uf2　/media/USER_NAME/CPLAYBOOT/

  # ファームウェアの書き込みが実行されて、完了後、CPLAYBOOT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/circuitplayground_express/en_US/adafruit-circuitpython-circuitplayground_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-circuitplayground_express-en_US-5.3.0.uf2 /media/USER_NAME/CPLAYBOOT/

  # 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。

動作確認(REPL)

以上、CircuitPythonのインストールが終わったので、picocomを使いCPXとシリアルで通信する。(REPL)

以下、通信(REPL)例：


  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200

  Adafruit CircuitPython 5.3.0 on 2020-04-29; Adafruit CircuitPlayground Express with samd21g18
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='samd21', nodename='samd21', release='5.3.0', version='5.3.0 on 2020-04-29', machine='Adafruit CircuitPlayground Express with samd21g18')
  >>> 
  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  20816
  >>> 
  >>> list(5 * x + y for x in range(10) for y in [4, 2, 1])
  [4, 2, 1, 9, 7, 6, 14, 12, 11, 19, 17, 16, 24, 22, 21, 29, 27, 26, 34, 32, 31, 39, 37, 36, 44, 42, 41, 49, 47, 46]
  >>> 
  >>> 

  >>> help('modules')
  __main__          adafruit_hid/gamepad                builtins          random
  _os               adafruit_hid/keyboard               busio             re
  _pixelbuf         adafruit_hid/keyboard_layout_us     collections       rotaryio
  _time             adafruit_hid/keycode                digitalio         rtc
  adafruit_bus_device/__init__        adafruit_hid/mouse                  errno             storage
  adafruit_bus_device/i2c_device      adafruit_lis3dh   gamepad           struct
  adafruit_bus_device/spi_device      adafruit_thermistor                 gc                supervisor
  adafruit_circuitplayground/__init__ analogio          math              sys
  adafruit_circuitplayground/bluefruit                  array             microcontroller   time
  adafruit_circuitplayground/circuit_playground_base    audiobusio        micropython       touchio
  adafruit_circuitplayground/express  audiocore         neopixel          usb_hid
  adafruit_hid/__init__               audioio           neopixel_write    usb_midi
  adafruit_hid/consumer_control       bitbangio         os
  adafruit_hid/consumer_control_code  board             pulseio
  Plus any modul
  >>>

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。

sample#1(neopixelデモ)

以下にあるサンプルを動かしてみる：
CircuitPython NeoPixel

以下の手順でサンプルをダウンロードとする：


  # dewnload example
  wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Introducing_CircuitPlaygroundExpress/CircuitPlaygroundExpress_NeoPixel.py
  cp CircuitPlaygroundExpress_NeoPixel.py CIRCUITPY/

  # resetで自動起動させる場合は以下を実行する：
  cp CircuitPlaygroundExpress_NeoPixel.py CIRCUITPY/code.py

「CIRCUITPY」は「/media/USER_NAME/CIRCUITPY/」に読み換えること。
実行すると、ボード上のneopixelが色を変えて光る。

sample#2(ドラムマシン)

以下にあるプログラムを実行してみる：
Playground Drum Machine

以下の手順でサンプルをダウンロードとする：


  # プログラムで使用するwavファイルをダウンロードする
  mkdir wav
  cd wav
  wget https://cdn-learn.adafruit.com/assets/assets/000/047/298/original/drumSamples.zip
  unzip drumSamples.zip
  cp *.wav CIRCUITPY/

  # dewnload example
  wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides/master/Introducing_CircuitPlaygroundExpress/CircuitPlaygroundExpress_808_Drum_Machine.py

  cp CircuitPlaygroundExpress_808_Drum_Machine.py CIRCUITPY/
  # resetで自動起動させる場合は以下を実行する：
  cp CircuitPlaygroundExpress_808_Drum_Machine.py CIRCUITPY/code.py

「CIRCUITPY」は「/media/USER_NAME/CIRCUITPY/」に読み換えること。
実行すると、ボード上のワニ口用パッドを触るとドラム音が出る。(サイトの説明では、ワニ口クリップとコインでタッチパッドを作っているが、そのまま触っても音が鳴る)

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()