2020年6月 9日 (火)

XIAOにCircuitPythonをインストールする

2020/6/9

XIAO CircuitPython Install

概要

以下のXIAOにCircuitPythonをインストールする方法について記載する。 (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

XIA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arduinoディレクトリが現れる。 RSTピンを２度(GNDと)ショートすることで、このモードに入る。

CircuitPythonの書き込み

以下の手順でCircuitPythonを書き込む：


  wget https://downloads.circuitpython.org/bin/seeeduino_xiao/en_US/adafruit-circuitpython-seeeduino_xiao-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-seeeduino_xiao-en_US-5.3.0.uf2 /media/USER_NAME/Arduino/

  # 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XIAO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; Seeeduino XIAO with samd21g18
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='samd21', nodename='samd21', release='5.3.0', version='5.3.0 on 2020-04-29', machine='Seeeduino XIAO with samd21g18')
  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  21664

  >>> help('modules')
  __main__          digitalio         pulseio           sys
  analogio          gc                random            time
  array             math              rotaryio          touchio
  board             microcontroller   rtc               usb_hid
  builtins          micropython       storage           usb_midi
  busio             neopixel_write    struct
  collections       os                supervisor
  Plus any modules on the filesystem
  >>> 

  >>> 10000000000
  OverflowError: long int not supported in this build
  >>> 10_000_000_000
  OverflowError: long int not supported in this build
  >>> 1_000_000_000
  1000000000
  # code_size削減のためにlong_intはサポートされていない

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、libの内容をCIRCUITPY/libにコピーするが
  # CIRCUITPYの容量が小さいので必要なもののみをコピーする
  # デモスクリプトで必要なもので言えば以下をコピーする：
  adafruit_framebuf.mpy
  adafruit_pypixelbuf.mpy 
  neopixel.mpy
  font5x8.bin

  # font5x8.binは以下でダウンロードする：
  wget https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_framebuf/raw/master/examples/font5x8.bin

blink

blink.py


  import time
  import board
  from digitalio import DigitalInOut, Direction

  led = DigitalInOut(board.D13)
  led.direction = Direction.OUTPUT

  while True:
      led.value = True
      time.sleep(0.1)
      led.value = False
      time.sleep(0.1)

analogin_test

analogin_test.py



  import time
  import board
  from analogio import AnalogIn

  analog_in = AnalogIn(board.A0) # Analog pin on Seeedino XIAO

  def get_voltage(pin):
      return (pin.value * 3.3) / 65536

  while True:
      print("Voltage: ", get_voltage(analog_in))
      time.sleep(0.1)

AOがアナログ入力になっているので、簡単なtestとしては A0をGNDまたは3V3に繋いでアナログ入力の機能を確認できる。

neoflashデモ

disp_text_neoflash.py


  # disply text on NeoFlash

  import time
  import board
  import neopixel

  pixel_pin = board.D4
  num_pixels = 126
  ORDER = neopixel.GRB

  pixels = neopixel.NeoPixel(
      pixel_pin, num_pixels, brightness=0.2, auto_write=False, pixel_order=ORDER
  )

  #-----------------------------
  # framebuffer related

  import adafruit_framebuf

  # pixel size for display
  WIDTH = 18
  HEIGHT = 7

  fbuf = bytearray(round(WIDTH * HEIGHT / 8)+2)
  fb = adafruit_framebuf.FrameBuffer(fbuf, WIDTH, HEIGHT,adafruit_framebuf.MVLSB)

  #------------------------------- 

  # buffer to NeoFlash(Neopixel)
  def buffer2pixels(the_fb,fcolor,bcolor):
        pos = 0
        for y in range(the_fb.height):
            for x in range(the_fb.width):
                if fb.pixel(x, y):
                    pixels[pos]=fcolor
                else:
                    pixels[pos]=bcolor
                pos += 1
        pixels.show()

  #------------------------------- 

  # (for debug) Ascii printer for very small framebufs!
  def print_buffer(the_fb):
        print("." * (the_fb.width+2))
        for y in range(the_fb.height):
            print(".", end='')
            for x in range(the_fb.width):
                if fb.pixel(x, y):
                    print("*", end='')
                else:
                    print(" ", end='')
            print(".")
        print("." * (the_fb.width+2))

  # clear framebuffer    
  def clear_fbuf():
        for i, _ in enumerate(fbuf):
            fbuf[i] = 0

  #----------------------------------

  print("Text test: ")
  clear_fbuf()
  fb.text("ABC", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(15,0,0),(15,15,15))
  time.sleep(1)

  clear_fbuf()
  fb.text("012", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(15,0,0),(15,15,15))
  time.sleep(1)

  clear_fbuf()
  fb.text("345", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(0,15,0),(15,15,15))
  time.sleep(1)

  clear_fbuf()
  fb.text("678", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(0,0,15),(15,15,15))
  time.sleep(1)

  clear_fbuf()
  fb.text("9AB", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(int(255/4),int(213/4),int(40/4)),(0,0,0))
  time.sleep(1)

  clear_fbuf()
  fb.text("abc", 0, 0, 1)
  print_buffer(fb)
  buffer2pixels(fb,(128,0,128),(0,0,0))
  time.sleep(1)

接続は以下のようにする：

NeoFlash	XIAO
GND	GND
5V0	3.3V
G26	D4

本来、5V動作のようだが、3.3Vでも動作する。

neoflashの詳細は以下を参照のこと：
M5StickC NeoFlash Hat

Performance Test

performanceCircuitPython_XIAO.py



  # Peformace Test XIAO CircuitPython
  from time import monotonic
  def performanceTest():
      endTime = monotonic() + 10.0 # 10 sec
      count = 0
      while monotonic() < endTime:
          count += 1
      print("Count: ", count)

  performanceTest()