ESP32ボードでTinyGOを動かす(v2): xshige's beta notes

2020年10月 7日 (水)

ESP32ボードでTinyGOを動かす(v2)

2020/10/8:
もう一つのnexpixelのデモを追加した。

2020/10/7:
初版

TinyGO Install ESP32 v2

概要

ESP32ボードでTinyGOを動かす(v2)。
tinygo_0.15.0でesp32が正式にサポートされたので、それをインストールして使ってみる。
なお、ホストPCとしてはubuntu20.04を想定している。

ESP32ボードとしては、M5Stack,M5Stick-C,M5Atomなどがある。

準備

以下のツールを予めインストールする：
(0)udev設定
以下を実行する：

curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core/master/scripts/99-platformio-udev.rules | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-platformio-udev.rules

  sudo udevadm control --reload-rules

  sudo usermod -a -G dialout $USER
  sudo usermod -a -G plugdev $USER

(1)TinyGOのインストール
以下の手順でインストールする：


  mkdir tinygo_ws
  cd tinygo_ws
  wget https://github.com/tinygo-org/tinygo/releases/download/v0.15.0/tinygo_0.15.0_amd64.deb
  sudo dpkg -i tinygo_0.15.0_amd64.deb

  export PATH=$PATH:/usr/local/tinygo/bin

  # esp32には不要だが、ターゲットがarduinoのときに
  # 必要となるツールをついでにインストールする
  sudo apt-get install gcc-avr
  sudo apt-get install avr-libc
  sudo apt-get install avrdude

(2)GOのインストール
TinyGOのモジュールを使用するのにGOが必要なので予めインストールする。
(ただし、TinyGOとの整合性により最新版ではない)


  wget https://dl.google.com/go/go1.13.7.linux-amd64.tar.gz
  sudo tar -C /usr/local -xzf go1.13.7.linux-amd64.tar.gz

  export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
  export GOPATH=$HOME/tinygo_ws

なお、GOPATHのパス設定値は、任意だが、それをベースにその配下にTinyGO/GOの関係ファイル/ディレクトリが置かれる。

(3)esptoolのインストール
ESP32の書き込みツールをインストールする：


  # python2.xのpipをインストールする
  mkdir tools
  cd tools
  sudo add-apt-repository universe
  sudo apt update 
  sudo apt install python2
  curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py --output get-pip.py
  sudo python2 get-pip.py

  # esptoolをインストールする
  git clone https://github.com/espressif/esptool.git
  cd esptool
  pip install --user -e .

以上のexportは、.bashrcに登録する。

(4)export登録(まとめ)
以下を.bashrcに追加する：


  # tinygo/go
  export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
  export PATH=$PATH:/usr/local/tinygo/bin
  export GOPATH=$HOME/tinygo_ws
  export TIGOLIBS=$GOPATH/src/tinygo.org/x/drivers/

examples/serialを動かす

M5Atomをホストに接続して、以下を実行する：


  tinygo flash -size full -target=esp32-wroom-32 -port=/dev/ttyUSB0 examples/serial

  #ビルド時の出力
     code  rodata    data     bss |   flash     ram | package
      115       0       0       0 |     115       0 | (bootstrap)
      120      12       0       0 |     132       0 | examples/serial
      200      76       0       8 |     276       8 | runtime
       21       0       0       0 |      21       0 | runtime/volatile
      456      88       0       8 |     544       8 | (sum)
      673       -       0    4108 |     673    4108 | (all)
  esptool.py v3.0-dev
  Serial port /dev/ttyUSB0
  Connecting....
  Chip is ESP32-PICO-D4 (revision 1)
  Features: WiFi, BT, Dual Core, 240MHz, Embedded Flash, VRef calibration in efuse, Coding Scheme None
  Crystal is 40MHz
  MAC: 50:02:91:91:19:20
  Uploading stub...
  Running stub...
  Stub running...
  Configuring flash size...
  Auto-detected Flash size: 4MB
  Flash params set to 0x032f
  Compressed 880 bytes to 678...
  Wrote 880 bytes (678 compressed) at 0x00001000 in 0.1 seconds (effective 103.8 kbit/s)...
  Hash of data verified.

  Leaving...
  Hard resetting via RTS pin...

コンパイルと書き込み実行が自動的に行わるので、その後、以下のように通信ソフトを起動する：

$ picocom /dev/ttyUSB0 -b115200
  <省略>

  Type [C-a] [C-h] to see available commands
  Terminal ready
  2:57

  rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
  configsip: 188777542, SPIWP:0xee
  clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_dr

  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  <省略>

任意のプログラムを動かす

(1)以下のようにプロジェクト用ディレクトリを作成する：


  cd tigo_ws
  mkdir blink
  cd blink

(2)プロジェクト(blink)ディレクトリに以下のファイルを作成する：
main.go


  package main

  // This is the most minimal blinky example and should run almost everywhere.

  import (
      "machine"
      "time"
  )

  func main() {
      led := machine.Pin(25) // G25 for M5Atom
      led.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
      for {
          led.Low()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)

          led.High()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
      }
  }

抵抗付きLEDをG25に接続する。

(3)ビルド実行
M5Atomをホストに接続して、以下を実行する：


  tinygo flash -size full -target=esp32-wroom-32 -port=/dev/ttyUSB0 .

コンパイルと書き込み実行が自動的に行われ、接続したLEDが点滅する。

TinyGOのモジュールを利用する


  実行例：

  # 以下で、モジュールをインストールする
  go get tinygo.org/x/drivers

  # インストールしたモジュールのパスを設定する
  export TIGOLIBS=$GOPATH/src/tinygo.org/x/drivers/

  #　インポートしたいモジュールを確認する
  ls $TIGOLIBS
    ...
    adt7410          ds1307        l9110x          shifter        vl53l1x
    adxl345          ds3231        lis3dh          shiftregister  waveshare-epd
    amg88xx          easystepper   lsm6ds3         sht3x          wifinina
    apa102           espat         mag3110         ssd1306        ws2812
    at24cx           examples      mcp3008         ssd1331
    bh1750           flash         microbitmatrix  st7735
    ...

  #　ここでは例として「ws2812」を使用する
  mkdir ws2812
  cd ws2812

  # exampleのmain.goをコピーする
  cp $TIGOLIBS/examples/ws2812/main.go .

以下のようにmain.goを変更する：
main.go



  // Connects to an WS2812 RGB LED strip with 10 LEDS.
  //
  // See either the others.go or digispark.go files in this directory
  // for the neopixels pin assignments.
  package main

  import (
      "image/color"
      "machine"
      "time"

      "tinygo.org/x/drivers/ws2812"
  )

  var leds [15]color.RGBA

  func main() {
      led := machine.LED
      led.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})

  //        neo := machine.Pin(26) // G26 for Grove connector of M5Atom
          neo := machine.Pin(25) // G25 for M5Atom
  //        neo := machine.D4 // for Feater-M4/XIAO
  //        neo := machine.NEOPIXELS

      neo.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})

      ws := ws2812.New(neo)
      rg := false

      for {
          rg = !rg
          for i := range leds {
              rg = !rg
              if rg {
                  // Alpha channel is not supported by WS2812 so we leave it out
                  leds[i] = color.RGBA{R: 0xff, G: 0x00, B: 0x00}
              } else {
                  leds[i] = color.RGBA{R: 0x00, G: 0xff, B: 0x00}
              }
          }

          ws.WriteColors(leds[:])
          led.Set(rg)
          time.Sleep(100 * time.Millisecond)
      }
  }

以下でビルド実行する：


  tinygo flash -size full -target=esp32-wroom-32 -port=/dev/ttyUSB0 .

M5AtomのG25をneopixelsのDIN,5VをVCC,GNDをGNDに接続する。
(または、Groveコネクタに接続する)
書き込み実行すると、接続したneopixelsが光る。

他の外部モジュールを利用する


  # 以下で、モジュールをインストールする
  go get github.com/aykevl/ledsgo

  # 参考(以下のディレクトリにダウンロードしたものが置かれる)
  ls $GOPATH/src
  github.com  tinygo.org
  ls $GOPATH/src/github.com
  aykevl

  # プログラムを置くディレクトリを作る
  mkdir neopixels0
  cd neopixels0

  # デモ・プログラムをダウンロードする
  wget https://gist.githubusercontent.com/aykevl/47d0a24408cf585f6ba181c4dc663bca/raw/c4db52a1fedb215b4743a31842aeba31a4f2fe77/ws2812.go

以下のようにws2812.goを修正する：
ws2812.go


  package main

  // This is an example of controlling WS2812 LEDs from an ESP32.
  // The following PRs are still needed to get this to work:
  // https://github.com/tinygo-org/tinygo/pull/1353
  // https://github.com/tinygo-org/tinygo/pull/1354
  // https://github.com/tinygo-org/drivers/pull/198

  import (
      "machine"
      "time"

      "github.com/aykevl/ledsgo"
      "tinygo.org/x/drivers/ws2812"
  )

  const brightness = 0x44

  const pin = machine.Pin(27) // G27 for Matrix(5x5) of M5Atom
  //const pin = machine.Pin(26) // G26 for Grove Connector of M5Atom
  //const pin = machine.Pin(25) // G25 for M5Atom

  var ws ws2812.Device

  func main() {
      strip := make(ledsgo.Strip, 25)  // for Matrix(5x5) M5Atom
      //strip := make(ledsgo.Strip, 15) // for Grove Neopixel
      //strip := make(ledsgo.Strip, 50)

      pin.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
      ws = ws2812.New(pin)
      rainbow(strip)
  }

  func rainbow(strip ledsgo.Strip) {
      for {
          now := time.Now().UnixNano()
          for i := range strip {
              strip[i] = ledsgo.Color{uint16(now>>15) - uint16(i)<<12, 0xff, brightness}.Spectrum()
          }
          ws.WriteColors(strip)
          time.Sleep(time.Second / 100)
      }
  }

  func noise(strip ledsgo.Strip) {
      for {
          now := time.Now().UnixNano()
          for i := range strip {
              const spread = 100
              val := int32(ledsgo.Noise2(int32(now>>22), int32(i*spread))) * 3 / 2
              strip[i] = ledsgo.Color{uint16(val), 0xff, brightness}.Spectrum()
          }
          ws.WriteColors(strip)
          time.Sleep(time.Second / 100)
      }
  }

以下の選択肢があるので、それに応じてソースをコメントアウトする：
(1)M5Atom_Matrixの内蔵のLED(5x5)を使用する。
(2)M5AtomのGroveコネクタにnexpixelsを接続する。
(3)M5AtomのG25をneopixelsのDIN,5VをVCC,GNDをGNDに接続する。

以下でビルド実行する：


  tinygo flash -size full -target=esp32-wroom-32 -port=/dev/ttyUSB0 .

書き込み実行すると、neopixelsが虹色に変化して光る。

参考情報

ESP32 and ESP8266 support in TinyGo

https://github.com/tinygo-org/tinygo
https://tinygo.org/
https://tinygo.org/getting-started/linux/

コンピュータボードでTinyGOを動かす
 docker/TinyGO Helper Script
TinyGOでLightSensorを動かす

TinyGoで始める組み込みプログラミング
 TinyGo on Arduino Uno: An Introduction

Circuit Playground Express
Adafruit Circuit Playground Express - Overview
Infrared Receive and Transmit with Circuit Playground Express

Adafruit Circuit Playground Express - PINOUT
Adafruit Circuit Playground Express　Pin Assign

NUCLEO-F103RB mbed pinout
NUCLEO-F103RB　Pin Assign
STM32F4DISCO　Pin Assign
MICROBIT Pin Assign
ARDUINO-NANO Pin Assign
ARDUINO Pin Assign

TinyGo Drivers

USB Flashing Format (UF2)

XIAO Schematic(zip)
How to use Seeeduino XIAO to log in to your Raspberry PI

以上

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