raspberry pi3を通じて

windowsで制御している装置のデータを、LANを通じて別のPCから見れるようにする際に、そのwindows PCはインターネットに接続したくなかったので、間にraspberry pi3を入れてみた。

raspberry pi3とそのwindows PCを有線LANで繋ぐ計画だったのだが、装置の制御に有線LANを使っていたので、まずはIPを調べる必要があった。その結果、PCが1で、装置が10と20のようだった。重複しないように、raspberry piは53にしてみた。なんとなく素数にしたくなってしまう。routerは未設定にした。これで、制御PCと装置とraspberry piのみのLANが構築できる。

次は、windows10でwindows共有をするのだが、これは非常に苦労した。ネットの情報を元にして、いろいろなところをいじったり、何度も再起動していたら、なんとか共有をすることができた。特に最近のwindowsはwindows共有をするのが非常に難しい。

あとはraspberry piにその共有フォルダをマウントするように/etc/fstabを書き換えた。このとき、単にautoとしてもダメで、下記のようにしたらうまく行くようだ。

//ip.1/Data /home/pi/public cifs username=user,password=pass,noauto,x-systemd.automount 0 0

そして、raspberry piを無線LANで繋ぎ、共有したフォルダをftpでanonymousから読み取りのみでアクセスできるようにしておいた。本当はsftpにしたいのだが、windowsからアクセスするのに面倒らしいので、ftpで我慢している。

今の所、装置との干渉も気にならないようだし、自動mountもうまく働いているので、このまま問題が起きないと良いな。あとはUSBの穴を塞いで。

二系統のLAN

ラズベリーパイで二系統のLANに接続するために、内蔵のLANとUSB-LANを使おうと思っていたが、よくよく考えると、raspberry pi 3で内蔵LANとWifiを使えば良いことに気がついた。

まずは、sshを有効にするために、

sudo systemctl enable ssh

とする。そして、wifiのパスワードを

sudo sh -c 'wpa_passphrase SSID PASSPHRASE >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf'

として設定する。そして、/etc/dhcpcd.confを編集する。

 interface eth0
 static ip_address=192.168.0.3/24
 interface wlan0
 static ip_address=172.16.0.3/24
 static routers=172.16.0.1
 static domain_name_servers=172.16.0.1

こんな感じです。これで、一応二系統のLANに接続できた。本当はさらにいろいろと設定して、やりたいことがあるけど、まだ接続するPCが無いのでできません。

micropythonでadt7310を読む

micropythonで温度測定するために、adt7310を使う方法を模索してみた。adt7310のpinとesp8266は以下のように接続した。

1 SCK  D5 14
2 DOUT D6 12
3 DIN  D7 13
4 CS   D8 15

まず、初期化は以下のように行う。

from machine import Pin,SPI
spi=SPI(baudrate=1000000,sck=Pin(14),mosi=Pin(13),miso=Pin(12),firstbit=SPI.MSB,polarity=1,phase=1)
cs=Pin(15, Pin.OUT)
cs(1)

ここで、polarityはclockが何もしていない時にはhighであることを示し、phaseはclockが元に戻るedgeで読み取りを行うことを示す。 adt7310のモードの設定は、以下のように行う。

cs(0)
#spi.write(bytearray([1<<3,0xa0])) #one shot
spi.write(bytearray([1<<3,0x80])) #continuous
cs(1)

そして、温度の読み取りは

cs(0)
spi.write(bytearray([0x40|2<<3]))
ret=spi.read(2)
cs(1)
(ret[0]*256+ret[1])/128

とすれば良い。本当は符号の処理も行わないといけないけど、零下になることはまず無いので、良しとしよう。bytearrayの扱いもよく分かっていないけど、まあ良いか。

optimizeとoptim

Rをつかって複雑な式でfittingをやることがある。線形の場合にはlmを、非線型の場合にはnlsを使えば良い。しかし、単純な関数で表せなかったり、媒介変数で表されるような場合には、これらは使えない。どうしたら良いかを考えていたら、fittingとの差を表すような関数を定義して、それを最小化すれば良いことに気がついた。例えば、xをax^2で近似するときの最適なaを求める場合には、差を表す関数を定義して、optimizeでその関数と変数の範囲を指定して、最小値を求めれば良い。

x<-0:10/10
f<-function(a){return(sum((x-a*x^2))^2)}
res<-optimize(f,c(0,2))
res$minimum

二変数の場合には、optimを使う。このとき、関数の引数はベクトルとして与え、optimには初期値をベクトルとして与える必要がある。

x<-0:10/10
f<-function(a){return(sum((x-a[1]*x^2-a[2]))^2)}
res<-optim(c(0,0),f)
res$par

ここでの例は、単純で通常の方法でもできるだろうが、複雑なfittingではこれが有効になった。

まずはLチカから

ESP8266にmicropythonが入ったので、それを使ってLEDを光らせてみた。 14番pinとGNDの間にLEDを繋ぐと、薄っすらと光ったが、おそらくpull upされているのだろう。

import machine
pin=machine.Pin(14, machine.Pin.OUT)

としてから、pin(1)とpin(0)でON/OFFができる。pythonからLEDを制御できたことで、少し喜んでいたら、他の人にはUSB接続をしたままLEDのON/OFFできても当たり前だ、と言われてしまった。折角esp8266を使っているのだから、wifiからON/OFFさせろという意味なのだろう。

無事に動いた

インストール作業には古いubuntuのPCを使ったが，まず準備としてこのPCにesptoolをインストールする．

sudo aptitude install python-pip
sudo pip install esptool

そして，esp8266用のmicropythonのbinaryをdownloadしてから，ESP8266をUSBで接続して，これを書き込む．

sudo esptool.py --port /dev/ttyUSB0 erase_flash
sudo esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 460800 write_flash --flash_size=32m 0 esp8266-20180511-v1.9.4.bin

これで準備が整ったので，実行してみるが，シリアル接続するためにscreenをインストールして，次のように実行する．

sudo screen /dev/ttyUSB0 115200

そこで，esp8266のボードをリセットすると，ターミナルにpythonのプロンプトが表示される．ここにscriptを打ち込むと，その結果が返ってくる．試しに足し算などをしてみたが，足し算ができただけで一人で喜んでいた．

試しにプログラムを実行してみるには，ターミナルで打ち込んで挙動を見るのは有用であるが，実際に使う時には不便である．micropythonは，起動時にboot.pyが，次いでmain.pyが実行される．これらのファイルを転送すれば，自動的に実行される．そこで，ファイルの転送ツールをインストールする．

sudo pip install adafruit-ampy

ampyを使うと，ftpのような感じのコマンドで，ファイルの転送ができ，それを実行することができた．

ampy --port=/dev/ttyUSB0 ls
ampy --port=/dev/ttyUSB0 put main.py
ampy --port=/dev/ttyUSB0 rm main.py

実行したい命令をmain.pyに入れて，それを転送すれば，リセット後に実行することができる．

esp8266でmicropython
いろいろなマイコンをいじってみたくて、今年はstm32を少し触り始めたところです。最近は、ESP32というのも流行っているようなので、調べてみると、以前使ったESP8266の上位のマイコンであることが分かった。さらに、micropythonやmrubyというpythonやrubyも動かせるらしい。しかし、stm32やesp8266もろくに使いこなせていないのに、esp32に手を出すのは早い気がする。 esp8266でもmicropythonを使えるようになってきているようなので、まずはそれを試してみる方が良いだろうという考えに至った。ここからfirmwareを落として、書き込んだら、シリアルからpythonのプログラムを動かせるようになるらしい。でも、時間が無いのでまだ試していない。

背景を透明に
texに図を貼り付けている時に、図が重なって、下になった図の一部が見えなくなってしまうことがあった。図の形式はpngであったが、その図の背景は透明では無く、白色になっていた。背景を透明にすれば、図が重なっても大丈夫なのでは無いかと思い、やってみた。 元のpngファイルとGimpで開いて、「レイヤー-透明部分-アルファチャンネルの追加」としてから、「ツール-選択ツール-色域を選択」とし、白い部分をクリックしてdelキーを押すと、白い背景が透明になる。最後に「ファイル-エクスポート」でpngでセーブすれば、背景を透明化したファイルができる。 これをtexに取り込んでみると、図が重なっても問題無く表示できるようになった。

関数の等値面を使って 以前povrayでネジを書こうと思って、うまく行かずに挫折したことがある。いろいろと調べてみたら、ようやく書き方が分かったので、メモをしておくことにする。ポイントは、等値面を描くisosurfaceと、螺旋を作る関数f_helix1を使うことである。M3のネジを書くソースは以下のような感じになった。 #include "colors.inc" #include "shapes.inc" #include "textures.inc" #include "functions.inc" #declare Screw= isosurface { function{ f_helix1(x,y,z, 1, // number of helixes, (1 = single helix, 2 = double helix etc.) 2*2*pi, // For number N of turns per heigth of y = 1 unit, use N*2*pi 0.62, // minor radius, 0.62, // major radius, 1, // shape parameter, 0.0, // cross section type, (0.0 to 1.0 = square ... rounded to circle // over 2.

ステッピングモーターの信号
PCから信号を送ってステッピングモーターを回したくなるときが時々ある。最初にやったときには、何の信号を使おうか迷って、結局RS232Cの信号を使って、文字の情報をパルスにみたてて送ることで、これを実現した。幼稚な考えだが、それなりにうまく行った。面倒だったのは、RS232Cの信号の電圧をMAX232でTTLレベルに変換することぐらいかな。 マイコンを使うようになってからは、いろいろな方法をやったけど、PCとマイコンをどのように通信するかが結局課題になった。RS232Cと通信したり、GPIBをエミュレートしたり。 で気がついたのだが、arduinoを使えば、PCとはUSBで通信できて、終わりでは無いかと。arduinoを使うほどでは無いとも言えるが、まあ中華のだと安いし、はんだ付けはほぼ不要だし、これで良いかなと思う。