2016年12月9日金曜日

ToF型測距センサ VL53L0Xをつかってみる。

ちょうど、仕事で STマイクロの ToF型測距センサ VL53L0Xをつかう機会が
あったので、その報告をば。

昨年ETのときかな?にSTマイクロのブースでみつけて
いいなー、と思っていたデバイスなんで、
ことしのET Westで、これのNUCLEO Packをもらってきたん。

たしかに、応答性がよくて、取り回しも便利。
自分で実装できるパッケージじゃないのと、内部用に2.8Vが必要という
めんどくささ、も我慢できるかなーー、というのはあったんだけど
問題は、I2Cデバイスであるにも関わらず、利用するための
内部のアドレス情報がまーーーったく開示されておらず
STM32のNUCLEO用のサンプルから自分用にポーティングしないとどうしようもない
というイケてないデバイスで、つかうのを躊躇してたんですよね。

今年のETで、STの担当者にこの件、きいてみたら
『これの前のデバイスで、アドレス情報など、サポートにじゃんじゃん質問がきたから
データシートへの記載、やめてるんですよねー』
とか。
それ、あかんやろ(>_<)



で、躊躇してたんだけど、Pololuで、このデバイスボードを発見!
https://www.pololu.com/product/2490
 

しかも、だいぶ簡素化された状態で、Arduino用のライブラリもgitに上がっているという
なんとまぁ、うれしい状態。

で、これをPSoCでつかいたいので、これをCの形式に変換しなおしてつかってみた。
PSoCもGCCをつかっているので、本来C++が使えるはずなんだけど
現状ではCオンリーなので、しかたない。

ソースはここ。
VL53L0X.C
VL53L0X.H


[<====ソース抜粋====>]
// ================ 関数名の振り替え
#define IIC_MasterSendStart( x, y ) EZI2C_1_I2CMasterSendStart( x, y )
#define IIC_MasterStop() EZI2C_1_I2CMasterSendStop()
#define IIC_MasterClearStatus() EZI2C_1_I2CMasterClearStatus()
#define IIC_MasterWriteByte(x) EZI2C_1_I2CMasterWriteByte( x )
#define IIC_MasterStatus() EZI2C_1_I2CMasterStatus()
#define IIC_MasterReadBuf(x, y, z, f) EZI2C_1_I2CMasterReadBuf(x, y, z, f)
#define IIC_MasterWriteBuf(x, y, z, f) EZI2C_1_I2CMasterWriteBuf(x, y, z, f)
#define IIC_MSTR_NO_ERROR EZI2C_1_I2C_MSTR_NO_ERROR
#define IIC_MODE_COMPLETE_XFER EZI2C_1_I2C_MODE_COMPLETE_XFER
#define IIC_MODE_REPEAT_START EZI2C_1_I2C_MODE_REPEAT_START
#define IIC_MSTAT_RD_CMPLT EZI2C_1_I2C_MSTAT_RD_CMPLT
#define IIC_MSTAT_XFER_INP EZI2C_1_I2C_MSTAT_XFER_INP
// =============== I2C のアクセス関数
extern uint32 EZIIC_MasterStop(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterStatus(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterClearStatus(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterWriteBuf(uint32 slaveAddress, uint8 * wrData, uint32 cnt, uint32 mode);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterReadBuf(uint32 slaveAddress, uint8 * rdData, uint32 cnt, uint32 mode);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterGetReadBufSize(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterGetWriteBufSize(void);
extern void EZI2C_1_I2CMasterClearReadBuf(void);
extern void EZI2C_1_I2CMasterClearWriteBuf(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterSendStart(uint32 slaveAddress, uint32 bitRnW);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterSendRestart(uint32 slaveAddress, uint32 bitRnW);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterSendStop(void);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterWriteByte(uint32 theByte);
extern uint32 EZI2C_1_I2CMasterReadByte(uint32 ackNack);
// 外部参照
uint32_t timeout_start_ms ; // 経過時間の観測変数
view raw VL53L0X.c hosted with ❤ by GitHub

[<====  ここまで  ====>]

VL53L0Xの先頭部でI2Cへのアクセス関数部を別名定義してる。
PSoCの場合 PSoC5やPSoC4で、I2Cへのアクセス関数名がそれなりに変化しちゃって
固定してると、結構めんどくさい感じになりやすいので
VL53L0XでつかうI2Cの関数を、指定できるようにしてみた。

ほんとはClassがつかえれば、いいだろうし、Cであっても
関数ポインタつかえばできるのも理解してるけど、
なんとなく可読性がおちちゃうのが気になって、こういうベタなやり方にしてみた。

あと、タイムアウトを判定するために外部で
uint32_t timeout_start_ms ;    // 経過時間の観測変数
を減算してやる必要があります。

main.cなどでタイマーを利用してるソースの先頭に

     extern uint32_t timeout_start_ms ;

を定義して、1msのタイマーの中で

     if ( timeout_start_ms ) timeout_start_ms--;

としてください。


[<====ソースサンプル====>]
extern uint32_t timeout_start_ms ; // 経過時間の観測変数
extern uint8_t VL53L0X_init(uint8_t io_2v8 ); //= TRUE);
extern void VL53L0X_startContinuous(uint32_t period_ms ); //= 0);
extern void VL53L0X_stopContinuous(void);
extern uint16_t VL53L0X_readRangeContinuousMillimeters(void);
extern uint16_t VL53L0X_readRangeSingleMillimeters(void);
extern uint8_t VL53L0X_setSignalRateLimit(float limit_Mcps);
extern uint8_t VL53L0X_setVcselPulsePeriod(enum vcselPeriodType type, uint8_t period_pclks);
extern uint8_t VL53L0X_setMeasurementTimingBudget(uint32_t budget_us);
extern uint8_t VL53L0X_timeoutOccurred(void);
// Timer1ms
CY_ISR( timer_isr )
{
static int32 led_c = 0;
static int led_w = 0;
Timer_1_STATUS; // TCビットをクリアするためにSTATUSを空読みしておく
if ( timeout_start_ms) timeout_start_ms--;
}
void main(){
uint16 pdist = 0;
CyGlobalIntEnable; /* Uncomment this line to enable global interrupts. */
isr_Timer1_StartEx( timer_isr ); // タイマーの割り込みを関連づけ
Timer_1_Start(); // タイマースタート
EZI2C_1_Start(); //D6T用 I2C スタート
// イニシャライズ
VL53L0X_init( 1 ); //2.8Vモードで初期化
VL53L0X_startContinuous(0); // 連続動作
CyDelay(50); // 周辺デバイスの立ち上がり待ち
for(;;){
pdist = VL53L0X_readRangeContinuousMillimeters(); // 連続読み出し
CyDelay(50);
}
}
view raw main.c hosted with ❤ by GitHub

[<====  ここまで  ====>]

みたいなかんじかな。
標準状態だとサンプルが30ms間隔で行われるので、
それ以上は待ってやったほうが、いい、ってかんじですね。
観測早いし確実なのはいいなぁ。

超音波はつかいにくいし。









2016年11月30日水曜日

PSoC4 BLE について(PSoC Advent Calender)

あー、もう1年もほったらかし。
ごめんなさい m( _ _ )m
なんだか無線系も結構いろいろやったし、USBもいろいろでてきたけど
決定的なのはルネサス系の石の採用レートが下がってきたかなぁ、って。
PSoC押しなので、仕方ないけど、あんまり無理強いもしてないけれど、
やっぱり、じり貧なかんじは否めないなぁ。
TOCOS MonoWireless も単体のファームだとなかなか小難しいかんじで
使いにくいけど、省電力行くなら仕方ない!って続けてるけどね。
そろそろ出力増強版がでてくるらしいので、それを機に、
サイトも含めてきちんと整理して、わかりやすくしてほしいなぁ。


閑話休題。

Advent Calender for PSoC  が立ち上がっちゃったので
仕方なく、なんか書かなくちゃ、ってことで。
ちょうど、仲間うちでの簡易ワークショップの資料をつくっていたので
それを公開。
BLE以前に、PSoC、っていう知名度のなさもあって、最初の部分の
つまづくのを回避できれば、っていう意図で、何回か、ワークショップも
開いてきたんだけど。まぁ、BLEの資料って案外ないし、

『どうだかなぁ。。。』

って躊躇してる人も多いかもしれず、ってわけで、書いてみた。

最後の肝心のBLE周りは端折ってる(笑
具体的にはコード、みてね!
実際、この後、そのままだと、硬直しちゃうので、いろいろあるで!
ってのはあるので、好評なら次回もやるかも。






ダウンロード用の PDFファイル本体とサンプルは、ここ(Advend-PSoC)に公開。


で、実際ワークショップをやってみたんだけど、やっぱりいろいろあったわ。

1.ボードが認識しない
ボード買ってきたら、まず、つないでみたいよね!
ってわけで、つないだら、イミフなメッセージがでて、
PSoC Createrから認識できない、という状態が発生。

CY8CKITなどのpioneer Kitだと、書き込み&デバッガ用の KitProg が
ついてて、USB接続すると、そのままデバッグとかできるで!というのが
ウリなはずなんだが、一瞬焦る状況になる。





これ、KitProgのファームバージョンとPSoC Createrが要求するファームバージョンが
異なるから、ちゃんと合わせてね!っていうメッセージなんだけど

『じゃ、どしたらええねん。。。orz』
ってなる。

で、解決法は簡単。
PSoC Createrをインストールしたら、自動的に
PSoC Programer
も、インストールされているはずなので、これを起動する。

Start メニューのCypressのなかに

こんなふうにあるはず。

起動して、














Utilities の タブ を選択したら


左のリストに表示されている KitProg を選択したうえで
Upgrade Firmware
ボタンを押せば、アップデートが開始される。

ただしく完了したら下欄に、こんなふうにメッセージがでる。



これで、新版に更新完了したので、安心できる。



2.ボード違い
今回のワークショップ、サイプレスの
CY8CKIT-042-BLE-A

をベースに書いてるけれど、参加者のボードは
CY8CKIT-042-BLE


だった。orz

これも基本構成がおなじだし、複雑なことをやらなければ
問題ないんだけど、リソースが違うので、ちゃんと合わせてやらないとダメ。




プロジェクトを開いたら
左端のワークスペースのなかの
    Project 'Design01' [CY8C4248L..]
みたいなところを右クリック。














でてきた、Device Selecter を選択すると、デバイスを変更できる。

この手順は、作成したプロジェクトのCPUを変更する場合にも
つかうので、要チェック! ですな。

今回のデバイス変更は

BLE-A : CY8C4248LQI-BL583
BLE     : CY8C4247LQI-BL483


ということなので、これを選べばOK。

あと、Work03 では、実際にBLEからLEDをいじれるように
しているけれど、BLEチップの対応の違いが一部あって、

BLE のダイアログの GAP Setting - Security 部で
Enable Link Layer Privacy
のチェックを外す必要があります。





こんだけやれば、なんとか動くかんじ。
あとはいろいろBLEとは!みたいなことを勉強しないと、
先には進めないけれど、楽しくはあるよね。


あと、WindowsでBLEやろうとすると、結構ハードル高いことかな。
肝心のPRoCのドングルも一応 .NET Frameworkの資料がやっとでてきたけれど、
関数だけ、だらだら~って説明されてもつかえへん気がする。
Windows10の Linux for Windowsで bluez つかえへんかな?
使えたららくちんなのに。
まぁ、ドングルのほうはのんびりつかってみるか。。。