ホチキス先生の「プログラマーと呼ばれたい」

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Archive for the ‘IoT’ Category

IoT 開発における Arduino ファミリーの優位性 – nodeMCU を使う理由

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IoT 開発のために主として Arduino ファミリーと呼ぶことができるマイコンボードを使っている。ここで「Arduino ファミリー」と言っているのは、オフィシャルな Arduino 開発環境である Arduino IDE を使って開発でき、物理的な仕様もほぼ Arduino に準じているものを指している。

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IoT開発のためのマイコンボードについて考える – その必要な特性は何か

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現在、様々なマイコンボードが開発され生産、販売されており、それらは様々な用途に利用されているが、IoT 開発におけるマイコンボードに必要な特性は何だろう。

Windows XP で Arduino IDE 1.8.2 をインストールして ESP8266 Community ボードパッケージを適用し、nodeMCU Amica にスケッチを書きこもうとするとエラーがおこる – bits フォルダに cxxabi_tweaks.h ライブラリを配置すると解消する。

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Windows XP Service Pack 2 のノートパソコンを使って Arduino の開発環境を整えようとしている。Arduino IDE はバージョン 1.8.2 を使い、インストールする。この状態で、オリジナルの Arduino UNO は開発することができ、また CH340 や CP210 の USB シリアル変換ドライバを適用すれば Arduino UNO のクローンも開発することができる。しかし、ボードマネージャを使って ESP8266 ボードパッケージをインストールしても、nodeMCU Amica や nodeMCU LoLin にスケッチを書きこもうとするとエラーが出て書き込めない。

Arduino_1.8.2_setup_004

このときのエラーは、以下のようなものになっている。

—————————————————————————————-

Arduino:1.8.2 (Windows XP), ボード:"NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module), 80 MHz, 115200, 4M (3M SPIFFS)"

In file included from C:\Documents and Settings\user\Local Settings\Application Data\Arduino15\packages\esp8266\hardware\esp8266\2.3.0\cores\esp8266\abi.cpp:23:0:

c:\documents and settings\user\local settings\application data\arduino15\packages\esp8266\tools\xtensa-lx106-elf-gcc\1.20.0-26-gb404fb9-2\xtensa-lx106-elf\include\c++\4.8.2\cxxabi.h:50:32: fatal error: bits/cxxabi_tweaks.h: No such file or directory

#include <bits/cxxabi_tweaks.h>

                                ^

compilation terminated.

exit status 1
ボードNodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)に対するコンパイル時にエラーが発生しました。

「ファイル」メニューの「環境設定」から
「より詳細な情報を表示する:コンパイル」を有効にすると
より詳しい情報が表示されます。

—————————————————————————————-

このエラーからは、必要なライブラリがないことでコンパイルエラーになっていることがわかる。実際にフォルダを開くと、確かに必要なライブラリがない。

Arduino_1.8.2_setup_005

そこで、この「bits」フォルダに「cxxabi_tweaks.h」ライブラリをコピーする。「cxxabi_tweaks.h」ライブラリは、GitHub などから入手する。

Arduino_1.8.2_setup_006

Arduino_1.8.2_setup_007

Arduino IDE を再起動し、Blink のスケッチを書きこむとうまくいった。

Arduino_1.8.2_setup_002

Arduino_1.8.2_setup_008

Written by Yoshio Matsumoto

2017年6月14日 at 10:50 AM

ESP8266 Wi-Fi SoC を搭載した nodeMCU には大きさ、形が異なるいくつかのタイプがある。一見同じもののように見える 2つのタイプを比べてみる。

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いわゆる nodeMCU と呼ばれるマイコンボードは、オンボードに ESP8266 の Wi-Fi モジュールを搭載しており、IoTデバイスとして安価で使いやすいものだ。IoT ではマイコンボードをネットワークにつなぐことに大きな意味があるのだが、他の多くの安価なマイコンボードではネットワーク関連のデバイスはオプションパーツ扱いになっていることが多い。パーツがオプションであるということは、自由度がある代わりに本体とパーツ、間のインタフェースと、トラブルシュートに要する項目が増える問題がある。その点、オンボードでネットワークモジュールを搭載しているマイコンボードでは、それらを考慮する必要がないので開発が楽だ。しかも nodeMCU は極めて安価である。

nodeMCU は日本の Amazon でも買うことができるが、大きさや形が異なるいくつかのタイプがある。このうち、よく似ていて一見すると同じもののように見える 2つのタイプを比べよう。

P1490289_edit_mid_640_480

こうして横に並べて比べると違いがわかるが、ネットで注文するときなどは、よく見ないと違いがわからない。まず全体の大きさが違うのだが、これらを別々のページで見たときには、大きさではわかりにくいだろう。そこで比べるには、搭載している部品の配置に注目するといい。わかりやすいのは USB コネクタの近くにある、おそらく USB シリアルインタフェースチップだと思われる黒い IC チップだ。写真の右側、「LoLin」と呼ばれる nodeMCU では横長のチップが搭載されているが、左側の「Amica」と呼ばれる nodeMCU では正方形の小さめのチップが搭載されている。あと違いが目に付くのは、左の「Amica」のきれいに整列したチップ抵抗だと思われる部品、あるいはチップコンデンサと思われるオレンジ色の大きめの部品あたりだろう。

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裏から見れば違いはよくわかる。写真の右側には、おそらく雲をイメージしてデザインしたシンボルマークと「NODEMCU Amica」の名前がある。右側は「LoLin」と書かれている。

さて、この 2タイプの nodeMCU だが、プロトタイピングにおいて大きさの違いが使い勝手に影響するところは、一般的な長潟のブレッドボードを使うときに、大きい方の「LoLin」ではピンの穴を全部覆ってしまい、信号を取り出せなくなるところだ。これに対して小さい方の「Amica」では、かろうじて 1ラインは信号を取り出せるように残っている。

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もし「LoLin」を長潟のブレッドボードで使いたいなら、2枚ならべて使うことになるだろう。

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C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 3。河端さんとのコラボレーション。Microsoft Flow と Microsoft Power BI で何ができるか。

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教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っており、Microsoft SQL Server の大家であり Microsoft MVP でもあった河端さんと一緒に考えている。私は Visual Studio でクライアントの開発をし、河端さんにクラウドのアプリケーションを作ってもらっている。クライアントは Windows デスクトップアプリで、開発言語はもちろん C# だ。

河端さんには、クライアントアプリケーションから POST データを受け取るサービスを、Microsoft Flow で作ってもらった。Microsoft Flow で受け取ったメッセージを電子メールで通知する、といったシステムを、お互い離れた拠点でメッセージをやりとりしながら、およそ 30 分で作ることができた。これが現代的な開発スタイルだといえよう。

そして河端さんには、Power BI の分析ページを作ってもらった。こんなかんじだ。

文字入力トレーニングアプリ_003_PowerBI_1_mid_640

文字入力トレーニングアプリ_004_PowerBI_2_mid_640

文字入力トレーニングアプリ_005_PowerBI_3_mid_640

河端さんは、私がクライアントの Windows フォームアプリケーションを調整している間に、Microsoft Flow に送られたデータをこのように分析する Microsoft Power BI のフォームを作られていた。これらのビューを作るには、およそ 15分もあればよいそうだ。

このように、Microsoft Flow と Microsoft Power BI を使うとアイデアさえまとまればアプリケーションを作る手間は革命的に小さくなった。重厚長大のシステム開発の時代は終わったのだ。

Orange Pi Zero を買った

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先日買った Orange Pi One が気に入ったので、次に Orange Pi Zero を買ってみた。

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パッケージは Orange Pi One のときのものと同じ。パッケージを開けると、Orange Pi One と同じように、Orange Pi Zero 本体と簡潔な一枚のプリントが入っている。

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実に小さな筐体にぎっしりと機能が集積されているという感じだ。機能美を感じる。スペックは次の通り。

CPU H2 Quad-core Cortex-A7 H.265/HEVC 1080P
GPU Mali400MP2 GPU @600MHz Supports OpenGL ES 2.0
Memory (SDRAM) 256MB/512MB DDR3 SDRAM(Share with GPU)(256MB version is Standard version)
Onboard Storage TF card (Max. 64GB)/ NOR Flash(2MB Default not posted)
Onboard Network 10/100M Ethernet RJ45 POE is default off
Onboard WIFI XR819, IEEE 802.11 b/g/n
Audio Input MIC
Video Outputs Supports external board via 13pins
Power Source USB OTG can supply power
USB 2.0 Ports Only One USB 2.0 HOST, one USB 2.0 OTG
Buttons Power Button
Low-level peripherals 26 Pins Header, compatible with Raspberry Pi B+ ,13 Pins Header
LED Power led & Status led
Supported OS Android, Lubuntu, Debian, Raspbian
Product size 48 mm × 46mm
Weight 26g

オンボードにイーサネットのコネクタがあり、かつ、Wi-Fi モジュールも装備している。だが HDMI コネクタはなく、画面出力をするには拡張ボードが必要だ。電源は micro USB コネクタから給電できる。このスペックからすると、ネットワーク接続に最適化された軽量の IoT モジュール、という位置づけになるだろう。

Orange Pi は中国の Shenzhen Xunlong Software CO., Limited の製品だ。

Written by Yoshio Matsumoto

2017年4月8日 at 9:47 PM

Orange Pi One を買った

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マイコンボードの世界が熱い。とりわけ現在のトレンドは、Raspberry Pi をモデルにしたものだろう。そのうち、最も面白そうなものは、この Orange Pi だ。

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パッケージは簡素だが品のあるものだ。パッケージの中には Orange Pi One 本体と簡潔な一枚のプリントが入っている。

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この小さなサイズで、スペックは次の通り。

CPU H3 Quad-core Cortex-A7 H.265/HEVC 4K
GPU Mali400MP2 GPU @600MHz Supports OpenGL ES 2.0
Memory (SDRAM) 512MB DDR3 (shared with GPU)
Onboard Storage TF card (Max. 64GB) / MMC card slot
Onboard Network 10/100M Ethernet RJ45
Video Input A CSI input connector Camera
Video Outputs Supports HDMI output with HDCP
Power Source DC input can supply power, but USB OTG input don’t supply power
USB 2.0 Ports Only One USB 2.0 HOST, one USB 2.0 OTG
Buttons Power Button(SW4)
Low-level peripherals 40 Pins Header,compatible with Raspberry Pi B+
LED Power led & Status led
Supported OS Android Ubuntu, Debian, Rasberry Pi Image
Product size 69 mm × 48mm
Weight 36g

オンボードでイーサネットのネットワークコネクタを装備し、HDMI 出力インタフェースもある。

Orange Pi は中国の Shenzhen Xunlong Software CO., Limited の製品だ。

Written by Yoshio Matsumoto

2017年4月8日 at 9:22 PM