Raspberry Pi Pico MicroPython シリアル通信(UART) テスト

　Raspberry Pi Picoのシリアル通信のテストをします。

　Picoは、UART0とUART1の２つのUARTコントローラを持っています。

　UART(id)  id=0 or 1 だけ指定した時のデフォルトは、次のとおりです。

　id      TX      　RX     　baudrate     parity    stopbit

　0　GPIO0　GPIO1　　　115200　　なし　　1

　1    GPIO4　GPIO5　　　115200　　なし　　1

　UART(1)だけを指定した時のUARTテスト用のスクリプトです。送受信は定番の通信ソフトTeraTermを使います。

　5行目　Picoからパソコン(TeraTerm)に「UART test」を送信します。

　8行目　any()は、読み込めるバイト数を返します。

　9行目　read(1)は、1文字読み込みです。このスクリプトは1文字入力されれば、その文字を送信します。

　USBシリアル変換は、FT234を使い、USBに接続しました。接続回路図です。

ブレッドボードです。FT234のRX,TXはPicoの6番ピンGP4（TX),7番ピンGP5(RX)に接続します。FT234の電源は5V(VBUS)に接続します。

　TeraTermは、下のように設定します。ポート番号は接続したパソコンに合わせます。

　TeraTermの画面です。Picoから「UART test」を受信して表示し、パソコンのキーボードから送られた文字をそのまま送り返します。

　UART(0)とUART(1)では、次のGPIOの組を使用することができます。

　　UART(0)　　　　　UART(1)

　　TX　　RX　　　　　TX　　RX

　GPIO0　GPIO1　　GPIO4　GPIO5

　GPIO12　GPIO13　GPIO8　GPIO9

　GPIO16　GPIO17

　UART(1)でbaudrate, 9600bps  ,TX GPIO8 ,RX GPIO9を使う場合は

　UART(1,baudrate=9600,tx=Pin(8),rx=Pin(9))とします。

　この場合、スクリプトの1行目にimport UART,Pin　として、Pinをimportしておきます。

Raspberry Pi Pico MicroPython PWM テスト

　Raspberry Pi PicoのPWM（Pulse Width Modulation）のテストをします。

　Picoは、DAC（デジタルアナログコンバータ）を持っていませんので、Arduinoと同じように疑似アナログ出力としてPWMを使うことになります。

　PWM信号は、全てのGPIOに出力可能です。

　例として、GP15に1000Hz、デューティ比50%の信号を出力するスクリプトです。

　4行目　GP15にPWM信号を出力します。

　5行目　周波数を1000Hzに指定します。

　6行目　デューティ比を設定します。16ビット（０～65535）で指定します。この例では、32768ですから、50%になります。

　出力された波形です。設定した通りの波形です。

　実際の周波数を測定してみました。

　確かに1000Hzです。けっこう正確です。周波数は100Hzから60kHzまで設定できます。

　dutyを設定する方法は、duty_u16( ) の他に、dutyの幅をns単位で設定できる　duty_ns( )　があります。

　deinit()　でPWMを無効化できます。

　PicoのGPIOは、30個ありますが、下の表のようなグループに分けられ、周波数は、スライス単位で、デューティは、チャンネル単位で設定します。

　スライス　　チャンネルA　　　　チャンネルB

　　0　　　GPIO0　GPIO16　　GPIO1　GPIO17

　　1　　　GPIO2　GPIO18　　GPIO3　GPIO19

　　2　　　GPIO4　GPIO20　　GPIO5　GPIO21

　　3　　　GPIO6　GPIO22　　GPIO7　GPIO23

　　4　　　GPIO8　GPIO24　　GPIO9　GPIO25

　　5　　　GPIO10 GPIO26　 　GPIO11　GPIO27

　　6　　　GPIO12 GPIO28　 　GPIO13　GPIO29

　　7　　　　　GPIO14　　　　　　GPIO15

Raspberry Pi Pico MicroPython アナログ入力(ADC)テスト

　Raspberry Pi Picoのアナログ入力（ADC）のテストをします。

　Picoは、ADC(アナログデジタルコンバータ)を5個持っています。

　ただし、ユーザーが使えるのは、3個です。

　各チャンネルの使用目的とピン割り当ては、以下のとおりです。

　ADC(0)　ユーザー　GP26　31番ピン

　ADC(1)　ユーザー　GP27　32番ピン

　ADC(2)　ユーザー　GP28　34番ピン

　ADC(3)　Vsys電源電圧

　ADC(4)　内蔵温度計

　PicoのADCの解像度は12ビットで0～3.3Vを０～4095に変換します。データは、16ビット（0～65535）で格納されます。

　まず、ADC(0)を使って、読み込んだ電圧を測定してみましょう。

　回路図です。10kΩのボリュームに3.3Vを加え、電圧を変化させて、ADC(0)　GP26(31番ピン)に入力します。

　MicroPythonのスクリプトです。

　4行目　GP26を入力に設定します。（この行を記入しなくても動作しました。）

　5行目　使うADCを指定します。

　6行目　AD変換された値をVに変換する係数です。

　9行目　ADC(0)の値を読み込み、V（ボルト）に変換します。

　10行目　Shellにその値を表示します。{:.2f}で、小数点以下2桁まで表示します。

　1.74～1.76Vが測定されました。最終桁は少し動きます。

　実際の電圧をデジタル電圧計で測定してみました。

　0.1V以内の誤差で測定できるようです。

　次に、CPU（コア）の温度を内蔵のセンサーで測定してみます。

　スクリプトです。

　5行目　センサーが接続されているADC(4)を指定します。

　9行目　温度に変換する式です。

　10行目　小数点以下1桁まで表示します。

　室温は、20℃程度でしたので、やや低めに測定されました。

　Shellには、漢字も表示できるんですね。

　Web上にRaspberry Pi Picoの情報はまだ多くはありません。そこで、Interface ８月号を購入しました。「ラズパイのマイコン　Pico　攻略本」です。

　さすがに、詳しく書いてあり、参考になります。MIcroPythonについては、巻末の方に特集が掲載されています。

Raspberry Pi Pico MicroPython Digital I/O テスト

　Paspberry Pi Picoに関する情報はWeb上にはまだ多くはありません。そこで、基本的なことから、一つずつ勉強していくことにします。

　まず、スペックやピン配列については、本家Raspberry Pi のサイトから情報を得ます。そこからRasoberry Pi Picoのページを開きます。

　スペックとピン配列が掲載されています。ピン配列です。

　GP0～GP22,GP26～28が各ピンに配置されています。

　GP23～GP25とGP29はボード回路の制御に使われており、利用できるGPは26本です。なお、GP25は、オンボードLEDに接続されています。

　また、電源とGND,UART,ADC,SPI,I2C,などの配置が記載されています。

　まず、基本としてデジタル入力、出力のテストをします。

　この機能は、全てのGP(GPIO)で利用でき、入力は内部でプルアップすることができます。

　テスト回路です。GP15のスイッチを押すとGP16のLEDが点灯します。

　GP15はデジタル入力としプルアップします。GP16は出力に設定します。スクリプトです。

　ブレッドボードです。

　同じ回路です、スイッチを押すたびに点灯、消灯を繰り返すスクリプトです。

　入力ピンをプルダウンする場合は、Pin.PULL_DOWNと記載します。

　最初、プルアップ、プルダウンをどのように記載するか分からなかったのですが、こちらのYouTube動画が参考になりました。Pico購入時からThonnyのセットアップ、MIcroPythonのスクリプトの作り方まで丁寧に説明しています。ただし、英語です。でも画像を見れば分かりますよ。

　各GPIOに流すことができる電流は、GPIO制御レジスタで設定できるようです。デフォルトで4mA、GPIO全体で50mAです。

Raspberry Pi PicoをArduino IDEで使う

　Raspberry Pi PicoをThonny IDEを利用して、Micropythonでプログラミングする勉強をしています。

　I2C LCD AQM0802Aの表示はネット上のサンプルスクリプトで動作を確認しました。しかし、PWMやUARTなどどうも思うように動かせません。私のMicropythonの知識が浅いせいですが、進まなくなってきました。

　そこで、ちょっと浮気して、Arduino IDEでのプログラミングを試してみます。使い慣れたArduino IDEですから、うまく動かせるかもしれません。

　Arduino IDEでRaspberry Pi Picoを使う手順です。こちらのサイトを参考にしました。

　Arduino IDEをインストールします。（私は、最新版の1.8.16をインストールしました。）

　Arduino IDEを立ち上げ、ツール→ボード→ボードマネージャと進み、ボードマネージャを開き、検索欄に「pico」と入力し、検索された中から「Arduino Mbed OS RP2040 Boards」をインストールします。

　Raspberry Pi PicoのBOOTSELボタンを押しながらパソコンのUSBに接続します。

　この時点では、Raspberry Pi Picoが接続されているCOMポートは認識されていませんでした。

　しかし、スケッチ例の中から01.BasicsのBlink(LED点滅)のスケッチを書き込むと、自動的にCOMポートが認識され、コンパイルされたプログラムがRaspberry Pi Picoに書き込まマれ、ボード内蔵のLED(Pin25に接続されている)が点滅しました。

　この後、確認するとCOM9(Raspberry Pi Pico)として認識されていました。そこで、ツールシリアルポートをこのポートに設定します。

　これで、Arduino IDEでRaspberry Pi Picoが使えるようになりました。気づいたことは、コンパイルに非常に時間がかかることです。これは私のパソコンが非力なのが一つの原因だと思います。

　なお、スケッチを書き込んだ後は、Raspberry Pi Picoを電源に接続するだけでプログラムが動作します。

　また、Raspberry Pi PicoのBOOTSELスイッチを押さないで、USBに接続して、パソコンからスケッチを書き込むと、RPI-RP2が表示され、すぎに消えて、書き込まれたスケッチが動作します。

　この後、Arduino IDEを使ってRaspberry Pi Picoの機能を確認していきたいと思います。

　スケッチは、Arduinoとまったく同じです。