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July 2018

07/07/2018

Wemos Lolin32 OLED module に RobotDyn microSD boardを接続テスト

3 4 Wemos Lion32 OLED module(写真左)に RobotDyn製 microSD board(写真右) を接続した事例がなかなか見つけられずに、関連する情報から探ってみた結果、接続・書き込みが上手くいったので、ここにメモしておく。



先ず、RobotDyn製
microSD boardWemos Lion32 OLEDモジュール のピン接続であるが・・・

次のように接続すること。
  RobotDyn       ESP32
  SD Card   |   Lolin32
--------------------------------------------------
     D3/CS        CS    ⇒ pin14
     CMD/DI      MOSI ⇒ pin25
     GND          GND
     3.3V          3.3V
     CLK          SCK  ⇒ pin15
     DO           MISO  ⇒ pin13
(上記、表内に記載ミスがあり訂正しました。2018/07/11)
次に、僕が行った方法は、Arduino IDE を起動し、
ファイル ⇒ スケッチ例 ⇒ Wemos LOLIN32のスケッチ例 SD(esp32) ⇒ SD_Test を下記のように加筆修正した。

《SD_Test をWemos Lolin32+RobotDyn microSD board で動かすための修正部分について》
①16行目 #include "SD.h" → #include <SD.h> に変更

②17行目 #include "SPI.h" → #include <SPI.h> に変更

③下記4行の define文を17行目の下に追加
  #define PIN_NUM_MISO 13
  #define PIN_NUM_MOSI 25
  #define PIN_NUM_CLK  15
  #define PIN_NUM_CS   14

④setup()の 最初で、
  117行目から118行目 の下記部分を
  Serial.begin(115200);
    if(!SD.begin()){

  以下のように加筆修正
  Serial.begin(115200);
    auto SPI = SPIClass();
    SPI.begin(PIN_NUM_CLK, PIN_NUM_MISO, PIN_NUM_MOSI, PIN_NUM_CS);
    auto speed = 4000000;
    if(!SD.begin(PIN_NUM_CS, SPI, speed)){


5上記の修正で良い筈だが・・・、もしかして私が書き忘れているかもしれないので、問題無く動いたSketch リストを下記に添付しておく。


尚、テスト結果を左に添付しておく。







《 Sketch for "Wemos Lolin32" + "RobotDyn microSD board" SDcard Test 》
/*
 * Connect the SD card to the following pins:
 * RobotDyn  |  ESP32
 * SD Card   | Lolin32
 *    D3/CS    CS   pin14
 *    CMD/DI   MOSI pin25
 *    VSS      GND
 *    VDD      3.3V
 *    CLK      SCK  pin15
 *    VSS      GND
 *    DO       MISO pin13
 */
#include "FS.h"
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#define PIN_NUM_MISO 13
#define PIN_NUM_MOSI 25
#define PIN_NUM_CLK  15
#define PIN_NUM_CS   14

void listDir(fs::FS &fs, const char * dirname, uint8_t levels){
    Serial.printf("Listing directory: %s\n", dirname);

    File root = fs.open(dirname);
    if(!root){
        Serial.println("Failed to open directory");
        return;
    }
    if(!root.isDirectory()){
        Serial.println("Not a directory");
        return;
    }

    File file = root.openNextFile();
    while(file){
        if(file.isDirectory()){
            Serial.print("  DIR : ");
            Serial.println(file.name());
            if(levels){
                listDir(fs, file.name(), levels -1);
            }
        } else {
            Serial.print("  FILE: ");
            Serial.print(file.name());
            Serial.print("  SIZE: ");
            Serial.println(file.size());
        }
        file = root.openNextFile();
    }
}

void createDir(fs::FS &fs, const char * path){
    Serial.printf("Creating Dir: %s\n", path);
    if(fs.mkdir(path)){
        Serial.println("Dir created");
    } else {
        Serial.println("mkdir failed");
    }
}

void removeDir(fs::FS &fs, const char * path){
    Serial.printf("Removing Dir: %s\n", path);
    if(fs.rmdir(path)){
        Serial.println("Dir removed");
    } else {
        Serial.println("rmdir failed");
    }
}

void readFile(fs::FS &fs, const char * path){
    Serial.printf("Reading file: %s\n", path);

    File file = fs.open(path);
    if(!file){
        Serial.println("Failed to open file for reading");
        return;
    }

    Serial.print("Read from file: ");
    while(file.available()){
        Serial.write(file.read());
    }
    file.close();
}

void writeFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){
    Serial.printf("Writing file: %s\n", path);

    File file = fs.open(path, FILE_WRITE);
    if(!file){
        Serial.println("Failed to open file for writing");
        return;
    }
    if(file.print(message)){
        Serial.println("File written");
    } else {
        Serial.println("Write failed");
    }
    file.close();
}

void appendFile(fs::FS &fs, const char * path, const char * message){
    Serial.printf("Appending to file: %s\n", path);

    File file = fs.open(path, FILE_APPEND);
    if(!file){
        Serial.println("Failed to open file for appending");
        return;
    }
    if(file.print(message)){
        Serial.println("Message appended");
    } else {
        Serial.println("Append failed");
    }
    file.close();
}

void renameFile(fs::FS &fs, const char * path1, const char * path2){
    Serial.printf("Renaming file %s to %s\n", path1, path2);
    if (fs.rename(path1, path2)) {
        Serial.println("File renamed");
    } else {
        Serial.println("Rename failed");
    }
}

void deleteFile(fs::FS &fs, const char * path){
    Serial.printf("Deleting file: %s\n", path);
    if(fs.remove(path)){
        Serial.println("File deleted");
    } else {
        Serial.println("Delete failed");
    }
}

void testFileIO(fs::FS &fs, const char * path){
    File file = fs.open(path);
    static uint8_t buf[512];
    size_t len = 0;
    uint32_t start = millis();
    uint32_t end = start;
    if(file){
        len = file.size();
        size_t flen = len;
        start = millis();
        while(len){
            size_t toRead = len;
            if(toRead > 512){
                toRead = 512;
            }
            file.read(buf, toRead);
            len -= toRead;
        }
        end = millis() - start;
        Serial.printf("%u bytes read for %u ms\n", flen, end);
        file.close();
    } else {
        Serial.println("Failed to open file for reading");
    }


    file = fs.open(path, FILE_WRITE);
    if(!file){
        Serial.println("Failed to open file for writing");
        return;
    }

    size_t i;
    start = millis();
    for(i=0; i<2048; i++){
        file.write(buf, 512);
    }
    end = millis() - start;
    Serial.printf("%u bytes written for %u ms\n", 2048 * 512, end);
    file.close();
}

void setup(){
    Serial.begin(115200);
    auto SPI = SPIClass();
    SPI.begin(PIN_NUM_CLK, PIN_NUM_MISO, PIN_NUM_MOSI, PIN_NUM_CS);
    auto speed = 4000000;
    if(!SD.begin(PIN_NUM_CS, SPI, speed)){
        Serial.println("Card Mount Failed");
        return;
    }
    uint8_t cardType = SD.cardType();

    if(cardType == CARD_NONE){
        Serial.println("No SD card attached");
        return;
    }

    Serial.print("SD Card Type: ");
    if(cardType == CARD_MMC){
        Serial.println("MMC");
    } else if(cardType == CARD_SD){
        Serial.println("SDSC");
    } else if(cardType == CARD_SDHC){
        Serial.println("SDHC");
    } else {
        Serial.println("UNKNOWN");
    }

    uint64_t cardSize = SD.cardSize() / (1024 * 1024);
    Serial.printf("SD Card Size: %lluMB\n", cardSize);

    listDir(SD, "/", 0);
    createDir(SD, "/mydir");
    listDir(SD, "/", 0);
    removeDir(SD, "/mydir");
    listDir(SD, "/", 2);
    writeFile(SD, "/hello.txt", "Hello ");
    appendFile(SD, "/hello.txt", "World!\n");
    readFile(SD, "/hello.txt");
    deleteFile(SD, "/foo.txt");
    renameFile(SD, "/hello.txt", "/foo.txt");
    readFile(SD, "/foo.txt");
    testFileIO(SD, "/test.txt");
    Serial.printf("Total space: %lluMB\n", SD.totalBytes() / (1024 * 1024));
    Serial.printf("Used space: %lluMB\n", SD.usedBytes() / (1024 * 1024));
}

void loop(){

}

07/05/2018

AE-GYSFDMAXB と Wemos LOLIN32 で GPS 受信表示

Img_20180705_165137a Img_20180705_165223a 太陽誘電製の小型GPSモジュール「GYSFDMAXB」をWEMOS LOLIN32に繋いで、GPS受信表示してみた。

GYSFDMAXBは、日本の準天頂衛星システム(QZSS)「みちびき」3機受信(衛星番号193,194,195)に対応した太陽誘電製の小型高感度GPSモジュールで、秋月電子通商から購入した。
基板の大きさや性能等の詳細データは、秋月電子の商品ページから辿ることが出来る。

Wemos Lolin32は、Arduino ESP32 WiFi+Bluetooth デュアルESP-32SESP8266 OLEDモジュール(技適マーク付き)である。OLEDが既に装着されているので、携帯する機器を小型軽量に纏めるには便利かな・・・と思い、Banggoodから購入した。CNからの配送で1179円だった。購入し、これを使おうと思ってから気づいたが、これを使っての事例が少なく、動かせるようになるまで苦労した。

上記のディバイスを使ってのGPS受信結果は、左上の写真のようになった。
GYSFDMAXBの5V電源は、Wemos Lolin32のOLEDモジュール左下にある5V端子から、ブレッドボードの+電源へ、GNDはOLEDモジュールの中央部上にあるGND端子からLolin32のモジュールの下を通してブレッドボードの-端子側へ接続。

GYSFDMAXBの信号ケーブル「TXD」は、Lolin32の16番ピンへ接続した。(写真緑色の線->黄色(Lolin32の基板の下で、16番ピンに接続している))

③OLEDモジュールは、Lolin32の基板内部で結線されている。

《Sketch作成に関して》

①GPSの信号処理では「tinyGPS++」を用いたが、別のArduino基板で製作していたSketchを流用したのでその名残で使ってしまった。別のライブラリを使っても良かっただろうと思っている。

②Lolin32に付いているOLED1306を使うために”SSD1306Wire.h”が必要。
 ディスプレイは内部結線されているので、設定は、
  SSD1306Wire  display(0x3c, 5, 4)   となる。

③GPS信号は、Lolin32に読み込ませるだけなので、HadwareSerialを使うと Serial2で丁度16番ピンに繋ぐことができる。
 それで、HardwareSerial GPSRaw(2) とした。
 また、GPSの初期設定は、
  GPSRaw.begin(GPSBaud, SERIAL_8N1, 16, 17)   とした。
   ここで、GPSBaudは 9600 としている。

④ここまで決めれば、あとは自分の気に入ったように
Display用のSketchを書けばいい。
 面倒なのは、このOLEDは先に描いた場所に上書きすると重なった表示になるので、一度描いたら消さないといけない。これを解消するために簡単なテクニックが要る。

GPS受信のSketchを一度でも書いたことがある人なら、記載したSketchを見れば、処理の方法は概略分かると思うので、あまりSketchの中にコメントは記載しない。

⑤Sketch を書き込むときの注意点
 ・ボードは WEMOS LOLIN32
 ・らいぶらりーとして、ESP8266 and ESP32 Oled Driver for SSD1306 display by Daniel Eichhorn, Fabrice Weinberg Version 4.0.0 をインストールすること
 ・tinyGPS++.h のインストールを忘れないように。
 ・Sketchが書き込まれるときに Lolin32 裏面にある Boot ボタンを 書込みが始まるまで「カチカチ」と押してやる必要があります。これをしないと、Lolinが、「タイムオーバーで書き込めませんでした」と宣のですよ・・・

《Sketch》

// GPS Tracker    Sketch for Wemos LOLIN32  2018/07/05
// The serial connection to the GPS device
  #include <TinyGPS++.h>
  #include "SSD1306Wire.h"   // legacy include: '#include "SSD1306.h"'
  HardwareSerial GPSRaw(2);  // ESP32 UART2 GPIO-16 ( RXD2 ) --- GPS TXD
  const int UTC_offset = 9;  //  Japan Time
  static const int GPSBaud = 9600;
//  static const int MAX_SATELLITES = 40;
  TinyGPSPlus gps;  // The TinyGPS++ object
  TinyGPSCustom totalGPGSVMessages(gps, "GPGSV", 1); // $GPGSV sentence, first element
  TinyGPSCustom messageNumber(gps, "GPGSV", 2);      // $GPGSV sentence, second element
  TinyGPSCustom satsInView(gps, "GPGSV", 3);         // $GPGSV sentence, third element
  SSD1306Wire  display(0x3c, 5, 4);
  
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  GPSRaw.begin(GPSBaud, SERIAL_8N1, 16, 17);
  display.init();
}

void loop()
{
  if (GPSRaw.available() > 0)
  {
   gps.encode(GPSRaw.read());
   if (totalGPGSVMessages.isUpdated())
   {
    display.clear();
    printDateTime(gps.date, gps.time); 
    display.drawString(0,20,"Lat:");
    display.drawString(30,20,String(gps.location.lat(), 6));
    display.drawString(0,30,"Lng:"); 
    display.drawString(30,30,String(gps.location.lng(), 6)); 
    display.drawString(0,40,"Alt:");
    display.drawString(30,40,String(gps.altitude.meters()) + "m");
    display.display();

    int totalMessages = atoi(totalGPGSVMessages.value());
    int currentMessage = atoi(messageNumber.value());    
    if (totalMessages == currentMessage)
    {
     display.drawString(0,50,"Sat:");
     display.drawString(30,50,String(gps.satellites.value()) + " in use");
     display.display(); 
    }
   }
  }
}

static void printDateTime(TinyGPSDate &d, TinyGPSTime &t)
{
  display.setFont(ArialMT_Plain_10);
  if (!d.isValid())
  {
    display.drawString(0,0,"*****");  // 10 character
    display.display();
  }
  else
  {
  char sz[32];
  sprintf(sz, "%02d/%02d/%02d ", d.year(), d.month(), d.day());
  display.drawString(0,0,String(sz));
  display.display();
  }
  if (!t.isValid())
  {
  display.drawString(60,0,"*****");
  display.display();
  }
  else
  {
  char sz[32];
  sprintf(sz, "%02d:%02d:%02d ", t.hour() + UTC_offset, t.minute(), t.second());
  display.setFont(ArialMT_Plain_16);
  display.drawString(60,0,String(sz));
  display.display();
  display.setFont(ArialMT_Plain_10);
  }
}

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