情報処理学会研究報告 IPSJ SIG Technical Report Vol.2015-CE-131 No /10/10 1,a) 1,b) 1,c) 2,d) 1,e) 1,f) Raspberry Pi GPIO I2C Raspberry Pi Linux HTTP, Rasp

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れんかことじ
5 years ago
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1 1,a) 1,b) 1,c),d) 1,e) 1,f) Raspberry Pi GPIO IC Raspberry Pi Linux HTTP, Raspberry Pi, Hayashi Kohei 1,a) Nishikawa Hiroyuki 1,b) Kobayashi Fumiya 1,c) Manabe Hiroki,d) Omura Motomasa 1,e) Kanemune Susumu 1,f) 1. Raspberry Pi Internet of Things : IoT 1 Osaka Electro-Communication University, Shijonawate, Osaka , Japan Hakuyo High School a) ht13a07@oecu.jp b) ht13a065@oecu.jp c) ht13a036@oecu.jp d) manaty005@mh.scn-net.ne.jp e) esetanuki@gmail.com f) kanemune@acm.org LED GPIO OS PC Raspberry Pi[5] [1] c 015 Information Processing Society of Japan 1

2 表 1 機能図 1 Raspberry Pi 本体ことを考えたドリトルは初等中等教育における実践からプログラミング経験のない生徒がプログラムを作成で Raspberry Pi のポート一覧番号機能 3.3V 1 5V GPIO(IC SDA) 3 4 5V GPIO3(IC SCL) 5 6 GPIO4(GPCLK0) 7 8 GPIO14(UART TXD) 9 10 GPIO15(UART RXD) GPIO GPIO18 GPIO GPIO GPIO3 3.3V GPIO4 GPIO10(SPI MOSI) 19 0 GPIO9(SPI MISO) 1 GPIO5 GPIO11(SPI SCLK) 3 4 GPIO8(SPI CE0) 5 6 GPIO7(SPI CE1) ID SD 7 8 ID SC GPIO GPIO GPIO1 GPIO きることが知られている [] 本稿では Raspberry Pi の GPIO GPIO16 IO に接続されたセンサ等の電子部品をドリトル上から制 GPIO GPIO0 御する方法を検討する続いて接続されたセンサ等から GPIO1 得られた計測値を Web 上に設けたデータ蓄積サーバに転送する方法を検討する. Raspberry Pi とプログラミング環境.1 ラスベリーパイ. GPIO の配置と制御 Raspberry Pi の GPIO はデジタル入出力としての機能だけではなく I C 等のペリフェラル利用のための端子としても利用することができる GPIO の端子割り当てと配置 Raspberry Pi は英国 Raspberry Pi 財団が開発し若を表 1 に示すなお本研究で取り扱う LED やセンサなど年層のコンピュータ技術への関心やスキルを高めるなどのの電子部品はすべてこの GPIO ピンに接続する Raspbian 教育目的から開発された安価なシングルボードコンピュー等の OS では GPIO やセンサを扱う機能を提供しておりタである用途に合わせて利用できるように性能価格制御にあたってはデバイスファイルへ読み書きを行うこ等が異なるいくつかのエディションが存在する本研究でとでポートの初期化や値の取得セットを行うことがで利用した Raspberry Pi Model B ではカードサイズのきる基板上に CPU として ARM プロセッサと 1GB のメモリ HDMI や LAN USB を搭載している ARM Linux 等の OS を動作させることも可能となっておりパーソナルコンピュータとして運用することも可能であるまたデジ 3. ドリトルによる Raspberry Pi 制御の目的と課題ドリトルは兼宗らが開発したオブジェクト指向の教育用タル入出力や I C SPI といった各種ペリフェラルを持ちプログラミング言語である [1][] 日本語による構文を特徴 46 ピンの汎用入出力 GPIO に電子部品を接続することとしておりプログラミング初学者への教育活動などに利用で電子回路の制御やセンサから環境情報を取得することされているドリトルは Java VM 上で動作し Raspberry も可能である Raspberry Pi 本体の画像を図 1 に示す Pi においても Raspbian を OS とすることで基本機能を Raspberry Pi は様々な OS を動作させることが可能であ利用可能であるそこでユーザによるドリトル単独でのるが [6] 今回は Raspberry Pi の標準イメージ環境である GPIO に接続した電子回路やセンサの制御や計測を実現す Raspbian を採用した Raspbian は Debian をベースとしるとともにセンサ等の計測結果などをインターネットをた Linux 系の OS であり [7] 014 年 9 月 9 日版より Java 利用してサーバ上に蓄積することで自身あるいは友人が SE Development Kit 8 が標準搭載されている [8] そのた作成した計測機からの計測結果を PC やスマートフォン等め Java で作成されたドリトルのバイナリを追加のソフで自由に確認したり計測データを自由に収集し加工できトウェアのインストールを行わずに動作させることが可能るプログラミング環境の実現を目的とするである旧モデルと比べ性能が上昇している [9]Raspberry このときドリトル上から GPIO などの Raspberry Pi Pi Model B においてはドリトルが実用的な速度で動作固有の各種機能を制御を行うためにドリトルの言語命令のすることを確認した拡張が必要となるその際には従来のドリトルで行われ 015 Information Processing Society of Japan

3 IC IC HDC1000 TSL561 LPS5H TA791 Java VM HTTP(GET) Raspberry Pi HTTP IC I C 3.1 Raspberry Pi Raspberry Pi GPIO Raspberry Pi Python Raspberry Pi LED Raspberry Pi C. (10); /sys/class/gpio/ OS(Linux) LED Raspberry Pi "raspberry" 3. GPIO 3 ( 1 ) ( ) ( 3 ) GPIO GPIO GPIO GPIO4 LED 4 LED GPIO4 c 015 Information Processing Society of Japan 3

4 "raspberry" LED 4 LED 1 LED 0 10 LED 3 LED 10 3 GPIO GPIO GPIO GPIO GPIO LED LED 1 GPIO GPIO GPIO LED 3 GPIO4 LED 10 4 GPIO4 LED LED GPIO4 GPIO4 ON OFF 10 LED GPIO / 3 GPIO GPIO LED 4 5 1/0 3.3 ( 1 ) ( ) HDC c 015 Information Processing Society of Japan 4

5 6 HDC TSL561 #!/bin/sh if [ $# -ne 1 ]; then exit 1 fi echo $1 > /sys/class/gpio/export 5 GPIO 8 LPS5H 3.4 GPIO 3 TA791 TA791 GPIO 3 4 GPIO 4. Raspberry Pi 4.1 GPIO Raspberry Pi GPIO ARM OS Raspberry Pi GPIO /sys/class/gpio ( 1 ) export ( ) gpio/direction ( 3 ) gpio/value ( 4 ) unexport GPIO GPIO GPIO GPIO 5 4. I C Raspberry Pi I C Raspberry Pi icdetect I C I C grep HDC1000 0x40 icdetect grep 40 Python GPIO Python 5. Raspberry Pi Web CSV Excel c 015 Information Processing Society of Japan 5

6 9 user filename systemtime UNIX datan N 1,,... "raspberry" "RecordingStorage" // "usr1" "file1.csv" " URL/api.php" ,06:04:09, ,4.541,54.35 // LPS5H PHP Web UNIX 5. Web API 9 URL URL GET URL/api.php TestUser test.csv ?user=TestUser&filename=test.csv &systemtime= &data1=4.541&data=54.35 IP error URL CSV URL/[]/[ ] URL/TestUser/test.csv 6 // ( 1 ) ( ) ( 3 ) URL ( 4 ) RecordingStorage "RecordingStorage" "usr1" "a.csv" URL WebAPI URL " URL/api.php" Raspberry Pi LED c 015 Information Processing Society of Japan 6

7 L LED LED LED LED 1 LED Raspberry Pi OS apt-get OS SD Raspberry Pi Excel [1]. [],,,, :. Vol.44, No.13, pp (003). [3], :.. Vol.004, No.100, pp (004). [4],, :.. Vol.005, No.15, pp (005). [5] Raspberry Pi Teach, Learn, and Make with Raspberry Pi. [6] Raspberry Pi Downloads - Software for the Raspberry Pi. [7] FrontPage - Raspbian. [8] Raspbian Release Notes. notes.txt [9] Raspberry Pi on sale now at $35. [10] : (008). [11] : (010). 7. Raspberry Pi GPIO LED CSV c 015 Information Processing Society of Japan 7

Arduino をドリトルから制御する教材の試行鈴木裕貴 1

Arduino をドリトルから制御する教材の試行鈴木裕貴 1 Arduino をドリトルから制御する教材の試行鈴木裕貴 1 目次 1. はじめに 1.1. 背景と目的 1.2. ScratchとViscuit 1.3. ドリトル 2. 準備 2.1. ArduinoとRaspberry Pi 3. 演習内容 3.1. ドリトル 3.2. 指導内容例 4. まとめ 2 1. はじめに ( 背景 ) 原理理解活用社会 3 1. はじめに ( 背景 ) 原理