Raspberry Pi 3のセットアップ

Raspberry Piのプログラムを動かすためには以下をインストールする必要がある。

gccをインストール

$ sudo apt-get install build-essential

CMakeをインストール

$ sudo apt-get install cmake

開発に必要なハードウェア

ハード 製品名 値段
Raspberry Pi本体 Raspberry Pi 3 Model B 4500円
モニター Waveshare 7インチHDMI LCD タッチスクリーン ディスプレイ 10000円
HDMIケーブル なんでも（千石電商か秋月電子で買うのが確実） 300円
microSDカード 16GB以上 1500円
ACアダプタ 定格3A 5Vのもの 500円
カメラ Raspberry Pi Camera V2 3500円
キーボード マイクロソフト All-in-One Media Keyboard N9Z-00029 4000円

Raspberry Pi、モニター、HDMIケーブル、microSDカードは千石電商でまとめて買うのが楽。特にHDMIケーブルは相性の問題もあるので、店舗で買うのが安くて確実。

セットアップ方法

はじめにPreferences>Raspberry Pi Configuration>Interfaces>CameraをEnabledにしておく．Raspberry Pi公式のCamera Moduleの動作確認のためには，ターミナルでraspistill -o photo.jpg を実行すればよい．開始から数秒後に写真が撮影されるはずである．

Wifiの優先度設定とIPアドレス固定

外部サイト: RaspberryPi で複数 Wifi 環境に個別設定を行う方法

以下を試す予定。（未検証）

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=GB

network={
        ssid="????????"
        psk="????????"
        priority=0
        key_mgmt=WPA-PSK
        id_str="WifiPocketRouter1"
}

network={
        ssid="????????"
        psk="????????"
        priority=1
        key_mgmt=WPA-PSK
        id_str="LabWirelssRouterBuffaloG246E"
}

/etc/network/interfaces

auto wlan0
allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet manual
wpa-roam /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
iface default inet dhcp

iface WifiPocketRouter1 inet static
address 192.168.128.169
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.128.1


iface LabWirelessRouterBuffaloG246E inet static
address 192.168.1.101
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1

GPSデバイス

Raspberry Piに接続するGPSデバイスとしては BU-353-S4 SiRFstar IV 搭載 USB GPS レシーバ を用いる。

GPSの永続的なアクセス権変更とデバイス名固定

アクセス権とは

USBデバイスのアクセス権(permission)はマシン起動のたびに変わってしまう可能性がある。 ターミナルでは、アクセス権の変更はchmodで行えるが（chmod 666 /dev/ttyUSB0, 666は全員読み書き可能: rw-rw-rw- を意味する）、 起動のたびにアクセス権を変更していたのでは組み込みアプリケーションに使えない。 したがって、Raspberry PiではGPSデバイスのアクセス権を永続的に変更するべきである。

デバイス名とは

USBデバイスをUSBポートに接続されるとLinux上からは /dev/ttyUSB0 のように見える。 現在接続されているUSBデバイスは以下のコマンドで確認できる。

ls /dev/ttyUSB*

デバイス名は、USBポートにデバイスを差し込む順番などにより変わる可能性がある。 例えば、GPSデバイスが/dev/ttyUSB0の時もあれば、/dev/ttyUSB1の時もあるが、 デバイス名がこのように可変であるとプログラム上でシリアル通信を設定するのが困難になる。 したがって、Raspberry PiではGPSデバイスのデバイス名を固定するべきである。 より具体的には、GPSデバイスにsymbolic link(SYMLINK)を付加し、USBポートに接続されたら それがttyUSB0であろうとttyUSB1であろうとttyUSB_GPSという名前で参照できるようにする

やること

  1. GPSデバイスのidVendor, idProductの取得

    GPSデバイスを識別するために、デバイスが保有するidVendorとidProductを確認する。ターミナルでlsusb -vを実行し、デバイスのidVendorとidProductを覚えておく。

    BU-353-S4の場合は以下のようになる。 厳密には、これはPL2303 Serial Portのプロパティである。

    Attributes Value
    idVendor 067b
    idProduct 2303
    iSerial ???? (optional)

  2. udevルールを変更する

    USBデバイスの設定は /etc/udev/rules.d に格納されており、ここに新しくルールを定義する。50-myusb.rulesというファイルを作り、テキストエディタ(例えばgedit)でその内容を編集する。

    geditを起動

     $ sudo gedit /etc/udev/rules.d/50-myusb.rules

    50-myusb.rulesの内容を以下のように記述する。 なお、idVendor,idProductはそれぞれ067b,2303であったと仮定する(これはPL2303 Serial Portに該当)。

     SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="067b", ATTRS{idProduct}=="2303", GROUP="users", MODE="0666", SYMLINK+="ttyUSB_GPS"

    Using serial number (optional)

     SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="067b", ATTRS{idProduct}=="2303", ATTRS{serial}=="????", GROUP="users", MODE="0666", SYMLINK+="ttyUSB_GPS"

    意味は以下の通り

    • SUBSYSTEMS==”usb”: USBデバイス
    • ATTRS{idVendor}==”067b”: idVendorが067bのものを対象とする
    • ATTRS{idProduct}==”2303”: idProductが2303のものを対象とする
    • ATTRS{serial}=”????”
    • MODE=”0666”: 全ユーザーに対して読み書きのアクセス権を与える
    • SYMLINK+=”ttyUSB_GPS”: このデバイスにttyUSB_GPSのシンボリックリンクを付加

    Note

    • == -> condition
    • = -> insert
    • += -> append

  3. 新しいルールをロードする

    Raspberry Piを再起動するか、以下を実行してルールをリロードする。

     $ sudo udevadm trigger

  4. アクセス権が変更されていることを確認する

    ls -al /dev/ttyUSB*を実行し、以下のように表示されていれば成功である。”rw-rw-rw”はUser,Group,Other(つまり全員)に読み書き(rw: read & write)の許可を与えていることを意味する。

     crw-rw-rwT 1 root dialout 188,  ... /dev/ttyUSB0

  5. デバイス名が変更されていることを確認する

    ls -l /dev/ttyUSB*を実行する。上手くいっていれば、/dev/ttyUSB_GPS -> ttyUSB0のような表示がある。

製品のシリアル番号を使う方法

外部サイト： usb-serial のデバイスファイル名を固定する方法

Suppose idVendor is 0403. Then dmesg | grep -iC 4 0403 should give the serial number unique to the device.

USB-GPIO cable

Bus 001 Device 007: ID 0403:6015 Future Technology Devices International, Ltd Bridge(I2C/SPI/UART/FIFO) Couldn’t open device, some information will be missing Device Descriptor: bLength 18 bDescriptorType 1 bcdUSB 2.00 bDeviceClass 0 (Defined at Interface level) bDeviceSubClass 0 bDeviceProtocol 0 bMaxPacketSize0 8 idVendor 0x0403 Future Technology Devices International, Ltd idProduct 0x6015 Bridge(I2C/SPI/UART/FIFO) bcdDevice 10.00 iManufacturer 1 iProduct 2 iSerial 3 bNumConfigurations 1 Configuration Descriptor: bLength 9 bDescriptorType 2 wTotalLength 32 bNumInterfaces 1 bConfigurationValue 1 iConfiguration 0 bmAttributes 0x80 (Bus Powered) MaxPower 90mA Interface Descriptor: bLength 9 bDescriptorType 4 bInterfaceNumber 0 bAlternateSetting 0 bNumEndpoints 2 bInterfaceClass 255 Vendor Specific Class bInterfaceSubClass 255 Vendor Specific Subclass bInterfaceProtocol 255 Vendor Specific Protocol iInterface 2 Endpoint Descriptor: bLength 7 bDescriptorType 5 bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN bmAttributes 2 Transfer Type Bulk Synch Type None Usage Type Data wMaxPacketSize 0x0040 1x 64 bytes bInterval 0 Endpoint Descriptor: bLength 7 bDescriptorType 5 bEndpointAddress 0x02 EP 2 OUT bmAttributes 2 Transfer Type Bulk Synch Type None Usage Type Data wMaxPacketSize 0x0040 1x 64 bytes bInterval 0