第4章 GPS，センサ，Bluetooth…使ってみた レッスン 4 かったあのICやモジュールをつなぐ 3 大定番インターフェース I2C， SPI， UART の動かし方 砂川 寛行 さまざまな IC やモジュールの制御には，シリア ル・インターフェースが便利です．これを自在に使 えるようになれば，Linux コンピュータに GPS モジ ュール，温度センサ，加速度センサなどをつないで 動かし放題にできます． ラズベリー・パイには搭載されていない，A−D コ ン バ ー タ や D− A コ ン バ ー タ を 後 付 け し た り， GPIO の数を増やしたりできます． ここでは，UART，SPI，I2C を動かせるライブラ リ WiringPi を利用して，次の IC やモジュールを動か してみます． ① UART を使う：GPS，Arduino や USB シリアル 変換モジュールとの接続 ② I2C を使う：A−D コンバータ，D−A コンバータ， ディジタル・ポテンショメータ，I/O エキスパン ダ，ディジタル・シンセサイザ ③ SPI を使う：A−D コンバータ ④ 応用製作 UART を動かす ラズベリー・パイは，UART がすぐに使えます． マイコンの定番シリアル通信といえば UART です． 古くから RS−232−C で使われてきました．産業用機 VCC 5V GPS モジュール 2ピン ラズベリー・パイ TxD RxD GND GND 10ピン 9ピン 図 1 ラズベリー・パイに GPS モジュールを接続する 146 Hiroyuki Sunagawa 器では現役で，少し前までは一般的なパソコンにも標 準で搭載されていました． RS − 232 − C を TTL レ ベ ル 変 換 し て， マ イ コ ン の UART ポートに接続するのが定石でしたが，最近の パソコンは RS−232−C ポートを搭載していません． そこで，USB−シリアル（UART）変換モジュールを使 用して，パソコンとマイコンを接続して通信させるこ とが多かったのです． ● GPS モジュールのデータを受信してみる GPS モジュールの多くは，UART インターフェー スを備えており，マイコンの UART ポートに接続す れば，簡単にデータを受信できます．GPS モジュール は，NMEA フォーマットで緯度や経度，GMT 時間な どを出力します． ラズベリー・パイの UART ポートに GPS モジュー ルを接続して，GPS データを受信してみます（図 1）． 4_1_list12.py の UART で受信した文字列を表示す るプログラムは，受信した GPS データ（NMEA データ） をひたすら表示します． GPS モジュールから空が見えないような環境では， 衛星を補足できないことがあるので，出力されるのは， 欠落のあるデータです． ● USB ポートを使用して通信する Arduino や USB − シ リ ア ル 変 換 モ ジ ュ ー ル な ど， USB ポートを使用して通信してみます． 本誌 2016 年 3 月号で紹介した，Arduino Pro Mini 互換機で作製した電流・電圧・温度ロガー（写真 1）を USB で接続して，ログ・データを受信してみます． ▶USB−シリアル変換を増設 前述の USB−シリアル （UART）変換モジュールは， ラズベリー・パイでも利用できます． ラズベリー・パイで自由に使えるUART ポートは，1 個しかありません．コンソール出力としてすでに使用さ れている場合は，UART ポートは使えなくなります． UART ポートが足りない場合，USB−シリアル変換モジ ※記事の Python プログラムは，http://toragi.cqpub.co.jp/tabid/795/Default. aspx からダウンロードしてください． 2016 年 6 月号
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