2012年6月26日火曜日

AVR と Arduino  (1)


 しばらくおやすみしていた電子工作の話題をアップします。
 AVR、正確にはAtmel AVR(アトメル AVR)は、Atmel社が製造している、RISCベースの8ビットマイクロコントローラ(制御用IC)製品群の総称で1996年に開発されたようです





 写真に見られるようなDIP(デュアルインラインパッケージ)のものを私は取り扱いや手配線が容易という事で、好んで使いますが、最近では機器の小型化に伴ってどんどん小さくなっています。1例として小さな4角のもの(TQFP32)を掲げました。ピン間隔が狭いですが(私の視力ではこれが配線できる限界です)、いまはこれより小さいものが主流です。
一方、性能は小さなものがむしろ向上しているのは、、、、 上の写真には数種類のAVRとともにAVRをプログラムするためのATMEL純正のAVRISPmkⅡが写っています。 このプログラマーについても自作魂が頭をもたげ、HIDaspxと呼ばれるAVRを使用したプログラマーをネット(AVR/HIDaspx 千秋ゼミを参考にさせていただき作製しました。(右写真)

 この指の上に乗る小さなコンピュータにソフトウェアを書き込まねばなりません。「コンピュータ、ソフトなければただの、、、、」とはかつて言われた事ですが、このAVRのソフト作製にはWinAVRを学習してきました。WinAVRはオープンソースのC/C++コンパイラで、無償で提供されています。(2010以降更新がないですが、、、) C言語でソフトを書き、コンパイルして、できた.hex ファイルをAVRに書き込めば作動を始めます。

Arduino  最近になってこのへんてこな名前に遭遇しました。というか、名前は以前から耳にしていたのですが、真面目に正対したのは最近、、、という事です。
 Arduino(アルドゥイーノ)その語感が示すように、イタリアで2005年に始まり、学生向けのロボット製造用安価なプロトタイピング・システムを構築することを目的にスタートしたとのことです。
 これは、AVRマイコン、入出力ポートを備えた基板、C言語風のArduino言語とそれの統合開発環境IDE, Integrated Development Environment)から構成されるシステムで、組み立て済みの基板を購入することもできますが、オープンソースハードウェアのため、ハードウェア設計情報は無料で公開されており、誰でも自分の手で Arduino を組み立てることができます。 ということで、基板を購入して、手持ちのパーツを実装して早や完成したのが上写真の上です。

右はパソコンでArduinoを立ち上げたときのスタート画面です。先ずはビギナーお定まりのLEDの点滅などスケッチ(Arduinoではプログラムの事をこう呼びます、、、イタリア的?)をかいていろいろ調べていましたが、このArduino IDEは大変すばらしいものだという事に気づきました。

 つい小さな基板に目がいってしまいますが、キモは統合開発環境IDE (Integrated Development Environment))にあったのです。これを使えば比較的容易にAVRのプログラムが出来、Arduino言語C言語に準じていますが、ほどほどに冗長性を認めており、わずかな間違いで「ERROR!!」と叱られる事は少ないです。さらに調べて驚いたのはこのIDEはファイルの奥深く?かの「WinAVR」をもっていてこれをコンパイル・エンジンにしていたのです。(わたしの少ない学習経験が生きる)
 そして最もありがたいのは、Arduinoの開発目的が学生用のロボット開発だったせいか、または全ての面でイタリアのデザインティストにあふれているせいか、世界的に、多くの若い人たちに受け入れられてアプリケーション、ライブラリの類が飛躍的に増え続けている事です。このことでフリークの世界も少しは広がるでしょうし、Arduinoを通して私も世界につながる事が出来るでしょう。

 少し長くなってしまったので 次回に続く、、、、

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