[[FrontPage]]
Funnel勉強中。まとめてみる。
- 公開 -- [[kazushi]] &new{2008-09-11 (木) 21:12:23};
- IMU 5 DOFモジュールのセットアップ方法を追加 -- [[kazushi]] &new{2008-09-14 (日) 16:54:56};
- Funnel 008b5用にXBee単体での方法を更新 -- [[kazushi]] &new{2008-09-18 (木) 14:19:18};
- FIOv1.3とFunnel009用に更新 -- [[kazushi]] &new{2009-04-24 (金) 14:56:51};
#comment
*Funnel [#i2989870]
&ref("fio_v13front.jpg"); &ref("fio_v13back.jpg");~
写真はFIOv1.3+XBee(チップアンテナ型)+EIC-801+リチウムイオンポリマー電池(1000mAh)の組み合わせ~
~
2009/04/24現在のバージョンは009です。~
~
IAMASの[[小林茂:http://www.yapan.org/diary/]]先生が考案したフィジカル・コンピューティング・ツールキットが[[Gainer:http://gainer.cc/]]。その無線版。~
公式サイトは[[ここ:http://funnel.cc/]] ~
開発状況は[[ここ:http://code.google.com/p/funnel/]] ~
名前の由来は[[ここ:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%B3%E3%83%8D%E3%83%AB_(%E6%A9%9F%E5%8B%95%E6%88%A6%E5%A3%AB%E3%82%AC%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%A0)#.E3.83.95.E3.82.A1.E3.83.B3.E3.83.8D.E3.83.AB]] ~
**動作モデル [#ub9d0d3b]
Funnel専用I/Oモジュール(Fio)だけなく、XBee, Gainer, ArdinoなどいろいろなI/Oモジュールを利用できる。基本的にどれもXBee経由。よって、
-XBee単体
-XBee+Fio
の２つでやってみた。~
~
***XIO(XBee単体) [#v392bc2a]
PC<-USB->(エクスプローラUSB(XBee)) ------ (XBee)~
&ref("explorer_usb_s.JPG"); ------ &ref("xbee_valicon_s.jpg");~
利点)fioなしで始められる。コンパクト~
欠点)ポート数が少ない。電源を制作しなければならない。そのままではブレッドボードに刺さらない。~
-XBeeとは
シリアルポート接続によるPCのデータを送受信する無線モジュール。使い方は[[ここ:http://www.alpha-denshi.co.jp/seihin/toriatukai/Digi/TechDB/]]~
***XBee+Fio [#a2c9ba84]
PC<-USB->(エクスプローラUSB(XBee)) ------ ((XBee)Fio)~
&ref("explorer_usb_s.JPG"); ------ &ref("fio_valicon_s.JPG");~
利点)ポートが多い。電源がある。ブレッドボードに刺さる。~
欠点)XIOより大きい。~
-FIOとは
Funnel I/Oのこと。GainerにGainerI/OがあるようにFunnelにFunnelI/Oがある。~
*FIO [#r54123f4]
&color(red){※この情報は2009/04/24時点のものです。};~
&color(red){※XBeeの抜き差しや配線の変更は必ず電源を切って行うこと。};~
&color(red){※リチウムリチウムイオンポリマー電池の取り扱いには十分注意すること。[[間違えると発火・爆発します:http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=48]]};~
***ハードウェアの準備 [#cca48a71]
http://funnel.cc/Hardware/FIO
をよく読んでそろえる。私が購入したものは以下のとおり~
-[[FIOボード:http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=123]] x 1個
-[[XBee無線モデム（802.15.4モデル):http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=96]] x 2個
-[[XBee Explorer USB(XBee⇔USB変換モジュール):http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=30]] x 1個
-[[リチウムイオンポリマー電池1000mAh:http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=48]] x 1個
-[[ピンヘッダ(14穴以上):http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=93]] x 2本
-[[ピンソケット(14穴以上):http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00241/]] x 2本
-USBケーブル（A⇔mini-B）x 1本
-[[ブレッドボードEIC-801:http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00315/]] x 1枚
-[[ジャンプワイヤ:http://www.sunhayato.co.jp/products/details.php?u=904&id=06064]] x 数本
~
***半田付け [#r67e9953]
1.FIOは購入直後はピンソケットがないので用意して半田付けする。~
2.FIO：電源スイッチ近くのはんだジャンパを閉じる。~
&ref("http://farm4.static.flickr.com/3379/3214685928_25d0ae6111_m.jpg");~
3.XBee Explorer USBまたはXBee starter kit：RTSとD3の間をジャンパで接続する。~
&ref("http://farm4.static.flickr.com/3307/3214685994_3d3fd6d333_m.jpg");~
~
***電池の充電 [#s02b717e]
一晩待つ^^;
~
***ソフトウェアの入手 [#xb14ac7b]
以下はWindows用。macの場合は公式サイトを参照のこと。ダウンロードしたら解凍する。40002637_c.exeはインストールする。~
-funnel_009.zip
-processing-1.0.3.zip
-arduino-0015-win.zip
-40002637_c.exe(X-CTU v5.1.4.1)
~
***XBeeのファームウェアの設定 [#x437eeb1]
1.XBeeエクスプローラとUSBケーブルを使ってXBeeをUSBに接続。~
2.(あれ？別途ドライバ必要だったっけ？)~
3.コントロールパネル＞システム＞デバイスマネージャにてポート(COMとLPT)にUSB Serial Portが正常に表示されていることを確認。この場合はCOM7。~
4.ついでにCOMポート設定を変更しておく。（Windowsのみ）~
4.1. デバイスマネージャからCOMポートのプロパティを表示する~
4.2. 「詳細設定」ボタンを押して設定画面を開く~
4.3. 「その他のオプション」で「クローズ時のRTS設定」をチェックする~
5.X-CTUを起動。~
6.modem configurationのreadを押してXBeeの接続を確認。ここでファームウェアが1.0.C.Dではなかったらwriteしてファームウェアをアップデート。~
7.hardware/fio/xbee/coordinator_auto_reset.proをloadしてコーディネータ（PCに接続した）側にアップロード~
8.XBeeを交換。~
9.modem configurationのreadを押してXBeeの接続を確認。ここでファームウェアが1.0.C.Dではなかったらwriteしてファームウェアをアップデート。~
10.hardware/fio/xbee/enddevice.proをエンドデバイス（FIOに搭載した）側にアップロード~
11.XBeeを交換。~
※この設定ファイルではPAN IDは1234,コーディネータIDは0,エンドデバイスIDは1になっている。複数で勉強するときはこれらの値を必要に応じて変える。
~
***FIOのファームウェアの設定 [#ub9b97ac]
1.FIOにエンドデバイス側に設定したXBeeを付ける。向きに注意！~
2.XBeeエクスプローラとUSBケーブルを使ってコーディネータ側XBeeをUSBに接続。~
3.Arduino-0015を起動~
※vistaでrduino-0015が動かない場合はフォルダ内のjavaディレクトリを削除する。vistaにjavaが入っていれば起動する。入っていなければvista対応のjavaを別途入手する。~
4.Tools/Board/Arduino Pro or Pro Mini (8MHz)を選択する~
5.Tools/Serial Portで適切なシリアルポートを選択する~
6.File/Sketchbook/Openからfunnel_009/hardware/fio/firmware/FioStandardFirmata/FioStandardFirmata.pdeを開く。~
7.FIOの電源を入れる。~
8.すぐにUploadボタンを押してファームウェアをアップロード~
※結構失敗します。シリアルポートの速度(19200が適当のはず)などを確認してうまくいくまで何回も試してみる。~
9.FIOの電源を切る。~
~
***Funnel Serverの設定 [#v8c0daa6]
1.funnel_009/serverのsettings.txtを以下のようにする。~
server:
port: 9000
io:
type: Fio
port: COM7
baudrate: 19200
※シリアルポートは各自の環境によって変わります。~
2.FIOの電源を入れる。~
4.Funnel Server.exeを起動する。正常に起動していれば~
Funnel 009 BETA (r588)
I/Oモジュールと接続中です…
baudrate: 19200
I/Oモジュールと接続が完了しました：COM7
API MODE: 2
FIRMWARE VERSION: 10CD (XBee 802.15.4)
PAN ID: 1234
SOURCE ADDRESS: 00
コマンドポート：サーバの起動中…
コマンドポート：サーバが起動しました：9000
Discovering nodes...
NODE: MY=1, SH=13a200, SL=40526a6c, dB=45, NI='FIO #1'
Firmata Protocol Version: 2.0
Discovering nodes...
と表示される。~
※特にFirmata Protocol Version: 2.0が表示されているか確認。~
***ソフトウェアライブラリの設定（Processing） [#x467d294]
1.Processing1.0.3を起動。ホームディレクトリにProcessingフォルダができていることを確認。~
2.Processing/libraries/funnel/libraryを作成しfunnel_009/libraries/processing/libraryの中身をコピーする。~
3.Processing/libraries/funnel/library/settings.fio.txtを~
server:
port: 9000
io:
type: Fio
port: COM7
baudrate: 19200
としてCOMポート番号を指定する。~
※シリアルポートは各自の環境によって変わります。~
~
***シンプルスコープの起動 [#w98c42ec]
1.可変抵抗を以下のように接続する。（わかりにくいけどA0ピン）~
&ref("vr_with_fio13.jpg");~
~
2.ホームディレクトリのProcessingフォルダに以下のディレクトリを作成し以下のソースを作成する。~
SimpleScopeFIO/SimpleScopeFIO.pde~
SimpleScopeFIO/Scope.pde~
~
-SimpleScopeFIO.pdeのソースコード
#geshi(java){{
import processing.funnel.*;
final int id = 1; // end device ID
final int kChannles = 3; // the number of channels to display
Fio fio;
PFont myFont;
Scope[] scope;
void setup()
{
size(340, 35+150*kChannles);
frameRate(30);
myFont = createFont("CourierNewPSMT", 12);
textFont(myFont);
int[] moduleIDs = {id};
fio = new Fio(this, moduleIDs, Fio.FIRMATA);
scope = new Scope[kChannles];
for (int channel = 0; channel < kChannles; channel++) {
scope[channel] = new Scope(30, 35+150*channel, 200, 100, "A"+channel);
}
}
void draw()
{
background(0);
for (int channel = 0; channel < kChannles; channel++) {
scope[channel].updateAndDraw(fio.iomodule(id).analogPin(channel));
}
}
}}
-Scope.pdeのソースコード
#geshi(java){{
/**
* A simple oscilloscope class
*/
import processing.funnel.*;
class Scope {
private int l;
private int t;
private int h;
private float values[];
private int index = 0;
private int points = 200;
private String title;
Scope(int l, int t, int w, int h, String title) {
this.l = l;
this.t = t;
this.h = h;
this.points = w;
this.title = title;
values = new float[this.points];
}
public void updateAndDraw(IOModule.Pin pin) {
values[index] = pin.value;
smooth();
textSize(12);
text(title, l - 24, t - 8);
text("1.0", l - 24, t + 8);
text("0.0", l - 24, t + h);
text("val: " + pin.value, l + points + 8, t + 8);
text("max: " + pin.maximum, l + points + 8, t + 20);
text("min: " + pin.minimum, l + points + 8, t + 32);
text("avg: " + pin.average, l + points + 8, t + 44);
// draw outlines
stroke(200);
noFill();
beginShape();
vertex(l - 1, t - 1);
vertex(l + points, t - 1);
vertex(l + points, t + h);
vertex(l - 1, t + h);
endShape(CLOSE);
// draw the signal
stroke(255);
beginShape();
for (int i = 1; i < points; i++) {
vertex(l + i, t + h - values[(index + i) % points] * (float)h);
}
endShape();
index = (index + 1) % points;
}
}
}}
3.Processing1.0.3を起動。~
4.File/Sketchbookを開くとSimpleScopeFIOがあるので選択。~
5.FIOの電源を入れる。~
6.SimpleScopeFIOを起動。~
7.可変抵抗をまわすとそれに応じてA0のグラフが変化する。~
~
*XIO(XBee単体) [#md780815]
&color(red){※この情報は2008/09/18時点のものです。};~
&color(red){※XBeeの抜き差しや配線の変更は必ず電源を切って行うこと。};~
**可変抵抗でやってみた。 [#h07785d4]
*** 1.Funnel008bのダウンロード [#i1a10d10]
http://funnel.googlecode.com/files/funnel_008b5.zip ~
*** 2.ProcessingにFunnelのライブラリをインストールする [#n2e57e4e]
processingはビルド0148(2008-09-11時点の最新安定板)を使用。~
libraries/processing/library~
の~
funnel.jar~
javaosc.jar~
を~
processing-0098/libraries/funnel/library~
に入れる。（ディレクトリがなければ作成）~
*** 3.X-CTUでXbeeの値を設定する [#f3966afc]
設定に関してほかのパラメータをいじったことがあればrestoreして初期設定に戻す。~
1:1の通信を行う。~
コーディネータ（ホスト）側
ATID 1111 <-PAN(グループ)ID
ATDH 0000
ATDL 0002 <-相手のID
ATMY 0001 <-自分のID
ATAP 2 <-APIモードの設定
エンドデバイス（クライアント）側
ATID 1111 <-PAN(グループ)ID
ATDH 0000
ATDL 0001 <-相手のID
ATMY 0002 <-自分のID
ATD0 2 <-ピン20をアナログ入力AD0に設定
ATIT 5 <-ここで指定したサンプル数ごとに送信
ATIR 64 <-サンプリング間隔（0x64 = 100ms）
&color(red){レスポンスが悪い！と思ったら…};
エンドデバイス（クライアント）側
ATIT 1 <-ここで指定したサンプル数ごとに送信
ATIR 0A <-サンプリング間隔（0x0A = 10ms）
*** 4.Funnel Serverを設定する [#ub6be0b3]
settings.yamlを次のようにする~
server:
port: 9000
io:
type: XBee
com: COM3 <-ここはコーディネータをつなげているCOMポート番号を指定
baudrate: 9600
*** 5.回路を組む [#od4005fe]
&ref("xbee_valicon.jpg");~
(そのうち、ここに回路図をいれる)~
エンドデバイス側の回路を組む際の注意点~
&color(red){電源電圧は必ず2.8〜3.4Vの範囲で使用};→5Vを加えるとモジュールが破壊！~
&color(red){Vref（14番ピン）はVCC（1番ピン）に接続};→A/D変換のための基準電圧~
*** 6.ここでXBeeのコーディネータ・エンドデバイスとも電源を入れる [#vf567fde]
*** 7.Funnel Serverを起動する [#v7084a01]
以下のメッセージを確認~
Funnel 008 BETA (r465)
I/Oモジュールと接続中です…
baudrate: 9600
I/Oモジュールと接続が完了しました：COM3
Configuring the XBee module...
コマンドポート：サーバの起動中…
コマンドポート：サーバが起動しました：9000
FIRMWARE VERSION: 10a5 (XBee 802.15.4)
API MODE: 2
SOURCE ADDRESS: 01
PAN ID: 1111
-チェックポイント
--FIRMWARE VERSIONなどの情報が表示されているか？→されていなければATAPの結果を確認
*** 8.Processingを起動する [#ca085054]
以下のスケッチを作成。フォントはサンプルのものを流用する。~
#geshi(java){{
/*
analog in
*/
import processing.funnel.*;
XBee xbee;
PFont myFont;
void setup()
{
size(400,130);
myFont = loadFont("CourierNewPSMT-24.vlw");
textFont(myFont, 24);
int[] moduleIDs = {2};
xbee = new XBee(this,moduleIDs);
}
void draw()
{
background(0);
text("analogInput[0]: " + xbee.iomodule(2).port(0).value,10,80);
}
}}
*** 9.動作確認 [#p35e6827]
可変抵抗のつまみを回すと、値が0.0から1.0で変わる。ヤフー:-D~
値が震えていたりしたらエンド・デバイスの電源を切って、14番ピンに基準電圧(+3.3V)をとっているか確認すること。~
XBee単体をエンドデバイスにするとどうしても電源レギュレータも用意しないといけないので配線がややこしい。~
**ジャイロでやってみた。 [#xd9dbc94]
IMU 5 DOFモジュール~
http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=741 ~
~
*** 1.X-CTUにてエンドデバイスのXBeeの設定をかえる。 [#y8ceed4c]
ATID 1111 <-PAN(グループ)ID
ATDH 0000
ATDL 0001 <-相手のID
ATMY 0002 <-自分のID
ATIT 1 <-ここで指定したサンプル数ごとに送信
ATIR 0A <-サンプリング間隔（0x0A = 10ms）
ATD0 2 <-ピン20をアナログ入力AD0に設定
ATD1 2 <-ピン19をアナログ入力AD0に設定
ATD2 2 <-ピン18をアナログ入力AD0に設定
ATD3 2 <-ピン17をアナログ入力AD0に設定
ATD4 2 <-ピン11(注意！)をアナログ入力AD0に設定
*** 2.回路を組む [#uf6b40bf]
&ref("IMG_4010.JPG");~
XBee単体でやってみた。~
以前に比べて3.3vレギュレータと電源スイッチそして配線を整理してある。~
（そのうちここに回路図を入れる）
~
*** 3.XBeeコーディネータ・エンドデバイスとも電源を入れる [#g315301c]
&color(red){※XBeeなどの3.3vで動くモジュールには3.4v以上の電圧を与えないこと！};
~
*** 4.Funnel Serverを起動する [#v7084a01]
~
*** 5.Processingを起動する [#ca085054]
以下のスケッチを作成。フォントはサンプルのものを流用する。~
#geshi(java){{
/**
* SimpleScope XBee
*/
import processing.funnel.*;
final int kChannles = 5; // the number of channels to display
final int kPoints = 200; // the number of points to display
final int id = 2; // end device ID
XBee xbee;
PFont fixedWidthFont;
float values[][];
int index = 0;
void setup()
{
size(400, 700);
frameRate(30);
fixedWidthFont = loadFont("CourierNewPSMT-12.vlw");
values = new float[kChannles][kPoints];
for (int channel = 0; channel < kChannles; channel++) {
for (int i=0; i < kPoints; i++) {
values[channel][i] = 0;
}
}
int[] moduleIDs = { id };
xbee = new XBee(this, moduleIDs);
}
final int kLeft = 35;
final int kTop = 25;
final int kHeight = 100;
void draw()
{
background(0);
smooth();
for (int channel = 0; channel < kChannles; channel ++) {
int offset = channel * 130;
textFont(fixedWidthFont);
textSize(12);
text("analogInput(" + channel + ")", kLeft - 24, kTop - 8 + offset);
text("1.0", kLeft - 24, kTop + 8 + offset);
text("0.0", kLeft - 24, kTop + kHeight + offset);
text("val: " + xbee.iomodule(id).port(channel).value, kLeft + kPoints + 8, kTop + 8 + offset);
text("max: " + xbee.iomodule(id).port(channel).maximum, kLeft + kPoints + 8, kTop + 20 + offset);
text("min: " + xbee.iomodule(id).port(channel).minimum, kLeft + kPoints + 8, kTop + 32 + offset);
text("avg: " + xbee.iomodule(id).port(channel).average, kLeft + kPoints + 8, kTop + 44 + offset);
values[channel][index] = xbee.iomodule(id).port(channel).value;
// draw outlines
stroke(200);
noFill();
beginShape();
vertex(kLeft - 1, kTop - 1 + offset);
vertex(kLeft + kPoints, kTop - 1 + offset);
vertex(kLeft + kPoints, kTop + kHeight + offset);
vertex(kLeft - 1, kTop + kHeight + offset);
endShape(CLOSE);
// draw the signal
stroke(255);
beginShape();
for (int i = 1; i < kPoints; i++) {
vertex(kLeft + i, kTop + kHeight - values[channel][(index + i) % kPoints] * (float)kHeight + offset);
}
endShape();
}
index = (index + 1) % kPoints;
}
}}
~
*** 6.動作確認 [#hee53ed6]
ブレッドボードを大きく動かす（ここがポイント）と、それぞの値が変わる。実際に角度を出す時は得られた値を積分する（足し合わせる）ため、小さく動かしても値の変化はそれほどない。だから向きを変えたから値が変わるということではない。今回の場合は
0 -> x-accel
1 -> y-accel
2 -> z-accel
3 -> x-rate
4 -> y-rate
で、動作を確認してみた。
~
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