基本動作例３： EPICS-ArduinoによるLチカ (ON/OFF) 制御¶

検証目標¶

ハードウェア（Arduino）の出力状態を遠隔制御する検証．

前提条件¶

IOCは "RaspberryPi" 、OPIは手元PCのmacOS、制御機器は "Arduino Uno" ．
Arduino-RaspberryPi間はUSB接続、RaspberryPi-mac間はLANケーブルで接続する．
Arduinoの２番端子-GND端子間に 1KΩ抵抗x2個、LEDを直列に接続する．２番端子の出力によってLEDを点灯させる．
制御モジュールとして、 "StremDevice" を使用し、その他、 asyn , "pyEpics" を適宜使用する．
作業ディレクトリ： ${HOME}/epics/app/lightupLED/ ( ${HOME}=/home/epics/ )

Arduinoプログラム１：（Lチカ：ON/OFF制御）の転送¶

シリアル制御（USB）から、ASCII文字を受け取り、文字に応じて以下の動作をする． + 文字が "H" ( ASCII:72 (10進数) ) であった場合LEDを点灯させる． + 文字が "L" ( ASCII:76 (10進数) ) であった場合LEDを消灯させる．
Arduino プログラムは以下である．
下記プログラムは、Arduino IDE を使用してArduinoへ転送しておく．（手元PCからでも勿論、可）

arduino_LEDcontrol01.ino¶

// program to control LED's luminocity by PWM.

// parameters
int pin_LED     = 2;
int powerFactor = 0.0;
int serial_bps  = 19200;
int ASCII_H     = 72;
int ASCII_L     = 76;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode( pin_LED, OUTPUT );
  Serial.begin( serial_bps );
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  
  if ( Serial.available() > 0){
    char cRecv = Serial.read();

    if ( cRecv == ASCII_H ){
      digitalWrite( pin_LED, HIGH );
    }
    else if ( cRecv == ASCII_L ){
      digitalWrite( pin_LED, LOW  );
    }
  }
} 

pythonからの制御テストコードは以下である．

test__lightupLED.py¶

# -*- coding: utf-8 -*-
import serial

com_num   = "/dev/cu.usbmodem142201"
baud_rate = 19200

def main():

    ser = serial.Serial( com_num, baud_rate, timeout=1)
    while True:

        print( " input control command, ( 'H':on, 'L':off, 'E':quit ) >>>", end="" )
        str_cmd   = input()
        byte_cmd  = bytes( str_cmd, encoding="ascii" )
        
        if ( str_cmd == "E" ): break
        ser.write( byte_cmd )
        
    ser.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

IOC構築¶

IOC構築 / テストの手順¶

アプリ名は、参考URL（下記）に従い、lightupLEDとする．
また、.dbやレコード名などは、全てlightupLEDへ統一する．
IOC-App 構築の手順は、以下である．
1. ベースアプリ の作成．
2. configure/RELEASE に共有するモジュールのインストールパスを追記．
3. "lightupLEDApp" 内のデータベース情報、及び、コンパイル用のMakefileへ追記する．
4. StreamDevice 用の プロトコル を、 protocols/lightupLED.proto として作成する．
5. IOC初期化スクリプト( iocBoot/ioclightupLED/st.cmd ) を編集し、実行可能とする．
6. make 、及び、st.cmdの実行、camonitorにより、経時変化を観察する．

以下、上記手順について詳述する．

1. ベースアプリの作成¶

makeBaseApp.plを用いたベースアプリの作成

$ mkdir -p ~/epics/app/lightupLED
$ cd  ~/epics/app/lightupLED
$ makeBaseApp.pl -t ioc lightupLED
$ makeBaseApp.pl -i -t ioc lightupLED

2. 共通コンパイル設定事項の編集 ( configure/RELEASE )¶

configure/RELEASEに、共通のコンパイル設定（モジュールの場所等、）を例えば以下のように記載する．
```
ASYN   = /home/epics/epics/support/asyn
STREAM = /home/epics/epics/support/StreamDevice
```

3. データベースファイルとコンパイルの準備¶

データベース及び使用するモジュールの情報を記載し、${HOME}/epics/app/lightupLED/lightupLEDApp/Db/lightupLED.dbを作成する．

lightupLED.db¶

record( stringout, "epics:lightupLED" )
{
  field( DESC, "var to light up LEDs" )
  field( DTYP, "stream" )
  field( OUT , "@lightupLED.proto putval PS1" )
}

データベースのコンパイル対象として、上記の"lightupLED.db"を追加．
```
@ lightupLEDApp/Db/Makefile

DB += lightupLED.db
```
その他モジュールを利用する場合は、IOCの通信コードのコンパイルに使用するモジュール情報を、 "lightupLEDApp/src/Makefile" に記載し、コンパイルできるようにする．
```
@ lightupLEDApp/src/Makefile

lightupLED_DBD  += stream.dbd
lightupLED_DBD  += asyn.dbd
lightupLED_DBD  += drvAsynSerialPort.dbd

lightupLED_LIBS += stream
lightupLED_LIBS += asyn
```

4. StreamDeviceの設定ファイル ( "protocol" )の作成¶

ディレクトリ "protocols"を作成し、StreamDeviceの入出力情報を記載する．
```
$ mkdir $HOME/epics/app/lightupLED/protocols
```
lightupLED.proto¶
```
Terminator = CR LF;

putval{
  out "%s";
}
```

5. IOC 初期化スクリプト "st.cmd" の編集¶

IOC初期化スクリプト ( iocBoot/ioclightupLED/st.cmd ) に、以下の情報を記載する．

st.cmd¶
#!../../bin/linux-arm/lightupLED

#- You may have to change lightupLED to something else
#- everywhere it appears in this file

< envPaths
# -- n.k. -- #
epicsEnvSet("STREAM_PROTOCOL_PATH", ".:../../protocols")

cd "${TOP}"

## Register all support components
dbLoadDatabase "dbd/lightupLED.dbd"
lightupLED_registerRecordDeviceDriver pdbbase

## Load record instances
#dbLoadRecords("db/xxx.db","user=epics")

# -- n.k. -- #
dbLoadRecords( "db/lightupLED.db" )
drvAsynSerialPortConfigure ("PS1","/dev/ttyACM0")
asynSetOption( "PS1", 0, "baud", "19200" )

cd "${TOP}/iocBoot/${IOC}"
iocInit

## Start any sequence programs
#seq sncxxx,"user=epics"
Warning

(隘路事項) dbLoadRecord, dbLoadDatabaseの順番が逆になったりすると、うまく動作しない．しかも、".db"ファイルの１行目がおかしいというエラーメッセージがでるので、ミスリーディングである．st.cmd前後の状態も確認すべきである．

スクリプトに実行権限を与えておく．

$ chmod u+x $HOME/epics/app/lightupLED/iocBoot/ioclightupLED/st.cmd

6. make 及び、初期化スクリプト "st.cmd" の実行¶

ベースディレクトリにて make する．

$ cd $HOME/epics/app/lightupLED/
$ make distclean
$ make

初期化スクリプトを実行する．

$ cd $HOME/epics/app/lightupLED/iocBoot/ioclightupLED/
$ sudo ./st.cmd

ADCの動作状況の確認¶

ローカルからのcamonitor¶

別コンソールを立ち上げて、以下コマンドを実行

epics@raspberrypi: ~ $ caput epics:lightupLED "H"      ( H も可 )

OPI（手元macOS）からのCA¶

pyEpicsからCA．

$ python3
>>> import epics
>>> epics.caput( "epics:lightupLED", "H" )

OPIからIOCを介して、 "Lチカ" を実施することができた．

参考URL¶

Arduino-EPICS サンプル ( KEK-EPICS Users JP, https://cerldev.kek.jp/trac/EpicsUsersJP/wiki/epics/arduino/simpleRead )
Github:inigoalonso/setup-epics-serial-arduino ( arduino-EPICS https://gist.github.com/inigoalonso/99d9076c672661a4b821 )
StreamDevice -protocol Files- ( https://paulscherrerinstitute.github.io/StreamDevice/protocol.html )

基本動作例３： EPICS-ArduinoによるLチカ (ON/OFF) 制御¶

検証目標¶

前提条件¶

Arduinoプログラム１：（Lチカ：ON/OFF制御）の転送¶

IOC構築¶

IOC構築 / テストの手順¶

1. ベースアプリの作成¶

2. 共通コンパイル設定事項の編集 ( configure/RELEASE )¶

3. データベースファイルとコンパイルの準備¶

4. StreamDeviceの設定ファイル ( "protocol" )の作成¶

5. IOC 初期化スクリプト "st.cmd" の編集¶

6. make 及び、初期化スクリプト "st.cmd" の実行¶

ADCの動作状況の確認¶

ローカルからのcamonitor¶

OPI（手元macOS）からのCA¶

参考URL¶

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検証目標¶

前提条件¶

Arduinoプログラム１：（Lチカ：ON/OFF制御）の転送¶

IOC構築¶

IOC構築 / テスト の手順¶

1. ベースアプリの作成¶

2. 共通コンパイル設定事項の編集 ( configure/RELEASE )¶

3. データベースファイルとコンパイルの準備¶

4. StreamDeviceの設定ファイル ( "protocol" )の作成¶

5. IOC 初期化スクリプト "st.cmd" の編集¶

6. make 及び、初期化スクリプト "st.cmd" の実行¶

ADCの動作状況の確認¶

ローカルからのcamonitor¶

OPI（手元macOS）からのCA¶

参考URL¶

IOC構築 / テストの手順¶