基本動作例４： EPICS-Arduinoによる LED-PWM 調光制御¶

検証目標¶

ハードウェア（Arduino）の出力状態をPWM制御する検証．

前提条件¶

前回同様．
PWMでLEDを調光する．

Arduinoプログラム：（PWM 制御）の転送¶

シリアル制御（USB）から、明るさ信号を送信し、PWM制御する．
Arduino プログラムは以下である．

arduino_LEDcontrol_02.ino¶

// arduino PWM output program //

int    pin_LED    = 5;
int    usb_bpm    = 19200;

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

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  
  if ( Serial.available() > 0 ){
    int iRecv = Serial.parseInt();
    if ( iRecv > 255 ){
      iRecv = 255;
    } else if ( iRecv < 0 ){
      iRecv = 0;
    }
    analogWrite( pin_LED, iRecv );
  }
}

pythonからの制御テストコードは以下である．

test__pwmLED.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 PWM control value ( 0 < val < 255, or type quit ) >>> ", end="" )
        int_cmd   = input()
        byte_cmd  = bytes( int_cmd, encoding="ascii" )
        
        if ( int_cmd == "quit" ): 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、pwmLEDとする．
また、.dbやレコード名などは、全てpwmLED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. "pwmLEDApp" 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/pwmLED.proto として作成する．
5. IOC初期化スクリプト( iocBoot/iocpwmLED/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/pwmLED
$ cd  ~/epics/app/pwmLED
$ makeBaseApp.pl -t ioc pwmLED
$ makeBaseApp.pl -i -t ioc pwmLED

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/pwmLED/pwmLEDApp/Db/pwmLED.dbを作成する．

pwmLED.db¶

record( stringout, "epics:pwmLED" )
{
  field( DESC, "pwm of LED" )
  field( DTYP, "stream" )
  field( OUT , "@pwmLED.proto putval PS1")
  field( SCAN, "I/O Intr" )
}

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

DB += pwmLED.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、 "pwmLEDApp/src/Makefile" に記載し、コンパイルできるようにする．
```
@ pwmLEDApp/src/Makefile

pwmLED_DBD  += stream.dbd
pwmLED_DBD  += asyn.dbd
pwmLED_DBD  += drvAsynSerialPort.dbd

pwmLED_LIBS += stream
pwmLED_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/pwmLED/protocols
```
pwmLED.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/iocpwmLED/st.cmd ) に、以下の情報を記載する．

st.cmd¶
#!../../bin/linux-arm/pwmLED

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

< envPaths
epicsEnvSet("STREAM_PROTOCOL_PATH", ".:../../protocols")

cd "${TOP}"

## Register all support components
dbLoadDatabase "dbd/pwmLED.dbd"
pwmLED_registerRecordDeviceDriver pdbbase

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

dbLoadRecords( "db/pwmLED.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/pwmLED/iocBoot/iocpwmLED/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/pwmLED/
$ make distclean
$ make

初期化スクリプトを実行する．

$ cd $HOME/epics/app/pwmLED/iocBoot/iocpwmLED/
$ sudo ./st.cmd

LEDのPWM制御状況の確認¶

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:pwmLED 0   ( H も可 )
epics@raspberrypi: ~ $ caput epics:pwmLED 10  ( H も可 )
epics@raspberrypi: ~ $ caput epics:pwmLED 20  ( H も可 )
epics@raspberrypi: ~ $ caput epics:pwmLED 240 ( H も可 )

明るさが変更されることを確認した．

OPI（手元macOS）からのCA¶

pyEpicsからCA．

$ python3
>>> import epics
>>> epics.caput( "epics:pwmLED",  10 )
>>> epics.caput( "epics:pwmLED", 240 )

OPIからIOCを介して、 "LEDのPWM制御" 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 )
Arduino PWM 制御 ( https://deviceplus.jp/arduino/how-to-control-led-with-arduino-pwm/ )

基本動作例４： EPICS-Arduinoによる LED-PWM 調光制御¶

検証目標¶

前提条件¶

Arduinoプログラム：（PWM 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¶

LEDのPWM制御状況の確認¶

ローカルからのcamonitor¶

OPI（手元macOS）からのCA¶

参考URL¶

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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¶

LEDのPWM制御状況の確認¶

ローカルからのcamonitor¶

OPI（手元macOS）からのCA¶

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