Moonmile Solutions Blog

無事、RasPi2 上で Hello world が出せたので、今度は Lチカをやってみます。Lチカ等のサンプルは、win-iot の github にあって、https://github.com/ms-iot/samples/tree/develop/Blinky/CS なところに C# のサンプルコードがあります。RasPi2 で Windows 10 IoT を使う利点としては、画面上に何か出すの非常に簡単（ストアアプリと同じように XAML を書けばよい）が挙げられます。いまのところ、HDMI 経由のサンプルしかないのですが、そのうちキャラクタ液晶に出力するサンプルも出るかもしれません。

Raspberry Pi 2 のピン

Windows IoT – RPi2 Pin Mappings にマッピングが表示されています。以下にそのまま引用します。

ここの GPIO x のところにピンを差して Lチカをします。Arduino と違ってオスピンになっているので、ジャンパーピンのオス・メスを使わないといけないところなのですが、面倒なので HDD で使われているフラットケーブルを使います。こんな風に、フラットケーブルを差しておくと、普通のオス・オスのピンが使えるようになります（左右が逆になるので注意が必要ですが）。Raspberry Pi 電子工作レシピ に載っていた方法です。

ここでは、GPIO 13 と GPIO 26 に繋げて交互に Lチカをさせています。

Lチカのソースコード

さっくりとワンソースで書くとこんな感じになります。

public sealed partial class MainPage : Page
{
    public MainPage()
    {
        this.InitializeComponent();
        this.Loaded += MainPage_Loaded;
    }

    private void MainPage_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        /// プログラム開始
        main();
    }

    const int LED1_PIN = 13;
    const int LED2_PIN = 26;

    /// <summary>
    /// メインループ
    /// </summary>
    void main()
    {
        var gpio = GpioController.GetDefault();
        var LED1 = gpio.OpenPin(LED1_PIN);
        var LED2 = gpio.OpenPin(LED2_PIN);

        LED1.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        LED2.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        LED1.Write(GpioPinValue.Low);
        LED2.Write(GpioPinValue.Low);

        new Task( async () => {
            while( true )
            {
                LED1.Write(GpioPinValue.High);
                await Task.Delay(500);
                LED1.Write(GpioPinValue.Low);
                await Task.Delay(500);
                LED2.Write(GpioPinValue.High);
                await Task.Delay(500);
                LED2.Write(GpioPinValue.Low);
                await Task.Delay(500);
            }
        }).Start();
    }
}

1. using Windows.Devices.Gpio;　で名前空間を指定する。
2. gpio.OpenPin で指定ピンをオープンする
3. SetDriveMode で、出力（GpioPinDriveMode.Output）に設定する。
4. 初期値は、消えている状態（GpioPinValue.Low）にしておく。
5. Task クラスを使って、スレッドでぐるぐる廻します。間隔は Task.Delay が使えます。

C# を使うと、Task も使えるしラムダ式も使えるし簡単ですね。普通のストアアプリのように書くことができます（実は、.NET micro でも同じように書けます）。Visual Studio を使うとデバッグで一時停止させることもできるので、途中で値を確認することが可能です。

わざわざ、this.Loaded の時に Lチカを開始しているのは、今後画面アクセスをするときの開始タイミングをずらすためです。MainPage のコンストラクタで開始をしてしまうと、画面表示をしようとしてもまだ画面が作成させていない場合があるからですね。このあたりは、WPFやストアアプリと同じノウハウが使えます。

TA7267BP を使ってモーター制御をする

Lチカだけだとつまらないので、もう少しだけやっておきます。本当は、Raspberry Pi のモーター制御用のハット（Arduino のシールド）を使いたかったのですが、どうやら Windows 10 IoT の場合は、SPI 用のピンを GPIO のピンに差し換えできるような仕組みはないらしく、手元のハットが使えませんでした。仕方がないので、手元にあるモータードライバーで動作確認だけやっておきます。

配線はこんな感じで、モータードライバーを GPIO 5 と 6 を使って制御します。GPIO 5 が ON の時にはモーターが前進、GPIO 6 が ON のときはモーターが後進するようにプログラムを作ります。TA7267BP 自体は、ロジックの電源とモーターを流すための電源とを別々に取れるのですが、ここでは面倒なので、両方とも RasPi から取るようにしています。本来はコンデンサを挟まないといけないところですが、実験なのでこのままで。

モーター制御するコード

先に動かした LED のコードにモーター制御のコードを追加していきます。

public sealed partial class MainPage : Page
{
    public MainPage()
    {
        this.InitializeComponent();
        this.Loaded += MainPage_Loaded;
    }

    private void MainPage_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        /// プログラム開始
        main();
    }

    const int IN1_PIN = 5;
    const int IN2_PIN = 6;
    const int LED1_PIN = 13;
    const int LED2_PIN = 26;

    /// <summary>
    /// メインループ
    /// </summary>
    void main()
    {
        var gpio = GpioController.GetDefault();
        var LED1 = gpio.OpenPin(LED1_PIN);
        var LED2 = gpio.OpenPin(LED2_PIN);
        var IN1 = gpio.OpenPin(IN1_PIN);
        var IN2 = gpio.OpenPin(IN2_PIN);

        LED1.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        LED2.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        LED1.Write(GpioPinValue.Low);
        LED2.Write(GpioPinValue.Low);
        IN1.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        IN2.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);
        IN1.Write(GpioPinValue.Low);
        IN2.Write(GpioPinValue.Low);

        new Task( async () => {

            while( true )
            {
                LED1.Write(GpioPinValue.High);
                IN1.Write(GpioPinValue.High);
                await Task.Delay(500);
                LED1.Write(GpioPinValue.Low);
                IN1.Write(GpioPinValue.Low);
                await Task.Delay(500);
                LED2.Write(GpioPinValue.High);
                IN2.Write(GpioPinValue.High);
                await Task.Delay(500);
                LED2.Write(GpioPinValue.Low);
                IN2.Write(GpioPinValue.Low);
                await Task.Delay(500);
            }
        }).Start();
    }
}

やっていることはLチカと変わりませんね。モーターを制御する IN1/2 が両方ONにならないように注意すれば、モーターの正反転が簡単にできます。ここでは一つだけのモーターを使いましたが、2つ制御できれば車輪を使ったロボットが動かせるわけです。

無線化をする

このままだと常に有線LANがつながった状態になるので、無線化をします。xbox のコントローラーを使うか、Bluetooth でスマートフォンから制御するか、は後から調べることになるのですが、ms-iot のサンプルを見る限り、既に xbox コントローラで動かしたサンプルがあるので、それを流用すると楽かもしれません。ということで、こっちのほうは後日。

詳細は、公式 Windows IoT – Get Started と、翻訳 Raspberry Pi 2へのWindows 10 IoT Core Insider Preview版のインストール方法 ≫ DesignSpark を見てもらうとして、RasPi に Windows IoT を乗せるときに躓きそうな点を補足しておきます。

micro SD カードに Windows IoT Core を焼く

Widows 10 が乗るのは、Raspberry Pi 2 のみで、それ以前のものはダメな訳ですが、Get Started からダウンロードできる、Windows_IoT_Core_RPI2_BUILD.zip の中にある Flash.ffu ファイルを焼くことができるのは Windows 10 TP だけです。Raspberry Pi に Linux を入れるときに Win32DiskImager などを使っていると思うのですが（Linux のコマンドを使って書き込むこともできます）、Windows IoT の場合は、Windows 10 にある dism コマンドというものを使います。

diskpart
list disk

を使って、ここに出てくるドライブの番号（micro SDカードのドライブ番号）を使って、dism.exe /Apply-Image /ImageFile:flash.ffu /ApplyDrive:\\.\PhysicalDriveN /SkipPlatformCheck のように書き込みます（PhysicalDriveN の部分は、ドライブ番号に従って、PhysicalDrive3 のように書き換えます）この時、Windows 8.1 にある dism コマンドには /ApplyDrive スイッチがなくて書き込めないのです。この /ApplyDrive スイッチは、Windows 10 TP にしかありません。公式サイトには、最新の Windows TP より高いものと書いてありますが、ちょっと前のバージョンでも大丈夫でした。

朗報です、VMWare Player に Windows 10 TP を入れて micro SD カードをドライブとして認識させてから、同じように dism コマンドを使って書き込むことができます。これで、実機の Windows 10 がなくても RasPi に Windows 10 IoT が入れられます。

ちなみに、一度書き込んだ micro SD カードを Win32DiskImager でバックアップを取って、再び書き込むと正常に動作しました。なので、雛形の SD カードを作っておいて、コピーを取って増産することは可能です。

Windows 10 IoT Core を起動する

PC から micro SD カードを焼いたら、Rapberry Pi 2 に差し込んで起動します。Boot Windows 10 IoT Core Insider Preview にある通り、

• micro SD カード
• LAN ケーブル
• HDMI ケーブル
• 電源用の USB ケーブル

を差して起動します。スターンドアローンなのだから、と思って LAN ケーブルを差し込まずに立ち上げると、起動に失敗します。リモートデバッグ用のサービスが常に立ち上げって来るためか、IP が必ず必要になります。ただし、２度目以降の場合には、LAN ケーブルがなくてもうまく立ち上げります。

USB コネクタにマウスを差しても無反応です。Raspberry Pi のサイトでは xbox のコントローラを差しているシーンがあるので、後からの設定で可能かもしれません。

初回の起動は時間がかかって 2,3 分かかります。何度か真っ黒な画面になりますが、右上にカラー指標の表示が出ていれば大丈夫です。

Windows IoT Core Watcher で接続する

このままでは何もできないので、RasPi に接続します。接続する方法は2種類あって、

• Windows IoT Core Watcher
• PowerShell

があります。Windows IoT Core Watcher は、Windows 8.1 のブラウザ（Windows 10 の H” を使っても ok です）を使ってアプリをデプロイしたり、プロセスを見たりできます。PowerShell のほうは、普通にリモートログインする方法なので、通常の Windows サーバーと同じように扱えます（中身は違うでしょうが、コマンド自体は大体同じはずです）。

Windows_IoT_Core_RPI2_BUILD.zip を解凍したときの、WindowsDeveloperProgramForIoT.msi を実行すると、Windows IoT Core Watcher がインストールできます。RasPi にインストールした状態では、ホスト名が minwinpc になっているので、ping 等で確認すればよいでしょう。公式サイトにたくさんの minwinpc が並んでいるのはネットワーク上にたくさんの RasPi があるからです。

注）Windows 10 IP + Visual Studio 2015 RC の環境や、素の Windows 8.1 の環境に入れても、この画面がでないことがあります。この場合は http://minwinpc/ を直接開けば大丈夫です。つまりは、80 ポートがマネージャ用に常に利用されているということです。

あるいは、

Raspberry Pi ? View topic – WindowsIoTCoreWatcher
https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=105&t=109192

を参考にして、

sn -Vr WindowsIoTCoreWatcher.exe
corflags WindowsIoTCoreWatcher.exe /32BIT+ /FORCE

を実行してください。64bit版の Windows の場合に上記の現象が発生するとのこと（おそらく、MS開発者の環境が 32bit なのでは？という推測がw）

繋げたい RasPi を選択して、右クリックから Web Browser Here を選択すると、B Web Management というのが開かれます。アプリのデプロイ用の画面やパフォーマンス、プロセスを見ることができます。

左上にシャットダウンや再起動のボタンがあるので、これを利用すればよいでしょう。画面自体はマウスが効かないので、触れないので。まあ、所詮マイコンレベルなので、USB 給電のケーブルをぶちッと抜いても大丈夫です。たまにファイルが壊れるようですが、だいたいが復旧してくれます。

PowerShell でログインする

Windows IoT – Use PowerShell to connect to a Windows IoT Core device. のようにすると、PowerShell を使って RasPi に接続できます。この例では Windows 10 TP からになっていますが、Windows 8.1 からでも大丈夫です。

初期のホスト名は minwinpc なので

Set-Item WSMan:\localhost\Client\TrustedHosts -Value minwinpc
net start WinRM
Enter-PsSession -ComputerName minwinpc -Credential minwinpc\Administrator

とすると、管理者権限でログインができます。パスワードの初期値は、p@ssw0rd です。

Hello World を作る

IoT 絡みの最初としては Lチカなので、https://github.com/ms-iot/samples の Blinky を動かしても良いのですが、あえて Hello world. を動かしてみます。基本的なところは Windows IoT – HelloWorld にある通りですね。

Windows 8.1 に Visual Studio 2015 RC を入れます。Windows ストアアプリを作らないのであえば、Windows 8.1 でも大丈夫です。シミュレータ上で動かすので、Windows Phone 10 のアプリは作れるようですね。

.Net micro のようにテンプレートが分かれていないので、Windows Universal アプリで作ります。

ペタペタと Hello World のボタンとラベルを貼って、ボタンをクリックしたときのイベントを書きます。実際には RasPi からボタンをクリックできないのですが（多分、USB が反応していないだけだと思う）、まあ一通り作ります。

RasPi への動作は「リモートコンピュータ」で、RasPi のホスト名「minwinpc」を指定すれば ok です。このとき、Windows 認証のチェックを外しておきます。もうひとつ、ソリューションプラットフォームを「ARM」にします。RasPi では CPU が ARM なので、初期値の x86 では動きません。

うまくビルドとデプロイが成功すると、HDMI 接続されているディスプレイに Hello world が表示されます。

Lチカの準備をする

Windows IoT – Blinky Sample を見ながらプログラムを組んでいきます。新規にプロジェクトを作るときは参照設定で、Windows IoT Extension SDK を入れておきます。

netduino を使って .net micro を扱ったことのある方は、だいたい似たような感じになっていることが分かるでしょう。Windows.Devices.Gpio 名前空間で GPIO の LOW/HIGH を設定すれば、そのまま完成です。タイマーイベントとか、タクトスイッチのイベントにはラムダ式を使えるので、そのあたりでは C# が便利です。

ひとまず、Netduino で作った TA7291P モータードライブを Netduino でリモート制御する | Moonmile Solutions Blog を、RasPi に直していこうかなと思っています。出来上がったら、ぼちぼちと追記していきますので。

追記

• Win IoT on RasPi で Lチカとモーター制御