LinkIt Smart 7688を使ってみる

アナログ入力

LinkItにはアナログポートが有りません。
アナログデータを読むためには、A/Dコンバータが必要になります。
そこで、PCF8591を使ってアナログデータを読んでみました。
PCF8591はi2cの4チャンネル、8ビットのA/Dコンバータです。
LinkItとの接続は以下の通りです。
LinkItのfritzingパーツ図はこちらからダウンロードすることができます。

以下のコードで4チャンネル全てのアナログ値を読むことができます。

#!/usr/bin/python

              #-*- encoding: utf-8 -*-

              import mraa

              import time

              

              def bytes_to_int(bytes):

                result = 0

                for b in bytes:

                  result = result * 256 + int(b)

                return result

              

              # initialise I2C

              i2c = mraa.I2c(0)

              i2c.address(0x48)

              

              while(1):

                for channel in range(4):

                  i2c.writeReg(0x40+channel, 0x00)

                  value = i2c.read(1) # Dummy Read

                  #print bytes_to_int(value)

                  value = i2c.read(1)

                  data = bytes_to_int(value)

                  print('value={:d}'.format(data)),

                print

                time.sleep(1)

ボリュームを回すとチャンネル0の値が変化します。
チャンネル１は3.3Vなので常に255、チャンネル2は0Vなので常に0、チャンネル3は未接続なので不定です。

root@mylinkit:~# python ./pcf8591.py

              value=0 value=255 value=0 value=0

              value=0 value=255 value=0 value=1

              value=0 value=255 value=0 value=7

              value=0 value=255 value=0 value=6

              value=0 value=255 value=0 value=0

              value=0 value=255 value=0 value=0

              value=6 value=255 value=0 value=0

              value=14 value=255 value=0 value=6

              value=19 value=255 value=0 value=1

              value=23 value=255 value=0 value=0

              value=50 value=255 value=0 value=0

              value=69 value=255 value=0 value=2

              value=69 value=255 value=0 value=8

こちらにMCP3004のA/Dコンバータからアナログデータを読み取るサンプルが公開されています。
MCP3004はSPIの4チャンネル、10ビットのA/Dコンバータです。
MCP3004(4Ch)とMCP3008(8Ch)はアナログのチャネル数が違うだけで、同じ命令セットなので、
手元にあったMCP3008を使って、このまま動かしましたが、データが正しくとれません。
LinkItとの接続は以下の通りです。

Bit8 Bit9の戻ってくる場所がなんかおかしいです。
ボリュームを微妙に調整してビットパターンを調べてみました。

rxbuf= 3 11111110 11111110 00000000





















              0011111110 0254

              rxbuf= 3 11111111 11111110 00000000 0011111111 0255

              rxbuf= 3 00000000 00000001 00000000 0100000000 0256

              

              rxbuf= 3 11111111 11111111 00000000 0111111111 0511

              rxbuf= 3 00000000 00000000 10000000 1000000000 0512

              rxbuf= 3 00000001 00000000 10000000 1000000001 0513

              

              rxbuf= 3 11111111 11111110 10000000 1011111111 0767

              rxbuf= 3 00000000 00000001 10000000 1100000000 0768

              rxbuf= 3 00000001 00000001 10000000 1100000001 0769

Bit8は赤の場所、Bit9は紫の場所に戻ってくることが分かりました。
以下のソースで10Bitのアナログ値がとれます。

#!/usr/bin/python

              # Read the analog sensor value via MCP3004/3008.

              

              import mraa

              import time

              

              # initialise SPI

              dev = mraa.Spi(0)

              

              # prepare data to send

              txbuf = bytearray(3)

              txbuf[1] = 0x01

              txbuf[0] = 0x80

              #txbuf[3] = 0x00

              txbuf[2] = 0x00

              

              while True:

                # send data through SPI

                rxbuf = dev.write(txbuf)

                print "rxbuf=",

                print len(rxbuf),

                for x in range(len(rxbuf)):

                  print('{:08b}'.format(rxbuf[x])),

                #rxbuf[0]: X  X  X  X  X 
              X  X  X

                #        
              B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

                #rxbuf[1]: X  X  X  X  X 
              X  X  X

                #        
              -- -- -- -- -- -- -- B8

                #rxbuf[2]: X  X  X  X  X 
              X  X  X

                #        
              B9 -- -- -- -- -- -- --

                value = rxbuf[0]

                value = value + ((rxbuf[1] & 0x01) << 8)

                value = value + ((rxbuf[2] & 0x80) << 2)

                print('{:010b}'.format(value)),

                print('{:04d}'.format(value))

                time.sleep(0.5)

MCP3004/3008のデータシートを見ればわかりますが、このチップは、MSBのデータの後ろにLSBのデータが戻ります。

	0x01								0x80								0x00								0x00								0x00
出力	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
入力	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	b9	b8	b7	b6	b5	b4	b3	b2	b1	b0	b1	b2	b3	b4	b5	b6	b7	b8	b9	0	0	0	0	0	0	0
	無効なデータ														MSBのデータ										LSBのデータ									無効なデータ

普通はMSBのデータだけ読んで、LSBのデータは読みません。
実際に読めるデータから判断して、赤字の部分だけが読めているように思われます。
先頭の2バイトはどこに行ったのでしょうか？？

SPIのwrite()では先頭の2バイトが読めないと仮定して、MCP3002のA/Dコンバータからアナログデータを読み取ってみました。
MCP3002はSPIの2チャンネル、10ビットのA/Dコンバータです。
チャネル０のデータを読む場合、0x60でデータを読みますが、今回はLSBデータも必要なので0x68でデータを読みます。
MCP3002のデータシートを見ればわかりますが、0x68-0x00-0x00-0x00を指定した時は、MSBのデータの後ろに
LSBのデータが戻ります。

	0x68								0x00								0x00								0x00
出力	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
入力	0	0	0	0	0	0	b9	b8	b7	b6	b5	b4	b3	b2	b1	b0	b1	b2	b3	b4	b5	b6	b7	b8	b9	0	0	0	0	0	0	0
	無効なデータ						MSBのデータ										LSBのデータ									無効なデータ

先頭の2バイトが読めない場合、b0のデータが読めないので、0x68を1ビット右にシフトして0x34のコマンドを発行してみました。
普通はこのようにデータが戻るはずですが、先頭2バイトが読めないと仮定すると赤字の部分だけが戻ります。

	0x34								0x00								0x00								0x00
出力	0	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
入力	0	0	0	0	0	0	0	b9	b8	b7	b6	b5	b4	b3	b2	b1	b0	b1	b2	b3	b4	b5	b6	b7	b8	b9	0	0	0	0	0	0
	無効なデータ							MSBのデータ										LSBのデータ									無効なデータ

結果はビンゴ！！で、赤字の部分だけデータが戻ってきます。
以下のコードでチャネル0のアナログ値を読むことができました。
SPIのブロック転送はメチャクチャ怪しいです。

#!/usr/bin/python

              # Read the analog sensor value via MCP3002.

              

              import mraa

              import time

              

              def reverse_bit(value):

                value = ((value & 0x55) << 1) | ((value
              & 0xAA) >> 1)

                value = ((value & 0x33) << 2) | ((value
              & 0xCC) >> 2)

                value = (value << 4) | (value >> 4)

                return (value & 0xff)

              

              # initialise SPI

              dev = mraa.Spi(0)

              

              # prepare data to send

              txbuf = bytearray(2)

              txbuf[1] = 0x68 >> 1

              txbuf[0] = 0x00

              

              while True:

                # send data through SPI

                rxbuf = dev.write(txbuf)

                print "rxbuf=",

                print len(rxbuf),

                for x in range(len(rxbuf)):

                  print('{:08b}'.format(rxbuf[x])),

                #rxbuf[0]: X  X  X  X  X 
              X  X  X

                #        
              B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7

                #rxbuf[1]: X  X  X  X  X 
              X  X  X

                #        
              B8 B9 ?? ?? ?? ?? ?? ??

                print

                rxbuf[0] = reverse_bit(rxbuf[0])

                rxbuf[1] = reverse_bit(rxbuf[1])

                print "rxbuf(reverse)=",

                for x in range(len(rxbuf)):

                  print('{:08b}'.format(rxbuf[x])),

                value = (rxbuf[1] << 8) + rxbuf[0]

                print('{:04d}'.format(value))

                time.sleep(0.5)

続く．．．．