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OpenCR 1.0

イントロダクション

OpenCR1.0は、完全にオープンソースのハードウェアとソフトウェアを提供するために、ROSの組み込みシステム用に開発されました。
ボードの回路図、PCBカバー、BOM、TurtleBot3とOP3用のファームウェアのソースコードなど、ボードに関するすべてのものは、ユーザーとROSコミュニティのためにオープンソースライセンスのもとで無料で配布されています。
OpenCR1.0ボード内のSTM32F7シリーズチップは、浮動小数点演算ユニットを搭載した非常に強力なARM Cortex-M7をベースにしています。
OpenCR1.0の開発環境は、若い学生向けのArduino IDEやScratchから、エキスパート向けの従来のファームウェア開発まで幅広く対応しています。

仕様表

項目 仕様
マイクロコントローラー STM32F746ZGT6 / 32-bit ARM Cortex®-M7 with FPU (216MHz, 462DMIPS)
Reference Manual, Datasheet
センサー (廃止) 三軸ジャイロ, 三軸加速度, 三軸磁気センサ (MPU9250)
(新設) 三軸ジャイロ, 3軸加速度, デジタルモーションプロセッサー™ (ICM-20648)
プログラマー ARM Cortex 10ピン JTAG/SWD コネクター
USBデバイスファームウェア アップグレード (DFU)
シリアル
デジタルI/O 32ピン (L 14, R 18) *Arduino connectivity
5ピン OLLO x 4
GPIO x 18ピン
PWM x 6
I2C x 1
SPI x 1
アナログ入力 ADCチャンネル (最大 12bit) x 6
通信ポート USB x 1 (マイクロUSBタイプB/USB 2.0/Host/Peripheral/OTG)
TTL x 3 (B3B-EH-A / DYNAMIXEL)
RS485 x 3 ([B4B-E名称H-A] / DYNAMIXEL)
UART x 2 (20010WS-04)
CAN x 1 (20010WS-04)
LEDとボタン LD2 (red/green) : USB通信
ユーザーLED x 4 : LD3 (赤), LD4 (緑), LD5 (青)
ユーザーボタン x 2
パワーLED : LD1 (赤, 3.3 V 電源オン)
リセットボタン x 1 (ボードの電源リセット用)
電源オン/オフ スイッチ x 1
入力電源 5 V (USB VBUS), 7-24 V (バッテリーもしくはSMPS)
標準バッテリー : LI-PO 11.1V 1,800mAh 19.98Wh
標準SMPS : 12V 4.5A
RTC(リアルタイムクロック)用外部バッテリー (Molex 53047-0210)
出力電源 *12V 最大 4.5A(SMW250-02)
*5V 最小 4A(5267-02A), 3.3V@800mA(20010WS-02)
寸法 105(幅) X 75(奥行き) mm
重量 60g

注釈: ご使用の前に必ずお読みいいただき、正しくお使いください。

  • 2020年以降、MPU9250センサーはICM-20648に置き換えられ、MPU9250の生産は中止されました。
  • 5V電源は安定化された12V出力を供給することにより安定している必要があります。
  • OpenCR1.0ボードからの「ショアパワー」(12V、4.5A SMPS)と「モバイルパワー」(バッテリー)間のホットスワップ電源スイッチにより、UPS(無停電電源装置)機能が有効になります。

レイアウト/ピン配置

警告: ピン配列を確認してください DYNAMIXELのピン配列はコネクタメーカのピン配列とはことなる可能性があります。

Arduinoコネクター

OpenCRにはArduino Unoのピンに対応したコネクタが付属しています。
0~21番のピンはArduino Unoと同じピンで、それ以降はOpenCRに追加されたピンにマッピングされています。

ピン番号 関数 1 2 3 etc
0 UART RXD UART6_RX     FT
1 UART TXD UART6 TX     FT
2       EXTI_0 FT
3 PWM TIM3_CH1   EXTI_1 FT
4       EXTI_2 FT
5 PWM TIM1_CH1     FT
6 PWM TIM2_CH3     FT
7       EXTI_3 FT
8       EXTI_4 FT
9 PWM TIM9_CH2     FT
10 PWM/NSS TIM11_CH1 SPI2_NSS   FT
11 PWM/MOSI TIM12_CH2 SPI2_MOSI   FT
12 MISO   SPI2_MISO   FT
13 SCK   SPI2_SCK   FT
14 SDA   I2C1_SDA   FT
15 SCL   I2C1_SCL   FT
16 ADC A0     FT
17 ADC A1     FT
18 ADC A2     FT
19 ADC A3     FT
20 ADC A4     FT
21 ADC A5     FT

FTピンはアナログモード時を除き、5Vトレラントです。FTピンの最大注入電流は -5mA です。また、全I/O端子を合計した総出力電流は、120mA / -120mA となります。

ユーザーLED

OpenCRの追加LEDは4つのLEDで構成されており、Arduinoのピン22-25にマッピングされています。

名称 Arduinoピン ピンの名称
USER1 22 BDPIN_LED_USER_1
USER2 23 BDPIN_LED_USER_2
USER3 24 BDPIN_LED_USER_3
USER4 25 BDPIN_LED_USER_4
STS 36 BDPIN_LED_STATUS
Arduino 13 LED_BUILTIN

ディップスイッチ

Arduinoピン ピンの名称
26 BDPIN_DIP_SW_1
27 BDPIN_DIP_SW_2

GPIO

18ピンの共通GPIO拡張コネクタを持ち、ArduinoのGPIOピンにマッピングされています。下のピン番号はArduinoのピン番号です。

ピン番号 Arduinoピン ピンの名称 ピン番号 Arduinoピン ピンの名称 etc
1 - 3.3V 2 - GND -
3 50 BDPIN_GPIO_1 4 51 BDPIN_GPIO_2 FT
5 52 BDPIN_GPIO_3 6 53 BDPIN_GPIO_4 FT
7 54 BDPIN_GPIO_5 8 55 BDPIN_GPIO_6 FT
9 56 BDPIN_GPIO_7 10 57 BDPIN_GPIO_8 FT
11 58 BDPIN_GPIO_9 12 59 BDPIN_GPIO_10 FT
13 60 BDPIN_GPIO_11 14 61 BDPIN_GPIO_12 FT
15 62 BDPIN_GPIO_13 16 63 BDPIN_GPIO_14 FT
17 64 BDPIN_GPIO_15 18 65 BDPIN_GPIO_16 FT
19 66 BDPIN_GPIO_17 20 67 BDPIN_GPIO_18 FT

FTピンはアナログモード時を除き、5Vトレラントです。FTピンの最大注入電流 -5mA です。また、全I/Oピンを合計した総出力電流は、 120mA / -120mA となります。

注釈 : プルアップ/プルダウンの代表的な抵抗は40kΩです。

ROBOTIS 5-ピン コネクター

プッシュスイッチ

Arduinoピン ピンの名称
34 BDPIN_PUSH_SW_1
35 BDPIN_PUSH_SW_2

外部割り込み

外部割込みは以下のピンに割り当てられており、 attachInterrupt(EXTI_Pin, callbackFunction, Mode) マクロで使用することができます。

EXTI ピン Arduinoピン ピンの名称
0 2 -
1 3 TIM3_CH1
2 4 -
3 7 -
4 8 -
5 42 OLLO_P1_ADC
6 45 OLLO_P2_ADC
7 72 OLLO_P3_ADC
8 75 OLLO_P4_ADC
/*
  EXTI_0 is assigned to Arduino PIN 2
*/
pinmode(2, INPUT_PULLDOWN); //set Arduino Pin 2 as input with pull-down
attachInterrupt(0, changeDirection_EXIT_0, RISING);

void changeDirection_EXIT_0(void){
  Serial.println("EXIT_Interrupt! 0");
}

UART(Serial)

Classインスタンス Arduinoピン ハードウェア
Serial USB USB
Serial1 0(RX), 1(TX) USART6
Serial2 (SerialBT1) UART1 USART2
Serial3 DXL Port USART3
Serial4 (SerialBT2) UART2 UART8

注意: DYNAMIXELではSerial3を使用しているため、他のシリアルとは使い方が異なります。(詳細はDYNAMIXEL Workbenchを参照してください)。

ピンの定義

extern const Pin2PortMapArray g_Pin2PortMapArray[]=
{
  {GPIOC, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 0  UART6_RX
  {GPIOC, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 1  UART6_TX
  {GPIOG, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 0       },  // 2              EXTI_0
  {GPIOB, GPIO_PIN_4,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM3 ,   TIM_CHANNEL_1, 1       },  // 3  TIM3_CH1    EXTI_1
  {GPIOG, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 2       },  // 4              EXTI_2
  {GPIOA, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM1 ,   TIM_CHANNEL_1, NO_EXTI },  // 5  TIM1_CH1
  {GPIOA, GPIO_PIN_2,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM2 ,   TIM_CHANNEL_3, NO_EXTI },  // 6  TIM2_CH3
  {GPIOC, GPIO_PIN_1,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 3       },  // 7              EXTI_3
  {GPIOC, GPIO_PIN_2,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , 4       },  // 8              EXTI_4
  {GPIOA, GPIO_PIN_3,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM9 ,   TIM_CHANNEL_2, NO_EXTI },  // 9  TIM9_CH2
  {GPIOB, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , &hTIM11,   TIM_CHANNEL_1, NO_EXTI },  // 10 TIM11_CH1   SPI2_NSS
  {GPIOB, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , &hTIM12,   TIM_CHANNEL_2, NO_EXTI },  // 11 TIM12_CH2   SPI2_MOSI
  {GPIOB, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 12             SPI2_MISO
  {GPIOA, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 13 LED         SPI2_SCK
  {GPIOB, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 14             I2C1_SDA
  {GPIOB, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 15             I2C1_SCL

  {GPIOA, GPIO_PIN_0,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_0 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 16 A0
  {GPIOF, GPIO_PIN_10,  &hADC3,   ADC_CHANNEL_8 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 17 A1
  {GPIOF, GPIO_PIN_9,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_7 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 18 A2
  {GPIOF, GPIO_PIN_8,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_6 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 19 A3
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_5 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 20 A4
  {GPIOF, GPIO_PIN_6,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_4 , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 21 A5

  {GPIOG, GPIO_PIN_12,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 22 BDPIN_LED_USER_1
  {GPIOE, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 23 BDPIN_LED_USER_2
  {GPIOE, GPIO_PIN_4,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 24 BDPIN_LED_USER_3
  {GPIOG, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 25 BDPIN_LED_USER_4
  {GPIOG, GPIO_PIN_11,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 26 BDPIN_DIP_SW_1
  {GPIOE, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 27 BDPIN_DIP_SW_2
  {GPIOA, GPIO_PIN_4,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 28 BDPIN_SPI_CS_IMU
  {GPIOC, GPIO_PIN_0,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_10, NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 29 BDPIN_BAT_PWR_ADC
  {GPIOC, GPIO_PIN_3,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_13, NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 30
  {GPIOF, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 31 BDPIN_BUZZER
  {GPIOF, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 32 BDPIN_DXL_PWR_EN
  {GPIOG, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 33
  {GPIOG, GPIO_PIN_3,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 34 BDPIN_PUSH_SW_1
  {GPIOC, GPIO_PIN_12,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 35 BDPIN_PUSH_SW_2
  {GPIOG, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 36 BDPIN_LED_STATUS
  {GPIOA, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 37 BDPIN_SPI_CLK_IMU
  {GPIOA, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 38 BDPIN_SPI_SDO_IMU
  {GPIOB, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 39 BDPIN_SPI_SDI_IMU

  {GPIOB, GPIO_PIN_0,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 40 OLLO_P1_SIG1
  {GPIOC, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 41 OLLO_P1_SIG2
  {GPIOA, GPIO_PIN_7,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_7 , NULL   ,   NO_PWM       , 5       },  // 42 OLLO_P1_ADC    EXTI_5
  {GPIOC, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 43 OLLO_P2_SIG1
  {GPIOB, GPIO_PIN_1,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 44 OLLO_P2_SIG2
  {GPIOC, GPIO_PIN_4,   &hADC1,   ADC_CHANNEL_14, NULL   ,   NO_PWM       , 6       },  // 45 OLLO_P2_ADC    EXTI_6
  {GPIOD, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 46 OLLO_SLEEP
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 47
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 48
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 49

  {GPIOB, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 50 BDPIN_GPIO_1
  {GPIOB, GPIO_PIN_11,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 51 BDPIN_GPIO_2
  {GPIOC, GPIO_PIN_13,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 52 BDPIN_GPIO_3
  {GPIOD, GPIO_PIN_2,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 53 BDPIN_GPIO_4
  {GPIOE, GPIO_PIN_3,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 54 BDPIN_GPIO_5
  {GPIOG, GPIO_PIN_2,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 55 BDPIN_GPIO_6
  {GPIOE, GPIO_PIN_10,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 56 BDPIN_GPIO_7
  {GPIOE, GPIO_PIN_11,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 57 BDPIN_GPIO_8
  {GPIOE, GPIO_PIN_12,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 58 BDPIN_GPIO_9
  {GPIOE, GPIO_PIN_13,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 59 BDPIN_GPIO_10
  {GPIOE, GPIO_PIN_14,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 60 BDPIN_GPIO_11
  {GPIOE, GPIO_PIN_15,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 61 BDPIN_GPIO_12
  {GPIOF, GPIO_PIN_0,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 62 BDPIN_GPIO_13
  {GPIOF, GPIO_PIN_1,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 63 BDPIN_GPIO_14
  {GPIOF, GPIO_PIN_2,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 64 BDPIN_GPIO_15
  {GPIOD, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 65 BDPIN_GPIO_16
  {GPIOF, GPIO_PIN_4,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 66 BDPIN_GPIO_17
  {GPIOD, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 67 BDPIN_GPIO_18
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 68
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 69

  {GPIOF, GPIO_PIN_12,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 70 OLLO_P3_SIG1
  {GPIOF, GPIO_PIN_11,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 71 OLLO_P3_SIG2
  {GPIOF, GPIO_PIN_5,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_15, NULL   ,   NO_PWM       , 7       },  // 72 OLLO_P3_ADC    EXTI_7
  {GPIOE, GPIO_PIN_9,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 73 OLLO_P4_SIG1
  {GPIOE, GPIO_PIN_8,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 74 OLLO_P4_SIG2
  {GPIOF, GPIO_PIN_3,   &hADC3,   ADC_CHANNEL_9 , NULL   ,   NO_PWM       , 8       },  // 75 OLLO_P4_ADC    EXTI_8
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 76
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 77
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 78
  {GPIOF, GPIO_PIN_7,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 79

  {GPIOD, GPIO_PIN_6,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 80 BDPIN_UART1_RX
  {GPIOD, GPIO_PIN_5,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 81 BDPIN_UART1_TX
  {GPIOE, GPIO_PIN_0,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 82 BDPIN_UART2_RX
  {GPIOE, GPIO_PIN_1,   NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI },  // 83 BDPIN_UART2_TX

  {NULL , 0          ,  NULL,     NO_ADC        , NULL   ,   NO_PWM       , NO_EXTI }
};

Arduino IDE

Linuxにインストール

USBポートの設定

OpenCRのUSBポートがroot権限無しでArduinoスケッチをアップできるようにします。

$ wget https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/99-opencr-cdc.rules
$ sudo cp ./99-opencr-cdc.rules /etc/udev/rules.d/
$ sudo udevadm control --reload-rules
$ sudo udevadm trigger

コンパイラの設定

OpenCRライブラリは、32ビットプラットフォーム用に構築されているため、64ビットPCではArduino IDE用の32ビットコンパイラが必要になります。

$ sudo apt-get install libncurses5-dev:i386

Arduino IDE(Linux)のインストール

Arduino公式ホームページから最新版のArduino IDEをダウンロードして、インストールします。現在、OpenCRはバージョン1.6.4.以降でサービス開始予定です。

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

そして、ダウンロードしたファイルを任意のフォルダに展開し、ターミナルからインストールファイルを実行します。この場合、以下の例ではユーザーの一番上のフォルダ(~/)にtoolsというフォルダを作ります。このフォルダがArduino IDEフォルダとして機能します。

$ cd ~/tools/arduino-1.6.4
$ ./install.sh

インストールしたArduino IDEのファイルパスを、bashrcファイルのPATHという絶対パスに設定します。ここでは、geditエディタの使用を推奨します。(必要に応じて他のエディタを使用してください。) 最後にソースを作成して変更を適用します。

$ gedit ~/.bashrc
$ export PATH=$PATH:$HOME/tools/arduino-1.6.4
$ source ~/.bashrc

Arduino IDE(Linux)の実行

Linuxプラットフォーム上でArduino IDEを実行するには、ターミナルに以下のように入力します。

$ arduino

Arduino IDE(Linux)へのポーティング

環境設定

Arduino IDEを起動した後に、IDEのトップメニューにある「ファイル」→「環境設定」をクリックします。環境設定ウィンドウが表示されたら、以下のリンクをコピーして、Additional Boards Manager URLsのテキストボックスに貼り付けます。(この作業には約20分かかります)

https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/arduino/opencr_release/package_opencr_index.json

ボードマネージャーを使ってOpenCRパッケージをインストール

ツール → ボード → ボードマネージャーをクリックします。

テキストボックスにOpenCRと入力して、OpenCR by ROBOTISパッケージを検索します。見つかったら、インストールをクリックします。

インストールが終わると「INSTALLED」と表示されます。

ツール → ボードのリストにOpenCRボードが表示されるようになったかどうかを確認します。これをクリックして、OpenCRボードのソースをインポートします。

ポート設定

このステップでは、プログラムをアップロードするためのポート設定を行います。パソコンとOpenCRをUSBポートで接続してください。

ツール → ポート → /dev/ttyACM0を選択してください。

警告 : 文字列 /dev/ttyACM0 の下一桁の値 0 は USB 接続環境によって異なる場合があります。

モデムマネージャの削除

Arduino IDEでプログラミングを行い、OpenCRにプログラムをアップロードすると、OpenCRが再起動して再接続されます。同時に、Linuxのモデム関連のパッケージから、デバイスを管理するためのATコマンドが送信されます。このように、OpenCR上で接続エラーが発生していることを示していますので、このステップは事前に行っておく必要があります。

$ sudo apt-get purge modemmanager

Macにインストール

Arduino IDE(Mac)のインストール

Arduinoの公式ホームページから最新版のArduino IDEをダウンロードしてインストールします。現在、OpenCRはバージョン1.6.4以降でサービスを開始する予定です。

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Arduino IDE(Mac)の実行

MacプラットフォームでArduino IDEを実行するには、以下のようにArduino IDEのアイコンをクリックします。

Arduino IDE(Mac)へのポーティング

環境設定

Arduino IDEを起動したら、IDEのトップメニューにある「ファイル」→「環境設定」をクリックします。環境設定ウィンドウが表示されたら、以下のリンクをコピーして、Additional Boards Manager URLsのテキストボックスに貼り付けます。(この作業には約20分かかります)

https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/arduino/opencr_release/package_opencr_index.json

ボードマネージャーを使ってOpenCRパッケージをインストール

ツール → ボード→ ボードマネージャーをクリックします。
実行

テキストボックスにOpenCRと入力して、OpenCR by ROBOTISパッケージを探します。OpenCRパッケージをインストールします。
インストールが終わると「INSTALLED」と表示されます。

ツール → ボードの一覧にOpenCR Boardが表示されるようになったかどうかを確認してください。これをクリックして、OpenCR Boardのソースをインポートします。

ポート設定

このステップでは、プログラムアップロードをするためのポート設定を行います。パソコンとOpenCRをUSBポートで接続します。
ツール → ポート → /dev/cu.usbmodem1411を選択します。

注意 : PSの接続されている環境によっては、 /dev/cu.usbmodem1411 値が異なる場合があります。

Windowsにインストール

ドライバーインストール

警告 : Windows 10の場合は、このドライバーのインストールをスキップしてください。
適切なドライバーが自動的にインストールされます。

8.x以下のWindowsでOpenCRのUSBポートをシリアルポートとして使用するには、USB CDCドライバが必要です。STが提供するUSBドライバをインストールすることができます。

http://www.st.com/en/development-tools/stsw-stm32102.html

Arduino IDE(Windows)のインストール

Arduinoの公式ホームページから最新版のArduino IDEをダウンロードしてインストールします。現在、OpenCRはバージョン1.6.4以降でサービスを開始する予定です。

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Arduino IDE for Windowsにはインストール版と圧縮版がありますので、お好きな方法でインストールしてください。

Arduino IDE(Windows)へのポーティング

環境設定

Arduino IDEを起動したら、IDEのトップメニューにある「ファイル」→「環境設定」をクリックします。環境設定ウィンドウが表示されたら、以下のリンクをコピーして、Additional Boards Manager URLsのテキストボックスに貼り付けます。(この作業には約20分かかります)

https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/arduino/opencr_release/package_opencr_index.json

ボードマネージャーを使ってOpenCRパッケージをインストール

  1. ツール → ボード → ボードマネージャをクリックします。
  2. テキストボックスに OpenCR と入力して、OpenCR by ROBOTIS パッケージを検索します。見つかったら、[インストール]をクリックします。
  3. インストールが終わると、「INSTALLED」と表示されます。
  4. ール→ボードの一覧にOpenCR Boardが表示されるようになったかどうかを確認してください。これをクリックするとOpenCR Boardのソースがインポートされます。

ポート設定

このステップでは、プログラムアップロード時のポート設定を行います。パソコンとOpenCRをUSBポートで接続する必要があります。
ツール→ポート→COM1を選択します。

注意 : COM1の値は、PCに接続されている環境によって異なる場合があり 。

LED

OpenCRボードに内蔵されているLEDテストです。

コード

OpenCRには5つのLEDがあり、USER1~4とArduinoの13番ピンに接続されているLEDがあります。
USER1~4のArduinoのピン番号は以下のように定義されています。対応するピンがHigh/Lowとして出力されると、LEDが点灯/消灯します。

#define BDPIN_LED_USER_1        22
#define BDPIN_LED_USER_2        23
#define BDPIN_LED_USER_3        24
#define BDPIN_LED_USER_4        25

すべてのLEDを順次点灯、消灯するコードです。

int led_pin = 13;
int led_pin_user[4] = { BDPIN_LED_USER_1, BDPIN_LED_USER_2, BDPIN_LED_USER_3, BDPIN_LED_USER_4 };

void setup() {
  // Set up the built-in LED pin as an output:
  pinMode(led_pin, OUTPUT);
  pinMode(led_pin_user[0], OUTPUT);
  pinMode(led_pin_user[1], OUTPUT);
  pinMode(led_pin_user[2], OUTPUT);
  pinMode(led_pin_user[3], OUTPUT);
}

void loop() {
  int i;

  digitalWrite(led_pin, HIGH);  // set to as HIGH LED is turn-off
  delay(100);                   // Wait for 0.1 second
  digitalWrite(led_pin, LOW);   // set to as LOW LED is turn-on
  delay(100);                   // Wait for 0.1 second

  for( i=0; i<4; i++ )
  {
    digitalWrite(led_pin_user[i], HIGH);
    delay(100);
  }
  for( i=0; i<4; i++ )
  {
    digitalWrite(led_pin_user[i], LOW);
    delay(100);
  }
}

結果

ボタン

これは、OpenCRボードに内蔵されているBUTTONテストです。  

コード

OpenCRにはプッシュスイッチ1〜2とディップスイッチ1〜2があります。ピン番号は以下のように定義されており、そのピンのデータを入力すると現在のボタンの状態がわかります。

#define BDPIN_DIP_SW_1          26
#define BDPIN_DIP_SW_2          27
#define BDPIN_PUSH_SW_1         34
#define BDPIN_PUSH_SW_2         35

ボタンの入力状態をシリアルで出力するコードです。

void setup(){
  Serial.begin(115200);

  pinMode(BDPIN_DIP_SW_1, INPUT);
  pinMode(BDPIN_DIP_SW_2, INPUT);
  pinMode(BDPIN_PUSH_SW_1, INPUT);
  pinMode(BDPIN_PUSH_SW_2, INPUT);

}
void loop(){
  int dip_state;
  int push_state;

  dip_state  = digitalRead(BDPIN_DIP_SW_1)<<0;
  dip_state |= digitalRead(BDPIN_DIP_SW_2)<<1;

  push_state  = digitalRead(BDPIN_PUSH_SW_1)<<0;
  push_state |= digitalRead(BDPIN_PUSH_SW_2)<<1;

  Serial.print("dip_state = ");
  Serial.print(dip_state, BIN);

  Serial.print("\tpush_state = ");
  Serial.println(push_state, BIN);


  delay(100);
}

結果

ブザー

OpenCRボードに内蔵されたBUZZER関連のテストで、ArduinoのTone機能を利用しています。  

コード

OpenCRにはブザーが内蔵されており、周波数に依存して音が変化します。 また、内蔵されているブザーはArduinoのピン番号にマッピングされており、Arduinoのピン番号は以下のようになっています。Arduinoのトーン機能が移植されているので、この機能を使うことでブザーを使うことができます。

#define BDPIN_BUZZER            31

pitches.hヘッダで定義されたスケールに従ってメロディを出力します。以下のコードは、Arduino IDEで提供されている例で、OpenCRのBUZZERをピン番号のみに変更したものです。

#include "pitches.h"

// notes in the melody:
int melody[] = {
  NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
};

// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
int noteDurations[] = {
  4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
};

void setup() {
  // iterate over the notes of the melody:
  for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {

    // to calculate the note duration, take one second
    // divided by the note type.
    //e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
    int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
    tone(BDPIN_BUZZER, melody[thisNote], noteDuration);

    // to distinguish the notes, set a minimum time between them.
    // the note's duration + 30% seems to work well:
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
    delay(pauseBetweenNotes);
    // stop the tone playing:
    noTone(BDPIN_BUZZER);
  }
}

結果

PWM

OpenCRボードのArundinピンからのPWM出力テストです。

コード

OpenCRはArduino Unoと同じピン構成です。PWM出力も同じポートにマッピングされています。そのため、対応するポートにPWMのデューティー比を出力するため、analogueWriteを使用しています。分解能は0から255までの8ビットで、周波数は50KHzです。

これは6ピン全てにPWM出力を行った例です。

int pwm_pins[6] = { 3, 5, 6, 9, 10, 11 };

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  int i;
  static uint8_t pwm_out = 0;

  for( i=0; i<6; i++ )
  {
    analogWrite(pwm_pins[i], pwm_out++);
  }
  delay(100);
}

結果

EEPROM

OpenCRボートのEEPROMライブラリのテストです。

OpenCRはEEPROMメモリを持っていないので、STM32F746に内蔵されているフラッシュメモリの一部をEEPROMにエミュレートします。エミュレーションの方法はSTマイクロエレクトロニクス社から例として提供されたものです。
EEPROMとして使用する領域は、以下のように0x08010000~0x08020000です。2つのセクターが使用されています。

32ビットは1つのデータを格納するためのもので、下位16ビットは格納するデータ、上位16ビットは対応するデータのアドレスを示しています。データを保存する際には、常に新しい場所に保存されます。データ保存中に1ページを使用した場合、保存したページの最新値のみが新しいページにコピーされ、既存のページは削除されます。 その結果、フラッシュメモリの消去回数が減り、書き込み寿命が長くなります。

EEPROMライブラリを使用するにはヘッダを追加する必要があり、現在のEEPROMの最大サイズは1KBytesです。EEPROMライブラリはArduinoでサポートされているものを移植しているので、基本的な使用方法は他の既存のArduinoボードで使用されているものと同じです。詳しい使い方はAdunionのサイトを参照してください。

https://www.arduino.cc/en/Reference/EEPROM

コード

#include <EEPROM.h>

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  uint32_t tTime;
  static int i = 0;


  if( (millis()-tTime) > 100 )
  {
    Serial.print(EEPROM.read(0));
    Serial.print("\t");
    Serial.print(EEPROM.read(1));
    Serial.print("\t");
    Serial.print(EEPROM.read(2));
    Serial.println("\t");

    tTime = millis();
  }

  if (Serial.available())
  {
    uint8_t inByte = Serial.read();

    if( inByte == '1' )
    {
      EEPROM.write(0, i+1);
      EEPROM.write(1, i+2);
      EEPROM.write(2, i+3);
      i++;
    }
  }
}

結果

OP3

人型ロボットOP3では、電源やセンサー制御にOpenCRを使用しています。OP3のOpenCRのファームウェアが変更されている場合は、以下の手順でアップデートしてください。

警告 : 本製品に電源(電池やSMPS)を接続する際は、必ず電源スイッチを切ってから行ってください。

準備

OpenCRはArduino IDEを介してファームウェアの開発とダウンロードを行います。そのため、事前にArduino IDEをインストールしておき、OpenCRボードのパッケージをインストールする必要があります。以下のリンク先のドキュメントからインストールします。

OP3ファームウェアのダウンロード

  1. OpenCRのファームウェアをアップデートするには、下図のようにOP3のフロントカバーを開き、USBをPCに接続します。

  2. USB接続後にArduino IDEにて、ツール-> ボード-> OpenCRボードを選択します。
  3. ツール-> ボードが接続されているポートに変更します。
  4. Arduino IDEの例で、OP3用のファームウェアを選択します。

  5. 下図の赤丸が表示されているArduino IDEのアイコンをクリックして、ファームウェアをビルドしてダウンロードします。ダウンロードが完了すると、ファームウェアが自動的に実行されます。

OP3ファームウェアの編集

OpenCRの基本例として提供されているファームウェアは読み込み専用です。編集したい場合は、新しいフォルダに保存して作業する必要があります。

  1. OP3の例を開きます。

  2. ファイル-> 保存を選択します。

  3. 提供された例は読み取り専用なので、OKを選択して新規ファイルとして保存します。

  4. 新しいフォルダに保存して編集します。編集が完了したら、ファームウェアのビルドとダウンロードを繰り返します。

センサー

環境光センサー

OpenCRボード上での環境光センサーテストです。

コード

センサーの受け取った光に応じてLEDが順次消灯/点灯します。
明るい場所ではLEDが消灯します。暗い場所では点灯します。
このセンサはアナログセンサのため、ポートA0に接続してください。

#define BDPIN_LED_USER_1     23
#define BDPIN_LED_USER_2     24
#define BDPIN_LED_USER_3     25

光の明るさの変化に応じてLEDをON/OFFするコードです。


void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_1, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_2, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_3, OUTPUT);
}

void loop()
{
  if(analogRead(0)<200)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
  }
  else if(analogRead(0)>200 && analogRead(0)<300)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
  }
  else if(analogRead(0)>300 && analogRead(0)<400)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
  }
  else if(analogRead(0)>400 && analogRead(0)<500)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, HIGH);
  }
  Serial.println(analogRead(0), DEC);
  delay(100);
}

結果

チルトセンサー

OpenCRのチルトセンサーのテストです。

コード

チルトセンサーとLED はOpenCRに接続されており、チルトすると赤/青のLEDがON/OFF、チルトしない場合は赤/青のLEDがOFF/ONになります。
チルトセンサー、Led_blue、Led_redの信号ピンをD0、D1、D2に接続します。

#define tilt     0
#define led_blue 1
#define led_red  2

void setup()
{
  pinMode(tilt, INPUT);
  pinMode(led_blue, OUTPUT);
  pinMode(led_red, OUTPUT);
}

void loop()
{
  if(digitalRead(tilt) == HIGH)
  {
    digitalWrite(led_blue, HIGH);
    digitalWrite(led_red, LOW);
  }
  else
  {
    digitalWrite(led_blue, LOW);
    digitalWrite(led_red, HIGH);
  }
}

結果

回転センサー

OpenCRボードの回転センサーテストです。

コード

回転センサはアナログセンサで、回転角度に応じて出力値が変わります。
回転角度に応じて LED が点灯/消灯します。
信号ピンは OpenCRのA0に接続されています。

#define BDPIN_LED_USER_1        22
#define BDPIN_LED_USER_2        23
#define BDPIN_LED_USER_3        24
#define BDPIN_LED_USER_4        25
const int analogInPin = A0;
int sensorValue = 0;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_4, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_3, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_2, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_1, OUTPUT);
}

void loop()
{
  sensorValue = analogRead(analogInPin);
  Serial.print(" sensorValue : ");
  Serial.println(sensorValue);

  if(sensorValue>0 && sensorValue<50)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_4, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
  }
  if(sensorValue>50 && sensorValue<100)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_4, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, HIGH);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
  }
  if(sensorValue>100 && sensorValue<150)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_4, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
  }
  if(sensorValue>200 && sensorValue<250)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_4, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_3, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_2, LOW);
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, LOW);
  }
  delay(100);
}

結果

静電容量式タッチセンサー

OpenCRボードの静電容量式タッチセンサーテストです。

コード

センサーに手を乗せるとLEDが順次点灯/消灯し、手を離すとLEDが消灯します。
チルトセンサーはデジタルセンサーで、センサーの信号はOpenCRのD0に接続されています。

#define SensorINPUT             0
#define BDPIN_LED_USER_1        22
#define BDPIN_LED_USER_2        23
#define BDPIN_LED_USER_3        24
#define BDPIN_LED_USER_4        25

int LED[] = {BDPIN_LED_USER_1, BDPIN_LED_USER_2, BDPIN_LED_USER_3, BDPIN_LED_USER_4};
int i = 0;

void setup()
{
  pinMode(SensorINPUT, INPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_1, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_2, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_3, OUTPUT);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_4, OUTPUT);
}

void loop()
{
  if (digitalRead(SensorINPUT) == HIGH )
  {
    for(i=0; i<4; i++)
    {
      digitalWrite(LED[i], LOW);
      delay(100);
      digitalWrite(LED[i], HIGH);
    }
  }
  if (digitalRead(SensorINPUT) == LOW )
  {
    for(i=0; i<4; i++)
    {
      digitalWrite(LED[i], HIGH);
    }
  }
}

結果

炎センサー

OpenCRボードの炎センサーのテストです。

コード

炎を検知するとLEDが点灯します。
センサーの近くで火をつけると1024に近い高い値を出力します。
出力が800を超えるとLEDが点灯します。
信号はArduinoのA0に接続されています。

#define BDPIN_LED_USER_1 22
#define flame            0
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BDPIN_LED_USER_1, OUTPUT);
}

void loop()
{
  int val;
  val=analogRead(flame);

  if(val>800)
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, LOW);
  }
  else
  {
    digitalWrite(BDPIN_LED_USER_1, HIGH);
  }

  Serial.println(val,DEC);
  delay(100);
}

結果

ジョイステックセンサ

OpenCRボードでのジョイステックテストです。

コード

入力に応じて出力値を取得するのがJジョイステックです。
動き方によって変化するx、y、zの値を見ていきます。
x、y、zの信号はArduinoのA0、A1、A2に接続しています。

#define X A0
#define Y A1
#define Z A2
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
  int x,y,z;
  x=analogRead(X);
  y=analogRead(Y);
  z=analogRead(Z);
.
  Serial.print(" X = ");
  Serial.print(x,DEC);

  Serial.print(" Y = ");
  Serial.print(y,DEC);

  Serial.print(" Z = ");
  Serial.println(z,DEC);
  delay(100);
}

結果

DYNMAIXEL Workbench

OpenMANIPULATOR

ブートローダー

ブートローダーは、ボードを初期化し、フラッシュメモリにファームウェアをダウンロードして実行する役割を担っています。

OpenCRボードのメインMCUに使用されているSTM32F7xxは、DFU(Device Firmware Upgrade)をサポートしています。
これにより、主にブートローダーの初期化、リカバリーモード、ブートローダーの更新をUSBで行うことで、MCUの内蔵ブートローダー単体でDFUプロトコルで起動させることができるようになります。
USBでブートローダーを使用しても、他のJTAG機器を使用せずにブートローダーを使用できることが最大のメリットです。
STLinkなどの書き込み/デバッグ機器を使用せずに、MCUに内蔵されたDFUモードを使用してファームウェアを書き込みます。

項目 説明
対応OS Windows, Linux, Mac
コンパイラー gcc arm 5.4 2016q2

メモリマップ

OpenCRで使用しているSTM32F746は、1024KBの内部フラッシュメモリを持ち、各領域は以下のように定義されています。ブートローダーはフラッシュメモリ内の最下位アドレスに配置されており、電源投入時とリセット時に最初にブートローダーが実行されます。

ブートシーケンス

ボードの電源投入やリセット時にスイッチ2ボタンを押すと、ブートローダー状態でPCからのコマンドを待ちます。スイッチ2ボタンが押されていない場合は、フラッシュメモリのファームウェア領域にファームウェアが存在する場合は、ファームウェアにジャンプして実行します。

通信プロトコル

ブートローダーからファームウェアをダウンロードするための通信プロトコルはMavLinkを使用しています。MavLinkはUAVでの通信用に作成されたもので、詳細は以下のリンクを参照してください。
機能として、コマンド名とパラメータをxmlファイルとして生成した際に、各コマンドの通信コードをjava / c / pythonなどのコードで自動生成してくれます。通信のためのCRCチェックやデータ解析を行う機能を自動で生成してくれるため、必要なコマンドだけをxmlファイルとして定義しておけば、ソースを自動生成することができます。

また、様々な言語で生成するため、移植も容易です。

http://qgroundcontrol.org/mavlink/start

コマンドの構成

<?xml version="1.0"?>
<mavlink>
        <!--<include>common.xml</include>-->
        <!-- NOTE: If the included file already contains a version tag, remove the version tag here, else uncomment to enable. -->
<!--<version>3</version>-->
<enums>
</enums>
<messages>
 <message id="150" name="ACK">
  <description></description>
  <field type="uint8_t"    name="msg_id"></field>
  <field type="uint16_t"   name="err_code"></field>
  <field type="uint8_t"    name="length"></field>
  <field type="uint8_t[16]" name="data"></field>
 </message>
</messages>
      ... omit ...
</mavlink>

最終的に定義されたxmlファイルは、githubに追加されています。  

https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/blob/master/arduino/opencr_bootloader/common/msg/xml/opencr_msg

定義されたxmlファイルは、MavLinkユーティリティを使って使用したい言語のコマンドコードに変換する必要があります。MavLinkユーティリティのソースコードは以下のgithubからダウンロードしてください。

https://github.com/mavlink/mavlink/

Pythonで書かれており、Python 2.7以降が必要です。インストールされていない場合は追加してください。

$ sudo apt-get install python-tk
$ sudo apt-get install python-future
$ python mavgenerate.py

MAVLink Generatorを実行するとGUI画面が表示され、既に作成されているXMLファイルを選択し、言語をCに、プロトコルのバージョンを1.0に設定します。Outで出力するフォルダ名を選択し、Generateを選択すると、xmlファイルを元に追加されたコマンドを使用できる関数ヘッダーファイルが作成され、ファームウェアにおいて使用することができます。

最終的に生成された通信コードは、以下のリンク先で見ることができます。

https://github.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/tree/master/arduino/opencr_develop/opencr_bootloader/common/msg/mavlink

MavLink プロトコルを介してファームウェアをダウンロードして実行するブートローダのコマンドは以下の通りです。

void cmd_read_version( msg_t *p_msg );
void cmd_read_board_name( msg_t *p_msg );
void cmd_jump_to_fw( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_write_packet( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_write_begin( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_write_end( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_write_block( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_erase( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_verify( msg_t *p_msg );
void cmd_flash_fw_read_block( msg_t *p_msg );

ダウンロードシーケンス

ブートローダーの主な機能は、パソコンからファームウェアファイルを受け取り、フラッシュに保存し、保存したファームウェアを実行することです。ダウンロードの順番は以下のようになっており、それを見ながら進め方やどこに目を向けて進めているかを確認することができます。これを元に実際の実装を行うことができます。

メッセージ処理

実際に実装したコードでは、メイン関数はメッセージ処理のために msg_process_vcp()関数を呼び出しています。この場合、USBからのデータがある場合はmsg_recv関数を呼び出してメッセージを解析し、何かコマンドを受信した場合はTRUEを返して対応するコマンド関数を呼び出しています。

int main(void)
{
  tTime = millis();
  while(1)
  {
    msg_process_vcp();
  }
}

void msg_process_vcp(void)
{
  BOOL ret;
  uint8_t ch;
  msg_t msg;


  while(vcp_is_available())
  {
    ch = vcp_getch();
    ret = msg_recv( 0, ch, &msg );

    if( ret == TRUE )
    {
      switch( msg.p_msg->msgid )
      {
        case MAVLINK_MSG_ID_READ_VERSION:
          cmd_read_version(&msg);
          break;

        case MAVLINK_MSG_ID_READ_BOARD_NAME:
          cmd_read_board_name(&msg);
          break;

        ... omit ...

       default:
         cmd_send_error(&msg, ERR_INVALID_CMD);
         break;
      }
    }
  }
}

例えば、Mavlink_msg_read_version_decode()関数は、メッセージデータをコマンドのデータ構造に解析します。解析されたmav_dataによく反応するフィールドがアクティブな場合、ACK コマンドを介してブートローダのバージョンとリビジョンを送信します。

void cmd_read_version( msg_t *p_msg )
{
  err_code_t err_code = OK;
  mavlink_ack_t     mav_ack;
  mavlink_read_version_t mav_data;


  mavlink_msg_read_version_decode(p_msg->p_msg, &mav_data);


  if( mav_data.resp == 1 )
  {
    mav_ack.msg_id   = p_msg->p_msg->msgid;
    mav_ack.err_code = err_code;
    mav_ack.data[0] = boot_version;
    mav_ack.data[1] = boot_version>>8;
    mav_ack.data[2] = boot_version>>16;
    mav_ack.data[3] = boot_version>>24;
    mav_ack.data[4] = boot_revision;
    mav_ack.data[5] = boot_revision>>8;
    mav_ack.data[6] = boot_revision>>16;
    mav_ack.data[7] = boot_revision>>24;
    mav_ack.length  = 8;
    resp_ack(p_msg->ch, &mav_ack);
  }
}

ブートローダーのアップデート

OpenCRボード上のMCUのDFUモードを使ってブートローダをアップデートすることができます。
DFUモードを使ってアップデートするには、dfu-utilをインストールする必要があります。

$ sudo apt-get install dfu-util

フォルダ構造

項目 内容
bin ビルド後に生成されたobjとbinファイルを保存します
common->bsp ボード固有の機能(LED / BUTTON / USBなど)を搭載しています
common->hal ハードウェアに依存しないボード上の機能フォルダ
common->lib 外部または公的に使われているライブラリ
msg->mavlink Xmlによって生成された通信プロトコルソース
msg->xml コマンドを定義したxmlファイルフォルダ
src ブートローダー機能に必要な機能フォルダ

ブートローダーのアップデート

OpenCRボード上のMCUのDFUモードを使ってブートローダをアップデートすることができます。
DFUモードを使ってアップデートするには、dfu-utilをインストールする必要があります。

$ sudo apt-get install dfu-util

DFUモードに入る

OpenCRをDFUモードで実行するには、以下の手順に従ってください。

  1. Bootボタンを押したままにする。
  2. Resetボタンを押す。
  3. Resetボタンを離す。
  4. Bootボタンを離す。

内蔵のブートローダーによってリセットされた後、OpenCRはDFUモードに入ります。

ブートモードの確認

Linuxの場合

lsusbを実行すると、DFUモードになっているかどうかを確認することができます。MCUがDFUモードの場合、lsusbを実行するとDFUデバイスが表示されます。

$ lsusb

Windowsの場合

デバイスマネージャー > ユニバーサルシリアルデバイスを開き、STM32 BOOTLOADERが検出されていることを確認してください。
もし検出されない場合には、ドライバーインストール(オプション)の項目を参照してください。

ブートローダーの書き込み

ブートローダーの書き込み(Linux)

注意 : バージョンが更新されている場合には、ブートローダーを更新してください。

プログラマー設定

ツール → DFU-UTILを選択

DFUモードの実行

ブートボタンが押されている間にリセットボタンを押してください。これによりDFUモードが起動します。
DFUモードに正常に入り、ターミナルで lsusb を入ルよくすると、STMicroelectronics STM Device in DFU Mode という文字列が表示されます。

ブートローダーのダウンロード

ツール → ブートローダー書き込みをクリックし、ブートローダーをダウンロードします。

ブートローダーの書き込み(Mac)

注意 : バージョンが更新されている場合には、ブートローダーを更新してください。

プログラマー設定

ツール → DFU-UTILを選択

DFUモードの実行

ブートボタンが押されている間にリセットボタンを押してください。これによりDFUモードが起動します。

ブートローダーのダウンロード

ツール → ブートローダー書き込みをクリックし、ブートローダーをダウンロードします。

ブートローダーの書き込み(Windows)

注意 : バージョンが更新されている場合には、ブートローダーを更新してください。

DFUモードの実行

ブートボタンが押されている間にリセットボタンを押してください。これによりDFUモードが起動します。

ブートローダーのダウンロード

Arduino IDEを設定した後に、Arduino IDEを起動し、ツール > ブートローダーを書き込むでブートローダーをダウンロードします。

カスタムブートローダー

カスタムブートローダを構築している場合には、binファイルのあるフォルダに移動し、dfu-utilで更新してください。
以下のコマンドは、opencr_boot.bin をルートディレクトリに置いた例です。

$ sudo dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -s 0x08000000 -D ./opencr_boot.bin

ドライバーインストール(オプション)

ブートローダのアップデートを実行するには、ST DFUドライバーをPCにインストールする必要があります。
Windows10では、通常、ST DFUドライバーは 自動的にインストール されています。

しかし、ST DFUドライバが正しくインストールされていない場合、OpenCRはArduino IDEに新しいブートローダを書き込むことができません。

以下のようなエラーメッセージが表示されて、Arduino IDE でのブートローダの書き込みに失敗した場合は、以下の手順でDFUドライバーを再インストールしてください。

DFUデバイス0483:df11を開けません
DFU対応のUSBデバイスが利用できません
ブートローダーの書き込み中にエラーが発生しました

ブートローダーの書き込み中にArduino IDEからエラーメッセージが出る場合。

  1. Zadigをhttp://zadig.akeo.ie/からダウンロードします。

  2. インストールして、Zadigを実行します。

  3. オプション > 全てのデバイスを一覧表示に移動します。

  4. STM32 BOOTLOADER を選択して、WinUSB ドライバーをインストールします。

ダウンローダー

PC ダウンローダーアプリケーションは、ブートローダと通信し、PC からファームウェアを OpenCR ボードフラッシュのファームウェア領域にダウンロードします。   ダウンローダーは、提供されたバイナリファイルに必要な情報を追加します。

項目 説明
対応OS Windows, Linux, Mac
コンパイラー Linux : gcc
Windows : Qt 5.7

使用方法

コマンドを使用する場合は、以下の説明を読み適切に使用してください。

$ opencr_ld <Communication port> <Baudrate> <Firmware binary> <Firmware execution status [0|1]>

Communication port

Baudrate

Firmware binary

Firmware execution status

Linux/Macの例

以下は、LinuxおよびMacユーザーの例です。ご使用のPC環境によっては、コマンドが異なる場合があります。

$ sudo opencr_ld /dev/ttyACM0 115200 ./opencrfw.bin 1

Communication port

Baudrate

Firmware binary

Firmware execution status

Windowsの例

以下は、Windowsユーザーの例です。 ご使用のPC環境によっては、コマンドが異なる場合があります。

opencr_ld.exe COM1 115200 ./opencrfw.bin 1

Communication port

Baudrate

Firmware binary

Firmware execution status

実行結果

実行ファイルのダウンロード

リファレンス

リカバリーモード

不完全もしくは間違ったファームウェアがダウンロードされ、ボードがフリーズしたり、動作しなくなったりした場合は、正常なファームウェアをダウンロードできるようにするために、ブートローダーに入る必要があります。
ブートローダーを実行するには、以下の手順に従ってください。

  1. プッシュスイッチ2ボタンを押したままにする。
  2. リセットボタンを押す。
  3. リセットボタンを離す。
  4. プッシュスイッチ2ボタンを離す。

OpenCRはリセット後、ブートローダーに入ります。ブートローダーが動作しているときは、ステータスLEDが100msごとに点滅します。

ブートローダーが起動している間に通常のファームウェアをダウンロードすることができます。

DYNAMIXEL コネクタ

次の表は、DYNAMIXELのピン配列を示しています。

Item TTL RS-485
ピン配列 1 GND
2 VDD
3 DATA
1 GND
2 VDD
3 DATA+
4 DATA-
ダイアグラム
ハウジング
JST EHR-03

JST EHR-04
PCB ヘッダ
JST B3B-EH-A

JST B4B-EH-A
圧着端子 JST SEH-001T-P0.6 JST SEH-001T-P0.6
ワイヤゲージ 21 AWG 21 AWG

警告: ピン配列を確認してください DYNAMIXELのピン配列はコネクタメーカのピン配列とはことなる可能性があります。

通信回路

DYNAMIXEL アクチュエータを制御するには、メインコントローラがそのUART信号を半二重タイプに変換する必要があります。 このための推奨回路図を以下に示します。

TTL 通信

RS-485 通信

DYNAMIXELの電力は、Pin1(-)、Pin2(+)を介して供給されます。 (上記の回路は、DYNAMIXELのみのコントローラーに組み込まれています。)
上記の回路図では、TTLレベルのTxDおよびRxDのデータ信号の方向は、次のようにDIRECTION 485のレベルに応じて決定されます。
DIRECTION485 レベルがHighの場合:TxDの信号がD+およびD-に出力されます。 DIRECTION485 レベルがLowの場合:D+およびD-の信号は、RxDに出力されます。

警告: ピン配列を確認してください DYNAMIXELのピン配列はコネクタメーカのピン配列とはことなる可能性があります。

ダウンロード

認証

未登録の認証については、お問い合わせください。

FCC

注釈:この装置はテスト済みであり、FCC規則のパート15に基づくクラスAデジタルデバイスの制限に準拠していることが確認されています。 これらの制限は、機器が商業環境で操作された場合に有害な干渉から適切な保護を提供するように設計されています。 この装置は無線周波数エネルギーを生成、使用、および放射する可能性があり、取扱説明書に従って設置および使用されない場合、無線通信に有害な干渉を引き起こす可能性があります。 住宅地でこの機器を操作すると、有害な干渉が発生する可能性があります。その場合、ユーザーは自己負担で干渉を修正する必要があります。

注意
製造元によって明示的に承認されていない変更または修正を行うと、機器を操作するユーザーの権限が無効になる場合があります。