最近は ATMEGA328P 終了の兆しが見えてきて、もうちょっとフラッシュやメモリの大きいマイコンに移行したいと思っていました。5V ならまだ Arduino MEGA2560 とかあって GPIO もたくさんあるので使っていく予定ですが、それ以外は Raspberry Pi Pico 中心でいいかなと思い始めるようになりお試しで使ってみました。前から ESP32 とかも持っているのですが ESP-IDF に慣れないのと、ESP-IDF は x.x のリリースされたバージョンに対しても更新をかけてきます。commit 番号によっては動かなくなったりもします。 Raspberry Pi Pico は現在 RP2040 チップだけなので SDK のリリースもシンプルです。ビルドも cmake のインタフェースなので理解できました。また Raspberry Pi Pico は MicroPython も動作するので、C/C++ で書くほどの物でない場合は MicroPython を使用する手も有りで、SDK の持つ基本的なGPIO操作やハイレベルAPIもポーティングされているので、とっかかりは MicroPython から始めるのいいと思いました。
Raspberry Pi Pico の基本をやるとき思いついたのが Si4735 DSP ラジオです。過去 ATMEGA328P にキャラクタ液晶つけて動かしたことがあったのですが、これなら i2c が動けばラジオチップは動くので、ラジオチップを動かすところから始めました。
試作用基板作成
ブレッドボードでやり始めたのですが LEDチカチカ程度とは違い配線が面倒。ということで Raspberry Pi Pico 用に GPIO ピンをピンヘッダに出す基板を作成。Raspberry Pi Pico が2個乗っかているのは一個は動作用でもう一つは PicoProbe という C/C++ で使うデバッガです。MicroPython では使用しません。ピンヘッダを3列出しているので、本来の信号線を配線するのに加えて Analog Discovery のロジックスコープもつけられます。これをMDF板に貼り付けて液晶とTTGOラジオといわれる基板も付けました。
開発環境選定
開発環境は最初から MicroPython に決めていました。初めてなので C/C++ SDK に慣れていなかったためです。また、ラジオの周波数表示などを液晶に出すため、グラフィック環境も欲しいということでググっていたら LVGL というグラフィックライブラリをみつけました。これも本家は C で書かれていますが、lv_micropython という MicroPython に LVGL がバインドされたものがあったので、これなら使えそうと思いました。gitgub の https://github.com/lvgl/lv_micropython にリポジトリがあります。
ファームウエアは ubuntu / Raspberry Pi OSなど Linux の環境であればリポジトリに書いてある手順通りにやれば作成できます。MSYS2 MinGW64 では MicroPython のクロス環境ビルド途中で、Windows のコマンドライン長限界を超えるものがあってエラーになります。make の変数を与えれば分割ビルドできそうなのですが、面倒なので やっていません。
プロトタイプ開発
python IDE の thonny を使って MicroPython のコードを書いていきます。GPIO/SPI/i2c などの使い方は MicroPython のドキュメント https://micropython-docs-ja.readthedocs.io/ja/latest/ に、LVGL グラフィックスライブラリは https://docs.lvgl.io/master/index.html にあります。
少しコーディングしては RUN させるというトライ＆トライです。その結果フォントの組み込みなどの方法も理解出来て写真のようにいろいろなウイジェットが使えるようになりました。
- 周波数をテンキーから入力して選局
- 表示されいる周波数からステップチューニング
- AM・FMなどバンドスキャン
- 選局リストから放送局をタップすると選局
が主な機能です。
本番用基板作成
ここまで出来たら残るは本番用基板です。今回は ILI9341 の液晶に大きさを合わせました。上から液晶・ラジオ基板・マイクロスピーカーを貼り付ける基板の3枚です。
基板は何回か作り直ししましたが、それっぽい感じに仕上がりました。
回路図やアプリケーション本体などは、https://github.com/ngc6589/Si4735_Radio_RaspberryPiPico にて公開しています。