Arduino M0 Pro でマルチタスクプログラミング : NCES IoT Base Shield : Wifi/SD機能

#はじめに

この記事では，TOPPERS/R2CAによる NCES IoT Base Shield の基本機能(Wifi/SD)の使い方について説明します．


#NCES IoT Base Shield について

NCES IoT Base Shield とは，R2CA用に作成したArduinoシールドです．ESP8266によるWifi機能(UART接続)とMicroSDスロット(SPI接続)を備え，[Grove System] (http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_System)と互換のコネクタを持っているため，各種Grove Moduleが使用可能です．

Arduinoと互換のコネクタを持っているボードで使用可能ですが，IOのレベルが3.3Vしかサポートしていないので注意が必要です．そのため，Arduino UNO 等では使用できません．

Grove用のコネクタは，VCCは5Vを供給し信号は3.3Vから5Vに変換しています．

<img width="400" alt="aFullSizeRender.jpg.jpg" src=https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/106870/eb4174ef-d543-9256-bd75-598cd5280e1a.jpeg>

Groveコネクタを実施しない場合は小型のブレッドボードを置くことができます(写真はリビジョンが古いボードです)．

<img width="400" alt="aFullSizeRender.jpg.jpg" src=https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/106870/1944d1eb-940b-2f5e-db93-f8c853f1a889.jpeg>

#必要なハードウェア

NCES IoT Base Shieldを使用するためには，[この記事](http://qiita.com/exshonda/items/093870ecdcda6c79678c)で説明している機材に加えて，NCES IoT Base Shield が必要です．近日中に[ここ](http://miconboard.thebase.in/)で購入できる予定です．

#Wifi

UART接続のESP8266により実現しています．そのため，以下の記事のプログラ
ムをそのまま動作させることが出来ます．

- [Arduino M0 Pro でマルチタスクプログラミング : Wifi通信](http://qiita.com/exshonda/items/914b7df0efd36866fd98)
- [Arduino M0 Pro でマルチタスクプログラミング : Wifi通信(マルチタスク)](http://qiita.com/exshonda/items/8f6b3c101e9c48336fd7)
- [Arduino M0 Pro でマルチタスクプログラミング : Milkcocoaへの接続](http://qiita.com/exshonda/items/5f84f50c15bcbbb178cd)

#SD

SPI接続でCSは Digital Pin 10 を使用しています．そのため，Arduinoに付属のSDライブラリを使用したサンプルを実行できます．これらのプログラムでは，CSを以下のようにグローバル変数で定義しているので，この定義を10に変更すると動作します．


```libraries/SD/examples/DumpFile/DumpFile.ino
// On the Ethernet Shield, CS is pin 4. Note that even if it's not
// used as the CS pin, the hardware CS pin (10 on most Arduino boards,
// 53 on the Mega) must be left as an output or the SD library
// functions will not work.
const int chipSelect = 4;
```

R2CAのサンプルはBasicサンプルでSD_CARDを有効にすることで実行出来ます．

```examples/Basic/r2ca_app.c
//#define BLINK
//#define toneMelody
//#define USBUART
//#define SERIALUSB
//#define SERIAL5
//#define ATTACHINTERRUPT
//#define ANALOGWRITE
//#define ANALOGREAD
//#define RTC_ALARM
/#define SD_CARD
```

プログラム自体は DumpFile.ino と同等で，FAT32でフォーマットしたmicroSDを差して実行することで，アナログ入力から読み込んだデータを"datalog.txt"とうファイルに書き込みます．

```examples/Basic/r2ca_app.c
/*
  SD card datalogger

 This example shows how to log data from three analog sensors
 to an SD card using the SD library.

 The circuit:
 * analog sensors on analog ins 0, 1, and 2
 * SD card attached to SPI bus as follows:
 ** MOSI - pin 11
 ** MISO - pin 12
 ** CLK - pin 13
 ** CS - pin 4

 created  24 Nov 2010
 modified 9 Apr 2012
 by Tom Igoe

 This example code is in the public domain.

 */

#include <SPI.h>
#include <SD.h>

// On the Ethernet Shield, CS is pin 4. Note that even if it's not
// used as the CS pin, the hardware CS pin (10 on most Arduino boards,
// 53 on the Mega) must be left as an output or the SD library
// functions will not work.
const int chipSelect = 10;

void setup()
{
  // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
    ; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
  }

  Serial.print("Initializing SD card...");
  // make sure that the default chip select pin is set to
  // output, even if you don't use it:
  // pinMode(10, OUTPUT);

  // see if the card is present and can be initialized:
  if (!SD.begin(chipSelect)) {
    Serial.println("Card failed, or not present");
    // don't do anything more:
    return;
  }
  Serial.println("card initialized.");

  if (SD.remove("datalog.txt")) {
    Serial.println("Delete datalog.txt");
  }    
}

void loop()
{
  // make a string for assembling the data to log:
  String dataString = "";

  // read three sensors and append to the string:
  for (int analogPin = 0; analogPin < 3; analogPin++) {
    int sensor = analogRead(analogPin);
    dataString += String(sensor);
    if (analogPin < 2) {
      dataString += ",";
    }
  }

  File dataFile = SD.open("datalog.txt");
  if (dataFile) {    
    Serial.println("=== data from file ===");
    while (dataFile.available()) {
      Serial.write(dataFile.read());
    }
    dataFile.close();
  }
    
  // open the file. note that only one file can be open at a time,
  // so you have to close this one before opening another.
  dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);

  // if the file is available, write to it:
  if (dataFile) {
    dataFile.println(dataString);
    dataFile.close();
    // print to the serial port too:
    Serial.println("=== new data to file ===");      
    Serial.println(dataString);
  }
  // if the file isn't open, pop up an error:
  else {
    Serial.println("error opening datalog.txt");
  }
  delay(4000);  
}

```


おわりに

TOPPERS/R2CAによる NCES IoT Base Shield の基本機能(Wifi/SD)の使い方について説明しました．Wifi/SDに関しては，通常のArduinoライブラリが使用出来ます．また，R2CAではない素のArduinoでも使用可能です．