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2025年5月4日日曜日

Raspberry Pi Pico 2を使ってみた〜ビジュアルプログラミング

前回の続きです。Raspberry Pi Pico 2を使ってフィジカル・コンピューティングの動作確認をしていきます。前回は、Thonnyを使ったMicroPythonプログラミングでの動作確認をしました。今回は、ビジュアルプログラミング環境での動作確認をしたいと思います。以前の記事(「Piper Make編」「BIPES編」)で、Piper MakeBIPESでの動作確認をしましたが、今回もこの2つのサイトを利用してビジュアルプログラミングの動作確認をしていきたいと思います。
#今回も動作確認に使うPCは、Linux Mintで動かしている自作PCを使用します。

〈Piper Make編〉
先ほど紹介した拙Blogの記事を参考にしながら、Piper Makeで動作確認をしてみました。まず、ChromeブラウザーでPiper Makeのサイトを開いて「CREATIVE」モードにしておきます。Piper Makeは専用のファームウェアを使用するので、「SETUP MY PICO」ボタンをクリックしてセッティングを開始します。Pi Picoを(ストレージモードで)PCに接続したときは、「RPI-RP2」という名称のUSBストレージデバイスとして認識されたのですが、Pi Pico 2では、「RP2350」という名称になっていました。とりあえず、この中にファームウェアをインストールするように選択をして、セットアップを終えました。

Pi Pico 2(RP2350)の中には、「piper_circuitpython.uf2」というファームウェアが書き込まれたようですが、自動で再起動されることはなく、手動でUSBケーブルを抜いて再度PCへ接続してみました。この状態でPi Pico 2をPCに接続しても、基本的には何も起きません。そこで、Piper Makeの「CREATIVE」モードから、過去に自分が作ったLチカプログラムを開いて動作確認を進めていきます。プログラムを開いたウィンドウの左下に「CONNECT(接続する)」ボタンがあるのでこれをクリックします。すると、シリアルポートが読み取られて接続できるPi Picoが表示されるはずなのですが、「対応デバイスが見つかりませんでした。」と表示されてPi Pico 2は認識されていないようでした。

Piper Makeを詳しく調べていくとPi Pico 2での動作についての記述が見当たらず、今後のことはわかりませんが、現状ではPi Pico 2には対応していないようでした。

〈BIPES編〉
気を取り直して、次にBIPESでの動作確認をしていきたいと思います。こちらも先ほど紹介した拙Blogの記事を参考にしながら作業を進めていきます。BIPESは、内部的にMicroPythonを使うので、動作確認に使用するPi Pico 2にはあらかじめPi Pico 2用のファームウェアを入れてセットアップをしておきます。

BIPESのサイトを開いて、接続するデバイスを選ぶところで嫌な予感がしました。「Raspberry Pi Pico 2」は、選択肢にありません。仕方がないので、ダメ元で「Raspberry Pi Pico」を選択して、デバイスの「Connect(接続)」ボタンをクリックしてみました。すると、シリアルポートに「tty」から始まる接続先が現れたので、これを選択してから「接続」ボタンをクリックしました。
#接続先のポートがわからない場合は、Pi Pico 2をつないでいるUSBケーブルを抜き差しして、消えたり現れたりするポートを確認すると、接続先のポートを見つけることができます。(ターミナルコンソールを開いて確認するより速い)

以前に作っていたLチカプログラムがそのまま残っていたので、少々ドキドキしながら「RUN(右向き三角マーク)」ボタンをクリックしてみたところ、Lチカ動作確認ができてしまいました。期待をしていなかったので、思わず「動いた!」と声を上げてしまいました。
#ここで使ったLチカプログラムも先ほど紹介した拙Blogに記載していたものです。

ということで、Pi Pico 2でビジュアルプログラミングをやりたい場合は、BIPESならできるということがわかりました。日本の小学校でこれを使いたいという場合には、やはり英語表記がネックになると思います。これをよい機会と捉えて、「英語の学習も兼ねて」なんて思ってくれる方がどのくらいいるかわかりませんが、個人ベースでなら小学生でもチャレンジしてくれる子がいてもよい気がしています。こういう攻略を楽しめる子が増えてくれると嬉しいのですが…。

「Raspberry Pi Pico 2を使ってみた」

2024年11月17日日曜日

Raspberry Pi Picoのプログラミングに挑戦〜ビジュアルプログラミングで音楽演奏ができるのか

以前の続きです。Raspberry PiでプログラミングをしてRaspberry Pi Picoをコントロールすることにチャレンジしていますが、これまで、MicroPythonThonnyを使用)でのプログラミングに挑戦して、Lチカの次に音楽演奏までやってみました。次のステップとして、Lチカのときと同じようにビジュアルプログラミングでも音楽演奏ができるのか試してみたいと思います。今回もRPi 3RPi 400を使ってやってみようと思ったのですが、普段使っているMacBook Proで確認してからRaspberry Piでやってみることにしました。

〈Piper Makeの場合〉
Picoのビジュアルプログラミングに特化した「Piper Make」ならばきっとできると思い込んで、半ば楽観的な気持ちで試し始めたのですが、それらしいブロックを探していくうちに段々と雲行きが怪しくなってきました。「#Value」の中に「note[A4]」(音階を選ぶことができる)を発見してぬか喜びをしてみたり、「duration[sixteenth]」(音符(音の長さ)を選ぶことができる)と組み合わせてできることがないかと試行錯誤してみたりしましたが、どれもうまくいきませんでした。いくら探してもGPIO PinにOUTする方法が見当たらないのです。

もしかしてと、いつも使っている「CREATIVE」モードではなく「STORY」モードにそれらしいものがあるのではないかと考えて探してみました。Piper Makeを開いた画面の下側に「EXPEDITION TELEPORT MENU」というメニュー一覧があり、デフォルトが「BASE」となっているのですが、その中から「SENSORS」を選ぶと音楽に関係しているようなSTORYが現れます。(「SHOW ALL」をクリックしても見つけられます)これを使って音楽を演奏させてみると、MacBook Pro(PCなどでやっても同じです)から音が出ました。この方法だと、Picoはセンサーとして働くようにプログラムするようになっていて、Picoにスピーカーをつないで音を出すという当初の目的は達成できないことになります。

どうもこの辺りで手詰まりとなってしまいました。

〈BIPESの場合〉
気を取り直して、Picoのビジュアルプログラミングで以前使ったことのある、「BIPES」でスピーカーから音を出すプログラムが作れないかやってみます。BIPESは、Picoに限らずさまざまなマイコンボードに対応しているビジュアルプログラミング環境です。ESP8266系のマイコンボードやESP32系のマイコンボードにも対応しているし、中には、私も持っているものもあります。(そのうち動作確認してみたいと思っています。思っています)また、M5Stackmicro:bitにも対応しているので、英語表記の精神的な壁を乗り越えてしまえば、かなり使えるツールだと思います。

そう思って確認していくと、選択するマイコンボードによって使えるメニューやブロックが変わるということがわかってきました。マイコンボードを選択する窓で、先述のESP…やM5…などのマイコンボードを選んだときには、「Outputs/Actuators」というメニュー項目が現れて、「Sounds」メニューから音(音楽)を鳴らすブロックを選択することが可能になるのですが、Arduino系のマイコンボードやPicoを選ぶと、「Actuators」だけのメニュー項目に変わってしまい、「Sounds」メニューは出てこなくなります。うぅむ、一筋縄ではいかないですね。

仕方がないので、Thonnyで作ったMicroPythonのプログラムを基に、GPIO PinにPWMを出力するブロックがないか探しました。「Machine」メニューの中に「In/Out Pins」というメニューがあり、その中に「RPi Pico PWM…」というそれらしいものが見つかりました。とりあえずこれを並べてみれば音楽演奏っぽいことができそうだと当たりをつけてやってみました。作ったプログラムは、以下のとおりです。

第一段階として、こんなプログラムで音楽演奏ができることはわかりました。とは言え、プログラムとしては、正直にいうとスマートとは言えないなぁと思ってしまいました。また、Frequencyに入力する数値は、整数値しか受け付けないようで、無理やり整数の近似値を入れているので、出てくる音にも違和感があります。これをベースにしながら、よりスマートに応用範囲の広いプログラムに改良していきたいと考えています。

〈関連情報〉
下準備として、PicoでMicroPythonが使えるようにするファームウェアの設定作業は、過去の拙Blogの記事を参考にしてください。公式WebサイトのPicoでMicroPythonの情報もご確認ください。

2024年10月7日月曜日

Raspberry PiでRaspberry Pi Picoのプログラミングに挑戦〜ビジュアルプログラミング編

前回の続きです。これまで、Raspberry PiRPi 3RPi 400)でThonnyVisual Studio Codeを動かして、MicroPythonでのRaspberry Pi Picoのプログラミングに取り組んでみました。一般的にプログラミングをする際の敷居としては、テキストプログラミングよりビジュアルプログラミングの方が敷居が低いと思いますが、小型のPCと考えると非力なRPiの場合は、マシーンスペックとしてビジュアルプログラミングのほうが敷居が高くなるような印象があります。そこで、RPiでWeb上のビジュアルプログラミング環境を使ってフィジカル・コンピューティングのプログラミングができるのか、検証してみることにしました。
#今回使っているブラウザは、デフォルトでインストールされているChromiumです。

以前に、Linux MintGoogle Chromeでビジュアルプログラミング環境(「Piper Make」と「BIPES」)を動かして、ビジュアルプログラミングを行い、Raspberry Pi Picoを動かすことができています。今回は、その時の経験で得た知見をもとに、動作実験をしていきたいと思います。

#手順としては、今回もRPi 400でやってみて、同じことをRPi 3で検証するという方法で行いました。

〈Piper Makeの場合〉
先ほど紹介した拙Blog(Piper Make編)の記事を参考にしながら、作業をしていきます。Piper Makeのサイトを開いて、MODEレバーの「CREATIVE」をクリックして最初からビジュアルプログラミングに取り組みます。今回は、Linux MintのときにPiper Makeで使ったPicoをUSBでつないでみましたが、ドライブ名が「RPi-RP2」になっていてそのままでは使えませんでした。そのため、プログラミングを始める前に、「SETUP MY PICO」をクリックして、ガイドに従ってPicoの設定を行いました。すると、ドライブ名が「CIRCUITPY」という名前になり、Piper Makeと接続可能な状態になりました。

あとは以前にやった通り、「NEW PROJECT」から新しいプロジェクトを作成し、それを開いて「CONNECT」ボタンを押すとPicoが「Pico(ttyACM0)」として認識されていることがわかるので、これをクリックして「接続」ボタンをクリックします。以前のLチカプログラムを作って「START」ボタンをクリックすると、無事にLチカできました。RPi 3でもやってみましたが、動作が若干もっさりした感じになるものの、Lチカ自体は問題なくできました。
#PicoをPiper Makeで使えるようにすると、ドライブモードがデフォルトになる設定が施されるようです。取り外しは、イジェクトボタンから行わないと正常に取り外されたと認識されないようです。

〈BIPESの場合〉
MicroPythonで使えるようにしたPicoを接続して、動作実験を始めます。これも、先ほど紹介した拙Blog(BIPES編)の記事を参考にしながら作業をしていきました。接続するマイコンボードの選択画面から「Raspberry Pi Pico」を選択し、接続マークをクリックすると「Board in FS mode(ttyACM0)」と表示されますので、これをクリックして「接続」ボタンをクリックします。これで、Picoとの接続が完了するので、あとはプログラムを作って動作確認するだけです。

以前にやったものを参考にしてLチカプログラムを作って動かそうとしてみましたが、どうも動作がおかしい感じ。Piper MakeでのLチカ実験のあと、新しいタグを開いてBIPESの実験を続けていたのがいけなかったのではないかと思い、一度ブラウザを閉じてからもう一度立ち上げ直してやってみました。すると、無事に思い通りの動作をしてくれました。横着をしてはいけないことがわかりました。同じようにRPi 3でもやってみましたが、Piper Makeよりスムーズに動いてくれたので、より実用的ではないかと思いました。(個人の感想ですけどね)

というわけで、RPiでPicoを動かすというのもありですね。そろそろPico 2でも試してみないといけないかもしれません。(RPi 5は、ちょっと手が出ていませんが…)

【追記】これまでのPicoでのプログラミング(フィジカル・コンピューティング)に関する拙Blogの記事もご覧ください。(2024.11.4←これからも適宜更新していきます)

2024年8月26日月曜日

ビジュアルプログラミング環境でRaspberry Pi Picoのプログラミングに挑戦〜BIPES編

前回の続きです。Raspberry Pi Picoのビジュアルプログラミング環境として「Piper Make」を使ってLチカをやってみました。今回は、以前に見つけたもう一つの「BIPES」でやってみたいと思います。BIPESでは、MicroPythonが使えるようになっているPicoを使う必要があるのですが、以前にThonnyVisual Studio CodeでプログラミングをやったときにMicroPythonを使えるようにしたPicoがあるので、これを使ってLチカプログラムの動作確認をしていきたいと思います。
#PicoのプログラミングでMicroPythonを使えるようにする作業については、拙Blogの過去記事を御覧ください。

今回もLinux Mintで動かしている自作PCを使って動作確認をしますが、ブラウザはLinux版のGoogle Chromeです。今まで、ブラウザは何を使っているのかということを書いていませんでしたが、最近では「ソフトウェアマネージャー」からもGoogle Chromeが使えるようになって、LinuxでもGoogle Chromeを使っています。
#大人の事情(?)により、LinuxではChromiumを使わざるを得なかったのですが、できないことも多くて苦労しました。

〈BIPESを使ってみる〉
BIPESのサイトは、Piper Makeとは違って教育プログラムを提供するような感じではなく、あくまでビジュアルプログラミング環境を提供しているのみとなっていますが、それはそれで割り切って考えれば迷うこともなくてわかりやすいと評価することができます。問題点は、Piper Makeと同じくすべてが英語表記であることですが、難しいことはないと思いますので試用だけはしてみたいと思います。
#仕事に余裕があれば、こういうサイトの日本語翻訳にも取り組んでみたい気もしますが…。(お呼びでないかな)
#サイトを丸ごとGoogle翻訳で日本語化してみようと試してみましたがダメでした。

以下、Lチカまでの手順をまとめておきます。

  1. (Google Chromeで)BIPESのWebサイトを開く
    ※このとき、PicoはPCに接続しません
  2. 接続するマイコンボードを「Raspberry Pi Pico」に変更する
  3. 「Loops」から「repeat(while)」、「Logic」から「(true)」、「Timing」から「delay[1](seconds)」、「Machine」→「IN/OUT Pins」から「set output pin …」を取り出してプログラムする
  4. Picoを(USB-A↔micro USBケーブルで)PCに接続する
  5. 「Connect/Disconnect」ボタンをクリックして、Picoの接続先を選ぶ
  6. (マイコンボードを選択した窓の右にある)スタートボタンを押してプログラムを動かす

これで無事にLチカ動作確認ができました。使用感としては、一言に「ビジュアルプログラミング」と言っても、その言語の設計思想によって使用感や難易度が変わるということがわかりました。前回のPiper Makeは、micro:bitMakeCodeでのプログラミングに似ていると感じました。一方、今回のBIPESは、MicroPythonでのプログラミングにも近いように感じて、ビジュアルプログラミングからテキストベースのプログラミングへの橋渡しにもなるように感じました。ただし、私自身はビジュアルプログラミングとテキストベースのプログラミングに優劣があるとは思っていませんし、ビジュアルプログラミングを幼稚だとか将来的に卒業すべきものだとかというようには思っていません。目的や自分のスキルに応じて使い分けることができればよいのではないかと思います。

〈参考資料〉

【追記】これまでのPicoでのプログラミング(フィジカル・コンピューティング)に関する拙Blogの記事もご覧ください。(2024.11.4←これからも適宜更新していきます)

2024年8月20日火曜日

ビジュアルプログラミング環境でRaspberry Pi Picoのプログラミングに挑戦〜Piper Make編

以前の続きです。これまでは、C/C++やMicroPythonThonnyVisual Studio Code)でのプログラミングに挑戦してきましたが、学校での使用となるとまだまだハードルが高いと思います。(現状では、ということで…)そこで、ScratchMake Codeのような、いわゆるビジュアルプログラミング環境を使ってRaspberry Pi Picoのプログラミングができないか調べてみました。すると、「Piper Make」と「BIPES」というビジュアルプログラミング環境を見つけることができました。両方とも英語なので「ビジュアルプログラミングだから簡単」とは言えないところがありますが、使用感だけでも確認してみようと思います。

〈Piper Makeを使ってみる〉
Piper Makeの使い方については、SunFounder(米国にある、ArduinoやRaspberry Piなどを活用したSTEAM教育に力を入れている企業と紹介されています)のテキストが充実していたので、それらを参考にしてPicoの動作確認をしていきます。参考資料は以下のとおりです。

ビジュアルプログラミングをはじめる前に、セットアップ作業が必要です。今回もLinux Mintで動かしている自作PCを使って作業を行います。また、PCとの接続にはPicoの他にUSB-A↔micro USBケーブルが必要です。作業した内容は以下のとおりです。

  1. Piper Makeのサイトを開く
    ※PicoとPCとの接続は、後で指示されるまで行わないでください
  2. 画面上の「SETUP MY PICO」ボタンをクリックする
  3. ガイドのウインドウが表示されるので指示に従ってセットアップ作業を行う
    ※Picoにファームウェアがインストールされます

これで動作確認の準備が整いました。試しにLチカプログラムを動かしてみたいと思います。デフォルトでは「STORY」モードになっていると思いますので、MODEレバーの側にある「CREATIVE」をクリックしてビジュアルプログラミングができる状態にします。Lチカまでの手順を以下にまとめておきます。

  1. 「NEW PROJECT」ボタンをクリックしてプロジェクトを作る
  2. 新しく作ったプロジェクトをクリックしてビジュアルプログラミング画面に入る
  3. 「Chip」から「Start」「turn pin(0) (on)」「wait (1) seconds」、「Loops」から「repeat forever …」を取り出してプログラムする
  4. 「CONNECT」ボタンをクリックしてPicoを接続する
  5. 「START」ボタンをクリックしてプログラムを動かす

これで、PicoのLEDが点滅したので、Lチカ成功ということになりました。作成したプログラムは、「DOWNLOAD」をクリックするとPNGファイルとして保存することができます。CREATIVEモードのトップ画面に「IMPORT PROJECT」ボタンがあるので、これをクリックしてPNGファイルとして保存したものを読み込むと保存したところから編集作業をすることができます。仕組みとしてはとても面白いと思いますし手軽にできるのがよいと思うのですが、Google Chromeで日本語に翻訳しても部分的にしか日本語にならないので、小学校の授業で使うのは難しいかもしれません。
#プログラミング部分については、「ビジュアルプログラミングで Raspberry Pi Pico が扱える「Piper Make」を軽く試した時のメモ(Maker Pi RP2040 でも試す)」を参考にしました。

【追記】これまでのPicoでのプログラミング(フィジカル・コンピューティング)に関する拙Blogの記事もご覧ください。(2024.11.4←これからも適宜更新していきます)