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NVIDIA Jetson TX2のGPIOでざっくり遊んでみた話(Jetson.GPIO)

背景

最近Jetson nanoが発売され、巷ではJetsonブームが起きている(らしい)。
どうやらラズパイ感覚でJetsonのGPIOが使えるらしいから、ちょっと触ってみようと思う。

注意点

やっていることは、ほとんどこのサイトの中にある内容である。
だから、既にGPIOでゴニョゴニョ手を動かしている人は今すぐブラウザバックだ!


つかったもの

最後の一個は、ぶっちゃけ検証にはいらない。
けど、GPIOから出力する信号(PWM、UARTとか)を見るときには結構重宝する。

  • Jetson TX2(Jetpack4.2) 1台
  • LED1個
  • 抵抗2個(自分は300 Ωのカーボン抵抗をつかった)
  • メスーオスのジャンパ4本
  • オスーオスのジャンパ1本
  • ダクトスイッチ1個
  • ブレッドボード1個
  • Analog Discovery 2(メルカリで22 k円で買ったw)

インストール方法

Jetson本体のセットアップとpython3(pip3含む)のインストールが完了していることを仮定して、手順を説明する。
ここで述べる内容はGPIOを使えるようにするための手順である。
(注意:本操作はJetson側で実施する。)

  1. このサイト(Jetson.GPIO本家のリポジトリ)Clone or Downloadをクリックし、Download ZIPからZipファイルを取得する。
  2. sudo mkdir /opt/nvidiaを実行する(既にフォルダが存在してる場合は不要)。
  3. sudo unzip <保存したZipファイルのパス> -d /opt/nvidia/を実行する。その後、/opt/nvidiajetson-gpioフォルダが作成されていることを確認する。
  4. sudo pip3 install Jetson.GPIOでpython3用のモジュールをインストールする。
  5. 以下のコマンドを入力する(GPIOの操作に関する権限の設定とデバイスファイル関係)。
command
sudo groupadd -f -r gpio
sudo usermod -a -G gpio <ユーザー名>
sudo cp /opt/nvidia/jetson-gpio/etc/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger

GPIOをつかってみる

インストールが完了したことを確認するために、早速GPIOを使ってみる。
ブレッドボード上にこんな感じで結線する。

GPIOはJ21▲というマークのあるピンを1番目として数える。左→右→左下→...という順に
GPIOのナンバリングをカウントアップする。

配線が終わったら、Jetson側で好きなエディタで以下のプログラムを書く。

testLED.py
import Jetson.GPIO as GPIO
import time

# 使用するGPIOピン。ピン番号は以下のjetsonhackのサイトを参考にしたよ                                                                                                                                        
led_pin = 12
button_pin = 13

# LEDの状態を保持するよ。                                                                                                                                                                                   
prev_value = None

# pin番号の指定方法を設定。この場合だと以下サイトの◎のピン番号で指定するよ                                                                                                                                  
# https://www.jetsonhacks.com/nvidia-jetson-tx2-j21-header-pinout/                                                                                                                                          
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# 出力に使うピンと入力に使うピンを設定する。                                                                                                                                                                
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(button_pin, GPIO.IN)

# 最初はLEDを消灯させるよ                                                                                                                                                                                   
GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)

print("LED点滅開始!CTRL+Cで中止するよ!")

try:
    while True:
        # ボタン入力の状態(GPIO.HIGH/GPIO.LOW)を取得するよ                                                                                                                                                  
        cur_value = GPIO.input(button_pin)

        # 過去のボタン入力と今のボタン入力が違う場合に処理に入るよ                                                                                                                                          
        if(cur_value != prev_value):
            # LEDの出力を反転させるよ                                                                                                                                                                       
            GPIO.output(led_pin, not cur_value)
            # 反転後のLED出力を保存するよ                                                                                                                                                                   
            prev_value = cur_value
            print("pin:{} output:{}".format(led_pin, cur_value))

        # 無限ループで怒られないように10 msだけ待機するよ。                                                                                                                                                 
        time.sleep(0.01)

except KeyboardInterrupt:
    pass

finally:
    # LEDとボタンで使っていたGPIOを開放するよ。                                                                                                                                                             
    GPIO.cleanup()
    print("終了します")

プログラムを実行してボタンをおすと、押している間だけLEDが光り、離すとLEDが消灯することが確認できるはず。また、標準出力にピン出力に関する情報が表示されると思う。
飽きたらCtrl+Cで終了する。

このプログラムが実行できれば、おそらく環境構築に問題は無いハズ。。。


PWMを簡単に作ってみた話(余談)

Raspberry Piと同じノリでPWMを使おうとしたらエラーが出た。かなしい。
多分ADC/DACが無いから作らなかったというところだろうか?(あるいは見落としているだけ?
スクリーンショット 2019-05-03 22.58.31.png

仕方がない。自分でつくろう。そんなわけで以下のコードである。

testPWM.py
import Jetson.GPIO as GPIO
import time

# PWMもどき                                                                                                                                                                                                 
# Jetson.GPIOにはまだPWMが無いっぽい(´・ω・`)                                                                                                                                                              
def PWM(pin,duty,ms):
    low_duty = 100-duty
    GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)
    time.sleep(ms*(duty/100))
    GPIO.output(pin,GPIO.LOW)
    time.sleep(ms*(low_duty/100))

# 使用するGPIOピン。ピン番号は以下のjetsonhackのサイトを参考にしたよ                                                                                                                                        
pwm_pin = 12
button_pin = 13

# pin番号の指定方法を設定。この場合だと以下サイトの◎のピン番号で指定するよ                                                                                                                                  
# https://www.jetsonhacks.com/nvidia-jetson-tx2-j21-header-pinout/                                                                                                                                          
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

# 出力に使うピンと入力に使うピンを設定する。                                                                                                                                                                
GPIO.setup(pwm_pin, GPIO.OUT)
GPIO.setup(button_pin,GPIO.IN)

# 最初はLEDを消灯させるよ                                                                                                                                                                                   
duty = 0

print("LED点滅開始!CTRL+Cで中止するよ!")

try:
    while True:
        # ボタン入力の状態(GPIO.HIGH/GPIO.LOW)を取得するよ                                                                                                                                                  
        value = GPIO.input(button_pin)

        # Duty比をかえてみるよ                                                                                                                                                                              
        if(value):
            duty = 100
        else:
            duty = 10
        # 1kHz(0.001ms)の疑似PWMを作った。                                                                                                                                                                  
        PWM(pwm_pin,duty,0.001)

except KeyboardInterrupt:
    pass

finally:
    # LEDとボタンで使っていたGPIOを開放するよ。                                                                                                                                                             
    GPIO.cleanup()
    print("終了します")

LEDで光らせて確認してみたのもあるけれども、せっかくだから
Analog Discovery2で確認してみた。してみたかったんだ。

スクリーンショット 2019-05-03 23.25.27.png

オーバーシュートちょっと大きい気がするけど、PWMっぽいしいいや(おい
PWMができれば、サーボモータとかそのあたりは普通に使えそう。


まとめ

  • Jetson.GPIOはラズパイっぽくつかえる。(ただし、PWMやADCなどは無い?)
  • Jetson.GPIOはHigh/Lowの入力/出力のみ。
  • 当たり前な話だけど、おなじみの方法でPWMは作れる。

余談(真似してはいけないこと)

GPIO.setup(hoge_pin, GPIO.OUT)したピンに電圧を印加すると、JetsonTX2が落ちる。
その時には、一度電源ジャックを抜き差しして、再度電源を入れてあげると復旧する。
(保護回路が動いたのかな。良い子は真似してはいけない)

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