gobot I2CでLチカ

#1.はじめに

goとgobotを使って、RaspberryPiのI2Cに接続したIOエキスパンダ(MCP23017)を操作してみます。

公式にMCP23017がサポートされてるので、チュートリアルチャレンジで終わるかと思ったら、なんと、サンプルコードが書かれてなかったので、覚え書きを兼ねて簡単にまとめてみました。

実行環境

ハードウェア	Raspberry Pi 4
OS	Raspbian Buster
go	Ver.1.14.3
IOエキスパンダ	MCP23017
	→これを、RaspberryPiのI2C端子に接続済

$ uname -a
Linux raspi4 4.19.97-v7l+ #1294 SMP Thu Jan 30 13:21:14 GMT 2020 armv7l GNU/Linux
$ go version
go version go1.14.3 linux/arm
$ sudo i2cdetect -r -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: 20 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --    

#2.準備

インストールは別記事で解説しているので、詳細はそちらをご覧下さい。

• golang
• gobot

#3.LEDの点滅例

MCP23017のポートAのピン0～7につないだLEDを、流れるように点灯する例です。
こちらのドキュメントを参考¹²に書いてみました。

重要な関数は以下の通りです。

• i2c.NewMCP23017Driver

i2c.WithBus(1)	ラズパイのi2cは1です。（1を指定している例：$ sudo i2cdetect -r -y 1）
i2c.WithAddress(0x20)	MCP23017の設定にあわせます。（ここでは0x20）

• WriteGPIO(ピン番号, 値, ポート名)
  • 値は0：消灯、1：点灯
  • ポート名は文字列で指定、"A"あるいは"B"

raspi_blink_i2c.go

package main

import (
	"time"

	"gobot.io/x/gobot"
	"gobot.io/x/gobot/drivers/i2c"
	"gobot.io/x/gobot/platforms/raspi"
)

func main() {
	//初期化
	raspiAdaptor := raspi.NewAdaptor()
	//MCP23017の初期化
	//I2Cバス1番、アドレス0x20
	i2cexp := i2c.NewMCP23017Driver(raspiAdaptor,
		i2c.WithBus(1),
		i2c.WithAddress(0x20))

	//LEDを流れるように点灯するための制御変数
	//pin: ピン番号0から開始
	//val: 点灯1状態から開始
	var pin, val uint8
	pin, val = 0, 1

	//定期実行
	work := func() {
		//100ms毎にループ
		gobot.Every(100*time.Millisecond, func() {

			//ポートAのピンを点灯/消灯
			i2cexp.WriteGPIO(pin, val, "A")

			//ピン番号を次に移動
			pin++
			if pin > 7 {
				//ピン番号7になったら、ピン番号を0に戻す
				pin = 0
				if val == 1 {
					//現在が点灯1状態なら、次は消灯0状態に
					val = 0
				} else {
					//次は点灯1状態に
					val = 1
				}
			}
		})
	}

	robot := gobot.NewRobot("bot",
		[]gobot.Connection{raspiAdaptor},
		//デバイスに追加
		[]gobot.Device{i2cexp},
		work,
	)

	robot.Start()
}

###実行

コマンドライン

$ go run raspi_blink_i2c.go 
2020/05/31 20:56:29 Initializing connections...
2020/05/31 20:56:29 Initializing connection RaspberryPi-308BFB50 ...
2020/05/31 20:56:29 Initializing devices...
2020/05/31 20:56:29 Initializing device MCP23017-6301D4B5 ...
2020/05/31 20:56:29 Robot bot initialized.
2020/05/31 20:56:29 Starting Robot bot ...
2020/05/31 20:56:29 Starting connections...
2020/05/31 20:56:29 Starting connection RaspberryPi-308BFB50...
2020/05/31 20:56:29 Starting devices...
2020/05/31 20:56:29 Starting device MCP23017-6301D4B5...
2020/05/31 20:56:29 Starting work...
2020/05/31 20:58:30 Stopping Robot bot ...
[Ctrl-C]
$

下記の動画、下の方の8つのLEDが、左から右へ流れています。

#4.おわりに

残課題としては、[Ctrl-C]で止めたときに、IOエキスパンダを全て消灯することです。

現状のままだと、制御が止まった時点の点灯が残ってしまいます。
こちら³を参考に、SIGINT捕捉後にIOエキスパンダのピン番号全てにLを送って消灯するプログラムを試しましたが、どうやらwork := func() {の実行が生きている間に消灯処理を入れないとダメなようです。（今の所、解決できてません）

#参考資料

1. https://godoc.org/gobot.io/x/gobot/drivers/i2c#MCP23017Driver ↩

2. https://github.com/hybridgroup/gobot/blob/master/drivers/i2c/mcp23017_driver.go ↩

3. https://oohira.github.io/gobyexample-jp/signals.html ↩