立命館大学 大学院 講義資料   (C) by T.IZUMI @ Ritsumeikan U, Apr 2021 - 無断複製・再配布を禁ず
Acknowledgements: the base design is presented by Kaitlyn Franz and the base kit is provided by Digilent Inc.

Zybot-R の構成と動作確認

注意

参考資料

• ZYBO reference manual
• ZYBO schematics
• ZYBO documents
• https://reference.digilentinc.com/learn/programmable-logic/tutorials/zybo-zybot-guide/

単独（モニタ、キーボード付き）動作確認

• Zybot-R にlinaro起動用の micro SD card を挿入する。
• Zybot-R にモニタ、キーボード、マウス、電源、必要なら有線ＬＡＮを接続して起動する。
• 起動時の動作パタン（server_scriptに記述）を確認する。
  • サーボモータが中心位置に回転
  • LED (LD0〜LD4) 全点灯 → 全消灯 → LD0のみ点灯（serverがlisten状態）
  • サーボモータが左右に動く（wlan0 起動）
  • サーボモータが上下に動く（eth0 起動）
• ウィンドウ画面が起動したら Ctrl-Alt-T で端末画面を起動する。
• ウィンドウ画面が起動しない？ Ctrl-Alt-F2 でバーチャルコンソールでログインできないか？ (user: linaro, pass: linaro)
• linaro でログインできない？ Guest でログインして su linaro (pass: linaro) できないか？
  
  左上：端末画面、右下：ブラウザによるカメラサーバの画像（後述）
• ファイルシステムの状態を確認する。

  linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ lsblk NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT mmcblk0 179:0 0 7.4G 0 disk tqmmcblk0p1 179:1 0 1G 0 part /mnt/ZYBO_BOOT mqmmcblk0p2 179:2 0 6.4G 0 part / mtdblock0 31:0 0 5M 0 disk mtdblock1 31:1 0 128K 0 disk mtdblock2 31:2 0 10.5M 0 disk mtdblock3 31:3 0 384K 0 disk linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ df Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/root 6495992 1685168 4457800 28% / devtmpfs 239044 4 239040 1% /dev none 51108 592 50516 2% /run none 5120 0 5120 0% /run/lock none 255540 8 255532 1% /run/shm /dev/mmcblk0p1 1046516 6876 1039640 1% /mnt/ZYBO_BOOT linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ mount /dev/root on / type ext4 (rw) none on /proc type proc (rw,noexec,nosuid,nodev) none on /sys type sysfs (rw,noexec,nosuid,nodev) devtmpfs on /dev type devtmpfs (rw,mode=0755) none on /dev/pts type devpts (rw,noexec,nosuid,gid=5,mode=0620) none on /run type tmpfs (rw,noexec,nosuid,size=10%,mode=0755) none on /run/lock type tmpfs (rw,noexec,nosuid,nodev,size=5242880) none on /run/shm type tmpfs (rw,nosuid,nodev) /dev/mmcblk0p1 on /mnt/ZYBO_BOOT type vfat (rw)

• USBデバイスの状態を確認する。WiFiアダプタとカメラが認識できているか？ ※デバイス名や番号は機器によって接続方法によって変わる。

  linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ lsusb Bus 001 Device 002: ID 05e3:0610 Genesys Logic, Inc. 4-port hub Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub Bus 001 Device 007: ID 056e:7016 Elecom Co., Ltd ←カメラ Bus 001 Device 008: ID 0461:4d01 Primax Electronics, Ltd Comfort Keyboard Bus 001 Device 009: ID 04bb:0947 I-O Data Device, Inc. WN-G150U Wireless LAN Adapter ←WiFiアダプタ Bus 001 Device 010: ID 1c4f:0027 SiGma Micro linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ lsusb -t 1-1.1:1.2: No such file or directory 1-1.1:1.3: No such file or directory /: Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ci_hdrc/1p, 480M |__ Port 1: Dev 2, If 0, Class=hub, Driver=hub/4p, 480M |__ Port 1: Dev 7, If 0, Class='bInterfaceClass 0x0e not yet handled', Driver=uvcvideo, 480M |__ Port 1: Dev 7, If 1, Class='bInterfaceClass 0x0e not yet handled', Driver=uvcvideo, 480M |__ Port 1: Dev 7, If 2, Class=audio, Driver=, 480M |__ Port 1: Dev 7, If 3, Class=audio, Driver=, 480M |__ Port 2: Dev 8, If 0, Class=HID, Driver=usbhid, 1.5M |__ Port 3: Dev 9, If 0, Class=vend., Driver=rt2800usb, 480M |__ Port 4: Dev 10, If 0, Class=HID, Driver=usbhid, 1.5M |__ Port 4: Dev 10, If 1, Class=HID, Driver=usbhid, 1.5M

• ネットワークの状態を確認する。接続できているか？ ※アドレスやIDは機器によってネットワーク環境によって接続方法によって変わる。 このIPアドレスを控えておくこと。

  linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ iwconfig wlan0 IEEE 802.11bgn ESSID:"izumilab" Mode:Managed Frequency:2.432 GHz Access Point: 12:34:56:78:9a:bc Bit Rate=1 Mb/s Tx-Power=20 dBm Retry short limit:7 RTS thr:off Fragment thr:off Power Management:off Link Quality=35/70 Signal level=-75 dBm Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:49 Missed beacon:0 lo no wireless extensions. eth0 no wireless extensions. linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ ifconfig eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 12:34:56:78:9a:bc inet addr:192.168.1.100 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0 UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:2704 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:109 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:143913 (143.9 KB) TX bytes:17153 (17.1 KB) Interrupt:147 Base address:0xb000 lo Link encap:Local Loopback inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1 RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:0 RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B) wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr 12:34:56:78:9a:bc inet addr:192.168.1.101 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0 ←この inet addr をメモしておく UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:4789 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:600 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:792668 (792.6 KB) TX bytes:74996 (74.9 KB)

• モータ、サーボの動作確認をする。動作のため、タイヤを浮かせる、サーボの周りの空間をとる、などの準備をしておくこと。
  
  

  linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ sudo /home/linaro/zybot/testio.sh demo action for leds,btns,sws push btns and toggle sws while leds light mem[41200000] <= 00000000 mem[41210000] => 00000000 mem[41220000] => 0000000f : （中略） この間にLEDがデモパタンで点滅する。 この間にBTNを押すと41210000の値が変わる。 この間にSWを変更すると41220000の値が変わる。 : demo action for motors and servos mem[43c40004] <= 00004e20 mem[43c40010] <= 00004e20 mem[43c40000] <= 00000301 mem[43c30000] <= 0001d4c0 mem[43c30004] <= 0001d4c0 : （中略） この間にモータとサーボがデモパタンで動作する。 :

• カメラとカメラサーバの動作を確認する。
  • Firefox を起動する。
  • addressバーに http://localhost:8081 を入力する。
  • カメラからの画像が表示されることを確認する。
  • Firefox を終了する。

シリアルコンソールでの動作確認

• 操作用のＰＣを用意する。Windows マシンに MobaXterm, Chrome, cygwin(gcc, sshを含む)をインストールし、Game Padを接続しておく。以下、この Windows PC 上で作業を行う。
  
  Windows PC の画面、 左上：UART接続によるZybot-Rのシリアルコンソール(これはTeraTermの例)、 左下：sshによるZybot-Rの端末画面(Cygwinからssh、後述)、 右上：ブラウザによるカメラサーバの画像(Chrome、後述)、 右下：Zybot-R制御クライアントプログラム(Cygwinからwinclient、後述)
• micro USB ケーブルを用意し、Windows PC と Zybot-R の PROG UART 端子を接続する。
• MobaXterm等、シリアル(Serial, UART, COM)接続できるプログラムを起動する。 設定は 115200bps, 8bit, no-parity, 1 stop bit, no flow control にする。 （linux系の例… sudo screen /dev/ttyシリアルデバイス名 115200、終了 Ctrl-A \） （BSD系の例… /etc/remote でポート名を確認し、tip -19200 ポート名、終了~.）
• シリアル接続の画面に改行を入力すると root のコマンドプロンプトが確認できる。

  root@linaro-ubuntu-desktop:~# /home/linaro/zybot/testio.sh LED, モータ, サーボの動作を確認する。

ネットワーク経由での動作確認

• Windows PC 上で作業する。
• 以下の例では Zybot-R のIPアドレスを192.168.1.100とする。
• Windows PC のCygwin Terminalのssh で接続を確認する。（MobaXterm でも可）

  linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ izumi@cygwin ~$ rm ~/.ssh/known_hosts ←必要に応じて izumi@cygwin ~$ ssh linaro@192.168.1.100 The authenticity of host '192.168.1.100 (192.168.1.100)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:abcdefghijklmn. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes Warning: Permanently added '192.168.1.100' (ECDSA) to the list of known hosts. linaro@192.168.1.100's password: linaro ←見えない Welcome to Linaro 12.09 (GNU/Linux 4.0.0-xilinx-g986ffc6-dirty armv7l) * Documentation: https://wiki.linaro.org/ New release '14.04.5 LTS' available. Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it. Last login: Sun Sep 25 14:50:25 2016 from cygwin.local linaro@linaro-ubuntu-desktop:~$ sudo /home/linaro/zybot/testio.sh LED, モータ, サーボの動作を確認する。

• Windows PC の Chrome でカメラサーバの映像を確認する。
  • Chrome を起動する。
  • addressバーに http://Zybot-RのIPアドレス:8081 を入力する。
  • カメラからの画像が表示されることを確認する。
  • Chrome を終了する。
• 必要に応じて、有線LAN, WiFiのDHCP, WiFiのSTATIC などの 各接続形態について上記 ssh とカメラのテストを行う。

ネットワーククライアントプログラムの動作確認

• Windows PC 上で作業する。
• Zybot-R 関連ファイル zybotr_files.tgz をダウンロードし展開する。ここではizumiのデスクトップに展開してあるものとする。
• Cygwin Terminalを開く。
• サーバプログラムをコンパイルする。

izumi@cygwin ~$ cd /cygdrive/c/Users/izumi/Desktop/zybotr_client/ izumi@cygwin /cygdrive/c/Users/izumi/Desktop/zybotr_client$ ls Makefile winclient.c izumi@cygwin /cygdrive/c/Users/izumi/Desktop/zybotr_client$ make gcc -o winclient.exe -O -Wall -g winclient.c -mwindows -lws2_32 -lmswsock -ladvapi32 -lwinmm izumi@cygwin /cygdrive/c/Users/izumi/Desktop/zybotr_client$ ls Makefile winclient.c winclient.exe

• クライアントプログラムを実行し、動作を確認する。

izumi@cygwin /cygdrive/c/Users/izumi/Desktop/zybotr_client$ ./winclient.exe 192.168.1.100 usage: ./winclient [server addr] Control for Keyboard q,Q,x,X ... quit f,F ... run forward b,B ... run backward l,L ... turn left r,R ... turn right s,S ... down/up camera t,T ... left/right camera j,J ... use Joypad Control for Jeypad sticks ... run/turn 1,2,3,4 ... move camera 5 ... use Keyboard 6 ... quit Controlled by JoyPad0 Center Values of (X,Y,Z,R)=(00007fff,00007fff,00007fff,00007fff) . ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 ctrl 0000 pwm 0000 0000 syn 0 0 srv 0249f0 0249f0 led 0 : （以下略）

無線動作確認

• Zybot-R の電源を落とす。※端末が開いていれば sudo shutdown -h now してから、なければそのまま電源を切る。
• Zybot-R から、モニタ、キーボード、マウス、有線電源、有線LANを外す。
• バッテリは予め充電しておく。

  過放電に注意！   全てのバッテリを完全充電してから使用すること。 充電状態の異なる電池を組み合わせて使用すると、 先に無くなった電池が他の電池により過放電され、異常発熱や液漏れを起こす。

• Zybot-R にバッテリを装着しVRMのBATTERY端子に接続する。
• Zybot-R を動いても安全な場所に置き、電源を入れる。
• 起動動作パタンを確認する。（LED全点灯→消灯、サーボ左右、サーボ上下）
• Windows PC の Chrome からカメラサーバ http://Zybot-R の wlan0 のアドレス:8081 に接続し、映像を確認する。
• Windows PC の Cygwin Terminalから winclient.exe Zybot-R の wlan0 のアドレス を実行し、動作させる。
• 確認後、Zybot-R の電源を落とす。

関連情報

• Cygwin や MobaXterm local terminal のディレクトリと Windows のフォルダの関係について。
• Windows の C: ドライブは Cygwin では /cygdrive/c となる。
• Cygwin のルートディレクトリ / は Windows では C:\cygwin64 となる。
• Windows の C: ドライブは MobaXterm の local terminal では /drives/c となる。
• MobaXterm の local terminal のルートディレクトリ / は Windows では C:\Users\〔ユーザ名〕\AppData\Local\Temp\Mxt〔バージョン〕 となる。
• MobaXterm local terminal のファイルシステムはセッションごとに生成され終了後に消去される。

泉 知論 ＠ 立命館大学 理工学部 電子情報工学科     その他の講義＆演習資料はこちら