Arduino Uno-based controller development

알리익스프레스에서 구입한 실드에 핀헤더를 납땜하였다. 보드 아랫쪽에는 핀 설명이 인쇄되어 있지만 윗쪽 7개 핀은 그렇지 않다.

• (위) D12-D12-D11-D3-D2-D1(TX)-D0(RX)
• (아래 왼쪽) RESET-3V3-5V-GND-GND-VIN
• (아래 오른쪽) A1~A5

LCD 및 저항 사다리를 통한 버튼 스위치(4개 방향키 + OK + Reset = 6개)를 위해 쓰인 핀을 제외하면 A1-A5, D0, D1, D2, D3, D11, D12 그리고 D13을 I/O 용도로 사용할 수 있다. 버튼 누름 신호는 A0을 통해 입력된다.

이 실드의 작동 테스트용 코드는 여기에서 입수하였다. Arduino IDE 2.3.8에서 업로드하니 잘 작동하였다.

Sketch uses 2344 bytes (7%) of program storage space. Maximum is 32256 bytes.
Global variables use 167 bytes (8%) of dynamic memory, leaving 1881 bytes for local variables. Maximum is 2048 bytes.

간단한 파이썬 스크립트(pi_button_monitory.py)를 이용하여 Pi가 UNO에게 보내는 메시지를 UNO가 1602 LCD에 표시하도록 하고, 반대로 UNO의 버튼 입력을 Pi의 터미널 창에 표시하게 하였다(SELECT 버튼의 long press 포함). 가급적 TFT-LCD에서 많은 상태 정보를 표시하고 싶었으나, SSH가 끊어지거나 또는 전혀 반응하지 않는 일이 생겨서 일단 TFT-LCD는 쓰지 않고 개발을 이어가기로 하였다. TFT-LCD를 쓰지 않으니 SSH가 끊어지는 일은 발생하지 않았다.

몇 가지 해결해야 할 문제가 있다.

• journald persistent 기능이 제대로 돌지 않는다. 이는 systemd-journald 서비스가 로그 데이터를 디스크에 저장하도록 하여 재부팅한 다음 이전에 왜 system crash가 일어났는지 판별하기 위함이었다. 잘 되지 않는다면 Python logging을 파일로 남기는 것도 좋은 시도이다.
• FluidSynth는 기본적으로 systemd로 작동된다. 하지만 USB 오디오 기기가 연결되기 전에 실행되는 것이라서 동작을 예측하기 어려워진다.
• UNO를 꽂을 때 /dev/ttyACM0 또는 /dev/ttyACM1 중 어느 디바이스명이 할당될지 미리 알기 어렵다. 이는 최종적으로 /dev/fluidardule_uno와 같은 udev 규칙으로 고정하는 것이 바람직하다.

ls -l /dev/serial/by-id/
usb-Arduino__www.arduino.cc__Arduino_Uno_123456-if00 -> ../../ttyACM1
# Python 코드 안에서 다음과 같이 포트 지정
PORT = "/dev/serial/by-id/usb-Arduino__www.arduino.cc__Arduino_Uno_123456-if00"

이번 개발 과정과 관련한 ChatGPT 대화 기록.

USB audio interface(Behringer UCA 200)과 USB MIDI keyboard controller(Akai MPK Mini MkII)를 연결한 상태에서 라즈베리파이를 부팅한 뒤 fluidardule_state_stage7c_autodac_bootsafe.py를 실행하면 다음을 순차적으로 실행한다.

1. 아두이노 우노와 시리얼 통신 수립
2. USB DAC가 연결된 것을 확인하고 FluidSynth 실행(SalC5Light2.sf2)
3. 건반을 두드리면 소리가 남
4. A2에 연결된 pot은 볼륨(CC7)

현재 아두이노 UNO에는 1602 LCD + 키패드 모듈과 pot만 연결된 상태이다. Select 버튼을 길게 누르면 halt/reboot 메뉴로 들어가며, 이 기능이 잘 작동하는 것까지 확인하였다.

작업 기록(블로그)