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Wio Terminal

Seeed StudiosのWio Terminalは、Arduino互換のマイクロコントローラーで、WiFiやいくつかのセンサー、アクチュエーターが内蔵されています。また、Groveというハードウェアエコシステムを使用して、さらに多くのセンサーやアクチュエーターを追加するためのポートも備えています。

セットアップ

Wio Terminalを使用するには、コンピューターにいくつかの無料ソフトウェアをインストールする必要があります。また、WiFiに接続する前にWio Terminalのファームウェアを更新する必要があります。

タスク - セットアップ

必要なソフトウェアをインストールし、ファームウェアを更新します。

Visual Studio Code (VS Code) をインストールします。これは、C/C++でデバイスコードを書くために使用するエディターです。VS Codeのドキュメントを参照して、インストール方法を確認してください。

💁 Arduino開発のためのもう一つの人気のあるIDEはArduino IDEです。このツールに慣れている場合は、VS CodeとPlatformIOの代わりに使用することもできますが、レッスンではVS Codeを使用する方法を説明します。
VS Code PlatformIO拡張機能をインストールします。これは、C/C++でマイクロコントローラーをプログラミングするためのVS Code拡張機能です。PlatformIO拡張機能のドキュメントを参照して、この拡張機能をVS Codeにインストールする方法を確認してください。この拡張機能は、C/C++コードを扱うためにMicrosoft C/C++拡張機能に依存しており、PlatformIOをインストールすると自動的にC/C++拡張機能もインストールされます。
Wio Terminalをコンピューターに接続します。Wio Terminalの底部にはUSB-Cポートがあり、これをコンピューターのUSBポートに接続する必要があります。Wio TerminalにはUSB-CからUSB-Aへのケーブルが付属していますが、コンピューターにUSB-Cポートしかない場合は、USB-CケーブルまたはUSB-AからUSB-Cへのアダプターが必要です。
Wio Terminal Wiki WiFi Overview documentationの指示に従って、Wio Terminalをセットアップし、ファームウェアを更新してください。

Hello World

新しいプログラミング言語や技術を始める際には、通常「Hello World」アプリケーションを作成します。これは、すべてのツールが正しく設定されていることを確認するために、"Hello World"のようなテキストを出力する小さなアプリケーションです。

Wio TerminalのHello Worldアプリは、Visual Studio CodeがPlatformIOとともに正しくインストールされ、マイクロコントローラー開発の準備が整っていることを確認するためのものです。

PlatformIOプロジェクトを作成する

最初のステップは、Wio Terminal用に設定されたPlatformIOを使用して新しいプロジェクトを作成することです。

タスク - PlatformIOプロジェクトを作成する

PlatformIOプロジェクトを作成します。

Wio Terminalをコンピューターに接続します。
VS Codeを起動します。
PlatformIOアイコンがサイドメニューバーに表示されます：

このメニュー項目を選択し、PIO Home -> Openを選択します。
ウェルカム画面から**+ New Project**ボタンを選択します。
Project Wizardでプロジェクトを設定します：
1. プロジェクト名をnightlightとします。
2. BoardドロップダウンでWIOと入力してボードをフィルタリングし、Seeeduino Wio Terminalを選択します。
3. FrameworkはArduinoのままにします。
4. Use default locationチェックボックスをチェックしたままにするか、チェックを外してプロジェクトの場所を選択します。
5. Finishボタンを選択します。
PlatformIOは、Wio Terminal用のコードをコンパイルするために必要なコンポーネントをダウンロードし、プロジェクトを作成します。これには数分かかる場合があります。

PlatformIOプロジェクトを調査する

VS Codeのエクスプローラーには、PlatformIOウィザードによって作成された複数のファイルとフォルダーが表示されます。

フォルダー

.pio - このフォルダーには、PlatformIOが必要とする一時データ（ライブラリやコンパイル済みコードなど）が含まれています。削除されても自動的に再作成されるため、GitHubなどでプロジェクトを共有する際にソースコード管理に追加する必要はありません。
.vscode - このフォルダーには、PlatformIOとVS Codeの設定が含まれています。削除されても自動的に再作成されるため、GitHubなどでプロジェクトを共有する際にソースコード管理に追加する必要はありません。
include - このフォルダーは、コードに追加のライブラリを追加する際に必要な外部ヘッダーファイル用です。このレッスンではこのフォルダーを使用しません。
lib - このフォルダーは、コードから呼び出す外部ライブラリ用です。このレッスンではこのフォルダーを使用しません。
src - このフォルダーには、アプリケーションのメインソースコードが含まれています。初期状態では、main.cppという単一のファイルが含まれています。
test - このフォルダーには、コードのユニットテストを配置します。

ファイル

main.cpp - srcフォルダー内のこのファイルには、アプリケーションのエントリーポイントが含まれています。このファイルを開くと、以下のコードが含まれています：
```
#include <Arduino.h>

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
}
```
デバイスが起動すると、Arduinoフレームワークはsetup関数を一度実行し、その後loop関数をデバイスがオフになるまで繰り返し実行します。
.gitignore - このファイルには、Gitソースコード管理に追加しないファイルやディレクトリ（例：GitHubにアップロードする際）がリストされています。
platformio.ini - このファイルには、デバイスとアプリの設定が含まれています。このファイルを開くと、以下のコードが含まれています：
```
[env:seeed_wio_terminal]
platform = atmelsam
board = seeed_wio_terminal
framework = arduino
```
[env:seeed_wio_terminal]セクションには、Wio Terminalの設定が含まれています。複数のenvセクションを持つことで、複数のボード用にコードをコンパイルすることができます。

他の値はプロジェクトウィザードの設定と一致しています：
- platform = atmelsamは、Wio Terminalが使用するハードウェア（ATSAMD51ベースのマイクロコントローラー）を定義します。
- board = seeed_wio_terminalは、マイクロコントローラーボードの種類（Wio Terminal）を定義します。
- framework = arduinoは、このプロジェクトがArduinoフレームワークを使用していることを定義します。

Hello Worldアプリを書く

これでHello Worldアプリを書く準備が整いました。

タスク - Hello Worldアプリを書く

Hello Worldアプリを書きます。

VS Codeでmain.cppファイルを開きます。
以下のコードに変更します：
```
#include <Arduino.h>

void setup()
{
    Serial.begin(9600);

    while (!Serial)
        ; // Wait for Serial to be ready

    delay(1000);
}

void loop()
{
    Serial.println("Hello World");
    delay(5000);
}
```
setup関数は、シリアルポート（この場合、Wio Terminalをコンピューターに接続するためのUSBポート）への接続を初期化します。パラメーター9600はボーレート（シンボルレートとも呼ばれる）を指定し、シリアルポートでデータが送信される速度をビット毎秒で表します。この設定では、毎秒9,600ビット（0と1）のデータが送信されます。その後、シリアルポートが準備完了になるまで待機します。

loop関数は、シリアルポートにHello World!という行を送信します。この行にはHello World!の文字と改行文字が含まれます。その後、5,000ミリ秒（5秒）間スリープします。loopが終了すると、再び実行され、デバイスが電源オンの間ずっと繰り返されます。
Wio Terminalをアップロードモードにします。デバイスに新しいコードをアップロードするたびにこれを行う必要があります：
1. 電源スイッチを素早く2回下に引きます。スイッチは毎回オンの位置に戻ります。
2. USBポートの右側にある青いステータスLEDを確認します。LEDが点滅しているはずです。
上記の画像をクリックすると、方法を示す動画が表示されます。
コードをビルドしてWio Terminalにアップロードします。
1. VS Codeのコマンドパレットを開きます。
2. PlatformIO Uploadと入力してアップロードオプションを検索し、PlatformIO: Uploadを選択します。
  
  PlatformIOは必要に応じてコードを自動的にビルドしてからアップロードします。
3. コードがコンパイルされ、Wio Terminalにアップロードされます。
  
  💁 macOSを使用している場合、DISK NOT EJECTED PROPERLYという通知が表示されることがあります。これは、Wio Terminalがフラッシュプロセスの一環としてドライブとしてマウントされ、コンパイル済みコードがデバイスに書き込まれる際に切断されるためです。この通知は無視して構いません。
⚠️ アップロードポートが利用できないというエラーが表示された場合、まずWio Terminalがコンピューターに接続されていること、左側のスイッチでオンになっていること、アップロードモードに設定されていることを確認してください。底部の緑色のライトが点灯し、青色のライトが点滅しているはずです。それでもエラーが発生する場合は、電源スイッチを素早く2回下に引いてWio Terminalを強制的にアップロードモードにし、再度アップロードを試してください。

PlatformIOには、Wio TerminalからUSBケーブル経由で送信されるデータを監視するためのシリアルモニターがあります。これにより、Serial.println("Hello World");コマンドによって送信されたデータを監視できます。

VS Codeのコマンドパレットを開きます。

PlatformIO Serialと入力してシリアルモニターオプションを検索し、PlatformIO: Serial Monitorを選択します。

新しいターミナルが開き、シリアルポート経由で送信されたデータがこのターミナルにストリームされます：

> Executing task: platformio device monitor <

--- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time
--- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters
--- Miniterm on /dev/cu.usbmodem101  9600,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
Hello World
Hello World

Hello Worldが5秒ごとにシリアルモニターに表示されます。

💁 このコードはcode/wio-terminalフォルダーにあります。

😀 'Hello World'プログラムが成功しました！

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