４つの距離センサは、Cで制御し、4つのモータのエンコーダーからの回転数取得はjavaで制御しなければならない事情を先に書いた。そこで、２つのMCP23S17を使って、それぞれを距離センサとエンコーダ処理用にする戦略をとることにした。
RaspberryPi の一つのSPI０チャンネルに、上記の二つのMCP23S17をバスでぶら下げることにする。デバイスの識別は、A0,A1,A2端子を１、０で区別すればいい（８個区別出来る）。基本的に、０番と１番のデバイスにする。
距離センサはCプログラムで制御するのだが、ロボットの方は、javaで制御システムが書かれているので、センサのCプログラムは、ライブラリ化（libdistance.so）して、jna経由で、javaから直接そのライブラリを使うようにすればいい。これはすでにやったことがあるので、簡単にできると思ったが、結局、昨日の夜から今日の夜まで、かかった（途中、大学に行って学生の修論指導はしたが）！
第一に手こずった問題は、libdistance.soを作成して、javaのjnaを使ったプログラムを書いて、lib distance.soをLD_LIBRARY_PATHの環境変数で与えられる場所において、動かしてみたのだが、どうやっても、
「java.lang.UnsatisfiedLinkError: /tmp/jna-3577/jna760224136558438898.tmp: /tmp/jna-3577/jna760224136558438898.tmp: 共有オブジェクトファイルを開けません: そのようなファイルやディレクトリはありません」
というエラーが出る。色々やって、かなり長時間格闘して、結論的には、最新のjna.jar (4.5.1)とraspberrypiの何らかの相性が悪いという判断をした。同じ状況で、linux（ubuntu16.04）では、ちゃんと動くのだから。
これは間違っているかもしれない。が、私の能力の範囲での結論はそうなのだ。だから、去年ちゃんとraspberrypi上で動いたjna.jarを持ってきて、それでセットしたらちゃんと動いた。あ〜あ。
もう一つ、こちらは大したことはないのだが、wiringPiのライブラリもちゃんとくっつけて、libdistance.soを作成しないと、wiringPiの関数が見つからないと怒られる！
プログラムをいかに掲載する。まず、Cライブラリのプログラム distance.cは以下のようになる。
/*
距離センサーライブラリ
MCP23S17をデバイス０番でセットしておく
使い方：
getdistance('センサー番号：整数 0-3')
*/
#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <mcp23s17.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
// 64より大きな数字、適当 wiringpiの要請
#define BASE 123
int trigPin, echoPin;
int pulseIn(int pin, int level, int timeout){
struct timeval tn, t0, t1;
long micros;
gettimeofday(&t0, NULL);
micros = 0;
while (digitalRead(pin) != level){
gettimeofday(&tn, NULL);
if (tn.tv_sec > t0.tv_sec) micros = 1000000L; else micros = 0;
micros += (tn.tv_usec - t0.tv_usec);
if (micros > timeout) return 0;
}
gettimeofday(&t1, NULL);
while (digitalRead(pin) == level){
gettimeofday(&tn, NULL);
if (tn.tv_sec > t0.tv_sec) micros = 1000000L; else micros = 0;
micros = micros + (tn.tv_usec - t0.tv_usec);
if (micros > timeout) return 0;
}
if (tn.tv_sec > t1.tv_sec) micros = 1000000L; else micros = 0;
micros = micros + (tn.tv_usec - t1.tv_usec);
return micros;
}
// セットアップ関数の呼び出しは、最初の１回だけである
// 何度も呼び出してはならない
void setup(int pin){ // pin -> 0-3
trigPin = BASE+pin+8; // B0-B3
echoPin = BASE+pin; // A0-A3
wiringPiSetup () ;
mcp23s17Setup (BASE, 0, 0) ;
pinMode (trigPin, OUTPUT) ;
pinMode (echoPin, INPUT) ;
pullUpDnControl (echoPin, PUD_UP) ;
}
int getdistance(){
long duration, distance;
// HIGHが10μs継続するパルスを出す
digitalWrite(trigPin, LOW); // Added this line
delayMicroseconds(2); // Added this line
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10); // Added this line
digitalWrite(trigPin, LOW);
// その結果出力された超音波を受け取る
// その時間差から距離を測る
duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 1000000);
//printf("duration=%d ",duration);
distance = (duration/2) / 29.1;
//printf("距離 = %d cm\n",distance);
//sleep(1);
return (int)distance;
}
これをコンパイルするためには次のようにする。
gcc -fPIC -shared -o libdistance.so distance.c -lwiringPi
最後に、wiringPiのライブラリをくっつけているところ大事。というのも、これをつけなくても、コンパイル自身は難なく通ってしまうから、実行時に叱られる。
export LD_LIBRARY_PATH=../XXX :$LD_LIBRARY_PATH
sudo ldconfig
とかする。../XXXはlibdistance.soをおく場所である。あるいは、
/etc/ld.so.conf.d
の設定ファイルに、そのパスを書いておき、ldconfigを実行するとかする。
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
// ここの部分がlibdistance.soと接続するおまじない
interface DistanceLib extends Library {
DistanceLib INSTANCE = (DistanceLib) Native.loadLibrary("distance", DistanceLib.class);
// 使うべき関数を宣言する
int getdistance() ;
void setup(int pin);
}
/**
*
* @author washida
*/
public class Distance {
DistanceLib dlib = DistanceLib.INSTANCE;
void show(){
dlib.setup(0);
for(int i=0;i<100;i++){
int dis = dlib.getdistance();
System.out.println("No."+ i +": 距離 = "+dis+"cm");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException ex) {
Logger.getLogger(Distance.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
}
}
}
/**
* @param args the command line arguments
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO code application logic here
Distance dis = new Distance();
dis.show();
}
}
こちらは特に問題はないだろう。