Программирование Arduino из Linux, gentoo-way, быстрый старт

К сожалению, информация, необходимая для подключения Arduino к компьютеру, оказалась разрозненна по разным источникам на разных языках. Как известно, gentoo — это дистрибутив linux с непрерывной разработкой, фактически в нем и понятия такого быть не может, как «дистрибутив». Из-за этого решение проблемы, найденное в интернете, может оказаться неработоспособным просто потому, что на целевой системе другой набор пакетов и настроек.

Кроме того, авторы, как правило, приводят команды и решения специфичные для конкретной системы в конкретный момент времени. Проходит некоторое время, версии продуктов изменяются, меняются некоторые пути и файлы. Данная статься попытка не только консолидировать информацию, но и изложить так, чтобы информация устаревала как можно в меньшей степени, и было легко модифицировать команды под вашу систему. Возможно это будет полезно и в других дистрибутивах.

Установить в ядро поддержку USB конвертера

После подключения конвертера к USB порту видим следующее:

# tail /var/log/messages
my-pc kernel: usb 6-1: new full-speed USB device number 2 using uhci_hcd
my-pc kernel: usb 6-1: New USB device found, idVendor=0403, idProduct=6001
my-pc kernel: usb 6-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
my-pc kernel: usb 6-1: Product: FT232R USB UART
my-pc kernel: usb 6-1: Manufacturer: FTDI
my-pc kernel: usb 6-1: SerialNumber: A900eYdz

Для этого конвертера нужен драйвер ftdi_sio, предпочитаю не добавлять в ядро то, что не нужно при загрузке системы, а компилировать в виде модуля. Genkernel я не использую, а вы можете компилировать ядро удобным для вас способом.

Device Drivers  --->
    [*] USB support  ---> 
        <M>   USB Serial Converter support  --->
            <M>   USB FTDI Single Port Serial Driver

Компилируем модуль и загружаем:

# make && make modules_install
# modprobe  ftdi_sio

#tail -f /var/log/messages
my-pc kernel: usbcore: registered new interface driver usbserial
my-pc kernel: usbcore: registered new interface driver usbserial_generic
my-pc kernel: usbserial: USB Serial support registered for generic
my-pc kernel: usbcore: registered new interface driver ftdi_sio
my-pc kernel: usbserial: USB Serial support registered for FTDI USB Serial Device
my-pc kernel: ftdi_sio 6-1:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
my-pc kernel: usb 6-1: Detected FT232RL
my-pc kernel: usb 6-1: Number of endpoints 2
my-pc kernel: usb 6-1: Endpoint 1 MaxPacketSize 64
my-pc kernel: usb 6-1: Endpoint 2 MaxPacketSize 64
my-pc kernel: usb 6-1: Setting MaxPacketSize 64
my-pc kernel: usb 6-1: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

У нас появился интерфейс:

# ls -l /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root  uucp, 0 марта  9 13:04 /dev/ttyUSB0

Обратите внимание на права. Необходимо добавить вашего пользователя в группу uucp

# usermod -aG uucp <user>

Если вы используете другой конвертер, то добавьте в ядро его поддержку, в остальном все должно быть аналогично.

Установка или обновление пакета rxtx

emerge dev-java/rxtx

Актуально только для 64-битных систем:
В момент написания статьи стабильная версия пакета dev-java/rxtx-2.1.7.2-r3, но прошивка Arduino с ней работать не будет, необходимо поставить dev-java/rxtx-2.2_pre2. Вероятно когда появится новая стабильная версия проблема будет устранена.

# echo =dev-java/rxtx-2.2_pre2 ~amd64 >> /etc/portage/package.keywords

Установка:

emerge =dev-java/rxtx-2.2_pre2

Установка java виртуальной машины sun

Можно использовать SDK или JRE, если не знаете, нужен ли вам SDK, то он вам не нужен, и выбирайте sun-jre-bin:

# emerge dev-java/sun-jdk
    или
# emerge dev-java/sun-jre-bin

Из-за лицензионных ограничений вам придется вручную скачать соответствующий исходный файл и скопировать его в /usr/portage/distfiles. Кроме того, VM распространяется под отдельной лицензией, поэтому ее небходимо добавить в файл make.conf:

ACCEPT_LICENSE="Oracle-BCLA-JavaSE"

Убедитесь, что нужная VM выбрана:

# eselect java-vm list
Available Java Virtual Machines:
  [1]   sun-jre-bin-1.6  system-vm

Установка окружения toolchain для компиляции

# emerge sys-devel/crossdev app-portage/layman

Добавьте в файл /etc/make.conf строку, если ее еще нет, и создайте каталог:

# echo source /var/lib/layman/make.conf >> /etc/make.conf
# mkdir -pv /usr/local/portage

Компилируем toolchain, опции по умолчанию соответствуют stage4 и использованию стабильных пакетов:

# crossdev -t avr

Установка собственно самой IDE для программирования

Постольку нет ни одной стабилизированной версии, то скорее всего она появится не скоро. Поэтому просто устанавливаем последнюю версию. Необходимо разблокировать следующие пакеты, добавив в файл /etc/portage/package.keywords следующие строчки:

dev-embedded/arduino ~amd64
dev-embedded/uisp ~amd64

Можно добавить флаги для установки примеров и документации:

echo dev-embedded/arduino doc examples >> /etc/portage/package.use

Установка:

# emerge arduino

Запускаем arduino

Выбираем в меню Сервис -> Плата ваш вариант Arduino и Сервис -> Последовательный порт – порт, который появился после подключения конвертера, обычно это /dev/ttyUSB0. Самый простой скетч Blink уже был загружен в мою плату производителем, поэтому чтобы проверить, как все работает, я его модифицировал: теперь светодиод моргает попеременно короткой и длинной вспышкой:

/*
  Blink A Morse code
  Turns on an LED on adruino 'Dot - Dash - Pause'
 */
 
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
int led = 13;

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {                
  // initialize the digital pin as an output.
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(200);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(200);
  digitalWrite(led, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(led, LOW);
  delay(500);
}

Нажимаете галочку «Проверить» и стрелочку «Загрузить» и будет вам счастье. На самом деле может и не будет, потому что необходимо устранить еще некоторые проблемы и об этом ниже.

Проблемы:

Если пункт выбора последовательного порта деактивирован, то вам снова нужно вернуться к началу статьи и

• проверить поддержку конвертера ядром:

  #zgrep FTDI /proc/config.gz
  CONFIG_USB_SERIAL_FTDI_SIO=m
  

• наличие модуля в памяти:

  # lsmod | grep ftdi
  

• можно попробовать его перезагрузить:

  # modprobe -r ftdi_sio
  # modprobe ftdi_sio
  

• проверить версию rxtx:

  # qlist -ICv rxtx
  dev-java/rxtx-2.2_pre2
  

Если все проверили, попробуйте перезагрузить систему, в одном из случаев мне это помогло.

При компиляции выводится ошибка:

/usr/libexec/gcc/avr/ld: cannot open linker script file ldscripts/avr5.x: Нет такого файла или каталога
collect2: ошибка: выполнение ld завершилось с кодом возврата 1

причина в том, что пути по которым установлен toolchain не соответствуют путям где его ищет arduino. Находим сначала где нужный файл:

# find /usr/ -name avr5.x
/usr/lib64/binutils/avr/2.23.1/ldscripts/avr5.x

затем создаем символическую ссылку:

# ln -s /usr/lib64/binutils/avr/2.23.1/ldscripts /usr/avr/lib/ldscripts

При компиляции выводится ошибка:

/usr/libexec/gcc/avr/ld: cannot find crtm328p.o: Нет такого файла или каталога
collect2: ошибка: выполнение ld завершилось с кодом возврата 1

Для вашей платы имя файла может быть другим, а решение то-же, необходимо создать соответствующую символическую ссылку. Ищем файл:

# find /usr/ -name crtm328p.o
/usr/avr/lib/avr5/crtm328p.o

создаем ссылку:

# ln -s /usr/avr/lib/avr5/crtm328p.o /usr/avr/lib/

Вместо заключения

Сама плата и способы ее использования меня заинтересовали в контексте построения системы «Умный дом». Сейчас у меня капитальный ремонт квартиры в самом разгаре, и я могу проложить любые кабели, разместить любые коммутационные коробки и т. д.

Использованные источники

1. playground.arduino.cc/linux/gentoo ^[1]
2. forums.gentoo.org/viewtopic-t-907860.html ^[2]
3. arduino.cc/en/Tutorial/blink ^[3]
4. forums.gentoo.org/viewtopic-t-834097.html ^[4]
5. bugs.gentoo.org/show_bug.cgi?id=147155 ^[5]
6. lpig.wordpress.com/2011/09/28/arduino-and-gentoo/ ^[6]

Автор: madixi

Источник ^[7]