実機制御 GPIO/I2C/SPI・RTの用語集（17語）

「日時,値」のような1行を、シェルの追記リダイレクト（>>）でファイルの末尾に加える手法。上書き（>）と違い既存の行を消さないため、実行のたびにデータが積み上がり時系列の記録になる。cronと組み合わせれば定期的にレコードが増え、後から表計算で読み込んでグラフ化するのも容易。

多くのLinuxディストリで、/dev/ttyUSB0のようなシリアルデバイスの所有グループになっている。一般ユーザーがsudoなしでこれらを開くには、usermod -aG dialout で自分をこのグループに追加する。追加は現在のセッションには即反映されず、再ログインや再起動が必要。「設定したのにPermission deniedが直らない」多くはこの反映待ちが原因。

General Purpose Input/Output。チップ名とライン番号で個々のピンを指定する。

i2cdetectで機器一覧、i2cget/i2csetでレジスタを読み書き。センサやRTC接続に多用。

カメラの露出やピントの制御を担う比較的新しい枠組みで、Raspberry Piのカメラモジュールはこの系統で扱うのが主流。静止画のrpicam-still、動画のrpicam-vidなどのツールがある。ツール名は raspistill → libcamera-still → rpicam-still と世代で改名されてきたため、手元の環境で動く正確な名前は公式ドキュメントで確認するのが安全。

/dev/gpiochipN を介して操作し、プロセス終了時にラインを自動解放する。旧sysfs方式の後継。

カーネル処理の多くをプリエンプト可能にし割り込み応答の最悪値を抑える。uname -aで確認。

LED調光・モータ速度・サーボ角度に使う。/sys/class/pwm でperiodとduty_cycleを設定。

I2Cより速いがデバイスごとにCS線が必要。/dev/spidevX.Y を介して通信する。

Linux 4.8以降deprecated。プロセスが落ちてもピンが解放されない等の問題がありlibgpiodへ移行。

Universal Asynchronous Receiver/Transmitterの略。送信(TX)と受信(RX)を交差でつなぎ、GNDを共通にして通信する。共通クロック線を持たないため、双方であらかじめ速度(ボーレート)を合わせる必要がある。仕組みが単純で壊れにくく、画面もネットワークも無い基板と対話できる「最後の命綱」として組込みで多用される。

Video4Linux2の略。種類の違うカメラやキャプチャ機器を、アプリから同じ作法で扱えるようにする共通の窓口。多くのUSBカメラは挿すと/dev/video0として現れる。v4l2-ctlで接続機器や対応解像度を調べられる。Raspberry Piのカメラモジュールは近年libcamera系で扱うことが多く、そこは住み分けがある。

温度や湿度などをI2Cなどで一定間隔ごとに読み、日時とともにファイルへ蓄積する仕組み。読み取り・変換・追記を1本のスクリプトにまとめ、cronで定期実行するのが定番。物理世界の変化をデジタルの数字にして保存する、組込み入出力の基本パターンで、対象センサが変わっても骨格は共通。

cronなどで定期的に1枚ずつ撮影し、日時入りのファイル名で連番画像を溜め、後で順に再生することで、花の開花や空の移ろいといったゆっくりした変化を短時間に凝縮して見せる。定点観測カメラの自然な発展形で、静止画を撮る仕組みさえ作れば、あとは間隔と枚数を決めるだけで作品にできる。

未接続時の電位を安定させ、ノイズによる誤検出を防ぐ。ボタン回路で重要。

UARTなどで1秒間に何ビット送るかを表す速度。共通クロックを持たないUARTでは、送る側と受ける側でこの値を揃えないと区切りがずれ、文字化けした記号の羅列になる。組込みでは115200が事実上の標準で、ほかに9600などもある。よく「115200 8N1」（速度・データ8bit・パリティなし・ストップ1bit）の形で表記される。

リアルタイム用途では平均より「最悪値」が重要。cyclictestで実測評価する。