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by sizuhiko

M5stack の Soracom 拡張ボードを使って FeliCa リーダーで読み取った値を送信する

Monday, February 17, 2020 04:52:00 PM

昨年 Google Cloud Next Tokyo'19 に出展しました でも書いた 勤怠システムを打刻するシステムですが、どこでも簡単に使えるようなデバイスを作ることにしました。

あたりを使います。FeliCaに関連する部材は、WiFi版のプロト開発でも使っていたので新しいのはM5StackとSORACOM拡張ボードあたりになります。 プロトモジュールはピッチ変換基板を取り付けるのに利用します。

Cloud Nextで展示したWiFi版からの変更として、以下のような作業を行いました。

  • M5Stackでの出退勤画面UI作成
  • M5StackとFeliCaリーダーの疎通
  • M5StackとSORACOM拡張ボードの疎通とインターネット接続確認

まぁこれだけやれば、あとは組み合わせるだけですね！

ハードウェアシリアルをどのように利用するか

3G拡張ボードも、FeliCaリーダーもUARTのポートを使って通信するので、リソースの割り当てを考えないといけません。 3G拡張ボードは M5Stack用3G拡張ボードを使う際、PIN(16,17)を利用するデバイスの対応 の記事でも紹介されているように、16,17固定で それ以外を使うのは困難なため、FeliCa側を

M5StackGPS.begin(9600, SERIAL_8N1, 13, 5)

みたいにして対応予定にしていました。

なぜかうまく動かない

M5Stackのプログラムのコンパイルも通過し、

  • 3G拡張ボードの初期化
  • IPアドレスの取得
  • FeliCaリーダーの初期化
  • FeliCaカードの読み取り

まで動作したのですが、ここでSORACOM Beamに接続しようとするとエラーになりました。

で、ここからATコマンドのデバッグをONにしたり、さまざまなログ出力をしてみたのですが、 さっぱりわからず、2日間ほどかけてしまって心が折れたところで愚痴Tweetしてしまったのです…

そしたら Max@ソラコムさん からレスもらってしまって、大変申し訳なくデバッグを続けることに。

結論としては解決

で、結論としては解決しました。

dakoku-m5.ino というファイルにメイン処理を書いていて、そこで3G拡張ボードの初期化をしていました。

TinyGsm modem(Serial2); /* 3G board modem */
TinyGsmClient ctx(modem);

次に RCS620S.cpp という FeliCa リーダー・ライター RC-S620S のArduinoライブラリのコードをローカルに展開するのですが、そこで以下のようにしていました。

/* --------------------------------
 * Variable
 * -------------------------------- */

HardwareSerial RCS620SSerial(2);

// 省略...

int RCS620S::initDevice(void)
{
    int ret;
    uint8_t response[RCS620S_MAX_RW_RESPONSE_LEN];
    uint16_t responseLen;

    RCS620SSerial.begin(115200, SERIAL_8N1, 22, 21);      // for RC-S620/S

FeliCaリーダーはコンフリクトを避けるために21/22番ポートを利用しています。

懸命な読者の皆様はすぐに気づきますかね。 まぁこの場所だけ抜き出すとすぐ気づくかもしれないのですが、たくさんのコードからこの問題に気づくのにはとても時間がかかりました。

時間がかかった原因

まず

  • 3G拡張ボードの初期化
  • IPアドレスの取得
  • FeliCaリーダーの初期化
  • FeliCaカードの読み取り

の動作が正常に動いたことで、どこが悪いのか検討もつかなくなったというのがあります。 たとえばFeliCaリーダーの初期化が失敗したり、IPアドレスが取得できなかったら、 もっと早く気がついたかも。

処理順番としては、まず3G拡張ボードの初期化が動いて、IPアドレス取得まで成功します。 その後でFeliCaリーダーの初期化が動くので、ここでシリアル2の接続を上書きしてしまいます。

最初はシリアル2は16/17番を向いているのですが、途中で21/22番に切り替わります。 なんですべての通信命令はFeliCaリーダーに送信されて、動かないと…

こんな感じでATコマンドのデバッグを入れていたのですが、まぁATコマンドとしてFeliCaリーダーに送信しているので、原因調査の切り口も良くなかった…

#define TINY_GSM_DEBUG Serial
#define TINY_GSM_MODEM_UBLOX
#include <TinyGsmClient.h>

言い訳

M5Stackはスタックの名前のとおりボードを積み上げていくので、各ボードのポートに電気信号が流れているのか検知が難しいですね。 テスター使ったり、LED光らせるわけにもいかない。

ということで、自分で拡張ボード作るときはM5Stackの穴（ネジ穴？）みたいなところにLED入れて、利用状況を可視化したいなと思いました。

さいごに

RCS620S.cpp のシリアル番号を1に変更してうまく動作しました。 SORACOM BeamからGoogle IoT Coreにもうまく連携できた。これは簡単！（苦労は忘れました

/* --------------------------------
 * Variable
 * -------------------------------- */

HardwareSerial RCS620SSerial(1);

これでどこでもSIMを使った通信で勤怠打刻できるようになった。