センサーなどの情報を記録したいな。
使いたいのか。
センサーやカメラのデータを保存したいのだ。
使いやすいそ。使ってみるか！
この記事では、「Raspberry Pi Pico／W」に「microSDカードスロット」を接続して読み書きしてみます。
microSDカードは、とても小さいですが、かなりのデータ量を保存できるので、「Raspberry Pi Pico／W」でも活用の幅は大きいです。
microPythonやC言語でのプログラム例はあるものの、Arduino IDEを使った例はあまりないので、ぜひチェックしてくださいね！
Raspberry Pi の中でも、省電力なCPUを搭載したマイコン開発ボードです。
他のRaspberry Pi 製品とは異なり、Linux OSを搭載していません。
しかし省スペース、省電力の専用CPU「RP2040」を搭載していて、Arduino IDEや、MicroPythonで開発可能です。
しかも、Wi-FiとBluetoothが使用できるモジュールも搭載されているので、スタンドアロンでの稼働のみならず、他のマイコンと無線通信することが可能です。
「microSDカードスロット」を「Raspberry Pi Pico／W」のGPIOに接続し、microSDカードにあるデータを読み書きします。
開発環境としては、Arduino IDEを使います。
ぜひ、皆さんも挑戦してみてくださいね！
この記事の前提となる「Raspberry Pi Pico W」のはじめかたは、次の記事で紹介しています。
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今回の記事の対象となるマイコンはこちら！
Raspberry Pi Pico
Raspberry Pi Pico W
ピンヘッダ実装済み
ピンヘッダを自分ではんだ付けするもの
microSDカードスロットとの接続をするためには？
microSDカードスロットは、microSDカードを挿入してデータの読み書きができるものです。
microSDカードは、次のような端子を持っています。
今回はmicroSDをSPIというプロトコルで操作しますので、各端子の対応付けは次の通りになります。
| microSDカード側 | SPIでの役割 |
| D2（DAT2) | 接続なし |
| CD/D3（DAT3) | CS（Chip Select) |
| CMD | MOSI（RX) |
| VDD | 3.3V |
| CLK | SLK |
| VSS | GND |
| D0（DAT0) | MISO（TX) |
| D1（DAT1） | 接続なし |
今回、microSDカードにアクセスするために、次のmicroSDスロットを準備しました。
駆動電圧は3.3Vですので、今回のRaspberry Pi Pico / W では問題ありませんが、Arduino Unoなどの場合は５V⇔3.3Vのレベルシフターが必要です。
microSDカードスロットの端子の対応付けは次の通りです。
SPIを使った接続を行う場合の端子の対応付けは次の通りになります。
スロットには、microSDカードが挿入されているかを検出するスイッチ（A、B）が追加されています。
| microSDカードスロット側 | SPIでの役割 |
| D2（DAT2) | 接続なし |
| CD/D3（DAT3) | CS（Chip Select) |
| CMD | MOSI（RX) |
| VDD | 3.3V |
| CLK | SLK |
| VSS | GND |
| D0（DAT0) | MISO（TX) |
| D1（DAT1） | 接続なし |
| カード検出スイッチB | microSDカード検出時に A-Bの間がクローズとなる スイッチとして働きます。 |
| カード検出スイッチA | 同上 |
「Raspberry Pi Pico／W」との接続の際には、SPIのポートの対応付けに注意しながら次のように接続しました。
「Raspberry Pi Pico／W」では、SPIで使うことのできるインターフェイスはSPI0とSPI1がありますが、今回はSPI1を使用します。
| microSDカードスロット側 | SPIでの役割 | Raspberry Pi Pico /W側 | GPIO |
| D2（DAT2) | 接続なし | 接続なし | – |
| CD/D3（DAT3) | CS（Chip Select) | CS | 13 |
| CMD | MOSI（RX) | MISO（TX） | 15 |
| VDD | 3.3V | 3.3Vout | 3.3Vout |
| CLK | SLK | SCK | 14 |
| VSS | GND | GND | GND |
| D0（DAT0) | MISO（TX) | MOSI（RX） | 12 |
| D1（DAT1） | 接続なし | 接続なし | – |
| カード検出スイッチB | microSDカード検出時に A-Bの間がクローズとなる スイッチとして働きます。 |
GND | GND |
| カード検出スイッチA | 同上 | SDSW | 9 |
カード検出スイッチAに接続するGPIO9は、プルアップし、スイッチA－B間がクローズした場合にLOWになるようにします。
スイッチを使った回路例は、次の記事で紹介しています。
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最終的な、「Raspberry Pi Pico／W」と「microSDカードスロット」の接続は次のようになります。
「Raspberry Pi Pico／W」は、USBでパソコンと接続して、シリアルモニター経由でmicroSDカードへの処理内容を出力させます。
実際にブレッドボード上で接続すると次のようになりました。
ブレッドボード左側にあるPicoprobe用の「Raspberry Pi Pico」には、
GPIOをわかりやすくする「GPIO Master」を取り付けています。
気になる方は、こちらからどうぞ。
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この商品は、電子工作でRaspberry Pi Pico/Wを使う場合に便利なツールです。Raspberry Pi Pi…
microSDカードへの読み書きプログラムの作成
microSDカードへ読み書きするプログラムを作成します。
今回は、次のような処理を行います。
- microSDカードが挿入されるとカード内のファイル一覧を表示する
- microSDカード挿入時に「Hello microSD card ! 」というテキストを「mountdate.txt」ファイルに追記する
Arduino IDEでのプログラムの作成
プログラムをArduino IDEで作成して書き込みます。
そのためにArduino IDE上で新規のスケッチを作成します。
スケッチに次のようにコードを記載し、保存します。
Arduino IDE スケッチ例
Raspberry Pi Pico Wへの書き込み
- Raspberry Pi PicoをパソコンにUSB接続します。
- Arduino IDEで前述のプログラムを記載して、 「ファイル」メニューから「名前を付けて保存」で任意の名前を付けて保存します。
- 「ツール」メニューから「ボード」情報を確認し、次のものを選択します。
「Raspberry Pi Pico/RP2040」－「Raspberry Pi Pico W」 - 「シリアルポート」にマイコンを接続したCOMポートが指定されているかも確認します。
- 「ツール」メニューから「シリアルモニタ」を選択してシリアルモニタを起動します。（転送速度は「115200」です)
- 「スケッチ」メニューから「マイコンボードに書き込む」を選択します。
※Raspberry Pi Pico の場合は、③の手順から適宜変更してください。
プログラム実行結果
書き込みが完了したら、microSDにテスト用のファイルを格納します。
ファイルは、次のような構成にしました。
フォーマット：FAT32
/ ←microSDのルート testfile01.txt ←ルートに配置したファイル testfile02.txt testfolder/ ←フォルダ testfolder_text01.txt ←フォルダ内に格納したファイル mountdata.txt ←書き込みテスト用ファイル（ルートに配置）
microSDカードをスロットに挿入するとArduinoIDEのシリアルモニタに、次のように出力されます。
Initializing SD card... Wiring is correct and a card is present. Card type: SDHC/SDXC System Volume Information/ WPSettings.dat12CREATION: 2024-07-01 17:44:12LAST WRITE: 2024-07-01 17:44:14 IndexerVolumeGuid76CREATION: 2024-07-01 17:44:14LAST WRITE: 2024-07-01 17:44:16 testfile01.txt 0 CREATION: 2024-07-01 17:48:18 LAST WRITE: 2024-07-01 17:00:56 testfile02.txt 0 CREATION: 2024-07-01 17:48:34 LAST WRITE: 2024-07-01 17:00:56 testfolder/ testfolder_text01.txt0CREATION: 2024-07-03 12:53:32LAST WRITE: 2024-07-03 12:53:34 mountdata.txt 0 CREATION: 2024-07-03 12:54:10 LAST WRITE: 2024-07-03 12:54:12 /mountdata.txt exists.
フォルダ階層きちんと認識して表示できています。
「mountdata.txt」ファイルにも「Hello microSD card !」と追記されていることが確認できます。
編集後記
いかがだったでしょうか。
「Raspberry Pi Pico／W」に「microSDカードスロット」を接続して読み書きしてみました。
センサーや、カメラなどから生成されるデータを「Raspberry Pi Pico／W」に接続したmicroSDへ保存できるようになりました。
これで様々なIoT機能をmicroSDカードのデータをもとに動かすことができますね！
記事の内容は以上です。
最後までご覧くださり、ありがとうございました。
次回もご期待ください。
今回の記事の対象となるマイコンはこちら！
Raspberry Pi Pico
Raspberry Pi Pico W
ピンヘッダ実装済み
ピンヘッダを自分ではんだ付けするもの
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