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【MicroPython】Raspberry Pi Pico W をMicroPythonでプログラミング!「ことはじめ」

すけろく
だいぶRaspberryPi Pico Wにも慣れてきたな。
げんろく
うむ。
Arduino IDEでプログラミングできるようになったな。
すけろく
そういえば、MicroPythonでもプログラミングできるのだよな。
げんろく
そうだ。
ではMicroPythonでもプログラムしてみるか!
ようやく、国内の技適認証が完了して「Raspberry Pi Pico W」も流通し始めました。
「Raspberry Pi Pico W」は、Raspberry Pi Picoに「Wi-Fi」機能を実装した開発ボードです。
これまで、Raspberry Pi PicoでWi-Fiなどを使用するには、別のモジュールを用意する必要がありました。
今回、「Wi-Fi」機能が開発ボード上に実装されたことで、インターネットへの接続などが便利になります。
使用用途もかなり広がります。
そこで、今回は「Raspberry Pi Pico W」をMicroPython でのプログラミング手順を確認します。

記事内でご紹介する「Raspberry Pi Pico W」はこちら!

おススメのポイント
Arduino、C/C++、MicroPythonに対応している組み込み開発キットです。
正確なタイマ機能、温度センサーなどを備えたモデルです。ディスプレイ等がないため、消費電力を抑えた構成をとることができます。いろいろ遊べますよ~
おススメのポイント
RaspberryPi Pico Wにピンヘッダをはんだ付けした商品です。
はんだ付けをする必要がないので、初めて使う際には便利です!
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Raspberry Pi Pico Wとは?

 Raspberry Pi Pico との違い

「Raspberry Pi Pico W」は、Raspberry Pi財団が独自に開発したARM Cortex M0+デュアルコアのRP2040マイコンを搭載した開発ボード(基板)です。
C/C++およびMicroPythonで開発が可能となっています。
Raspberry Pi moel4BやZeroなどとはことなり、Linux OSのインストールはできません。
「Raspberry Pi Pico W」は、Wi-Fi機能を搭載していますが、Wi-Fi」機能を搭載しない「Raspberry Pi Pico」もあります。
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 Raspberry Pi Pico / Wのボードレイアウト比較

「Raspberry Pi Pico W」と「Raspberry Pi  Pico」のボードレイアウトは次の通り異なります。

Raspberry Pi Pico
Raspberry Pi Pico
Raspberry Pi Pico W
Raspberry Pi Pico W

 Raspberry Pi Pico / Wのスペック比較

この2つの開発ボードでのスペックを次に比較します。
項目 Raspberry Pi Pico Raspberry Pi Pico W
CPU Dual-core Arm Cortex-M0+ 133 MHz Dual-core Arm Cortex-M0+ 133 MHz
SRAM 264MB 264MB
Flash MEM 2MB on-board QSPI flash 2MB on-board QSPI flash
Wi-Fi ー 2.4GHz 802.11 b/g/n
Bluetooth ー ※未サポート(今後?)
動作温度 -20℃ to +85℃ ー20℃ to +70℃
インターフェイス
(GPIO)
26  GPIO pins
(× 3 アナログ入力含む)
26  GPIO pins
(× 3 アナログ入力含む)
Peripherals 2 × UART,
2 × SPI コントローラ
2 × I2C コントローラ
16 × PWM チャネル
1 × USB 1.1 コントローラ and PHY,
※ホスト/デバイス モードをサポート
8 ×プログラマブルI/O(PIO)
2 × UART,
2 × SPI コントローラ
2 × I2C コントローラ
16 × PWM チャネル
1 × USB 1.1 コントローラ and PHY,
※ホスト/デバイス モードをサポート
8 ×プログラマブルI/O(PIO)
電源 1.8–5.5V DC 1.8–5.5V DC
USB接続 microUSB microUSB
その他 低消費電力スリープモードおよびドーマントモードが利用可能
正確なクロックとタイマーを搭載
温度センサ搭載
高速な浮動小数点ライブラリを搭載
低消費電力スリープモードおよびドーマントモードが利用可能
正確なクロックとタイマーを搭載
温度センサ搭載
高速な浮動小数点ライブラリを搭載
基本的な仕様は同じですが、Wi-Fiモジュールが搭載されたことで、動作保証温度が変更になっているようです。
Bluetoothは、記事作成時点ではサポートされていませんが、モジュールとしては機能を持っています。

GPIO構成

他のセンサーなどとの通信に使用するGPIOの構成は次の通りです。

 

Raspberry Pi Pico Wを使うために必要なもの

「Raspberry Pi Pico W」は、特に付属品なしで販売されています。

そのため、プログラムを書き込む際に必要となるUSBケーブルが別途、必要となります。

USBは、「microUSB」になります。

 MicroPythonでプログラムするために準備すること

「Raspberry Pi Pico W」へのMicroPythonプログラム用に開発ツール「Thonny」を使う方法について記述します。
  1. Thonnyをインストールする
  2. Raspberry Pi Pico W にファームウェアをアップデートする
  3. パッケージ「picozero」をインストールする

Thonnyをインストールする

実際に次の手順で、「Thonny」をインストールできます。

1
Thonnyは次のURLからダウンロードできます。
Thonnyのダウンロードページ
2
ページ右上の「Download」という部分にマウスを持っていくと、左のように表示されます。
今回はWindows11での利用を想定し、Windows(64bit)を選択します。
ファイルがダウンロードされます。

左画面上のThonnyのバージョンは
以下の通りになります。
ver4.1.3
アクセスされるタイミングにより
バージョンは異なります。
ver 4.1.3を使うと、ライブラリを
パッケージ管理から
インストール
できない場合があります。

その場合、以下のバージョンに
ダウングレードすることで

事象を回避できる可能性があります。
Windows11の場合はファイルは
「thonny-4.1.0.exe」です。
v4.1.0バージョンダウンロードサイト
3
ダウンロードされたファイルをダブルクリックすると、左の画面が表示されます。
4
セットアップ画面が表示されます。
「Next」ボタンをクリックします。
5
ライセンスの同意画面で、「Next」ボタンをクリックします。
6
インストール先を指定して、「Next」ボタンをクリックします。
7
スタートメニューに表示する名前を指定して、「Next」ボタンをクリックします。
8
デスクトップにアイコンを作成するかを選択し、「Next」ボタンをクリックします。
9
インストール設定を確認したら、「Install」ボタンをクリックします。
10
インストール中には、左の画面が表示されます。
11
インストールが成功すると、左の画面が表示されます。
「Finish」ボタンを押して、インストールを完了します。

以上で、インストールを完了します。

Raspberry Pi Pico Wのファームウェアをアップデートする

次の手順で、Raspberry Pi Pico W のファームウェアを最新にアップデートします。

No Image
1
最新のファームウェアは次のURLからダウンロードできます。
ファームウェアのダウンロードはこちら
2
Raspberry Pi Pico W をUSBケーブルをRaspberry Pi Pico W につなげます。
3
「BOOTSEL」ボタンを押します。
4
「BOOTSEL」ボタンを押したままパソコンに接続します。
5
エクスプローラーで確認すると、左の画面のように、Raspberry Pi Pico が外部接続ドライブとして表示されます。
ダウンロードしたファームウェアファイルをに外部接続ドライブに、ドラッグアンドドロップします。
Raspberry Pi Pico Wの接続が切断され、エクスプローラが閉じます。
以上で、ファームウェアのアップデート手順は終了です。

Thonny との接続

Thonnyを起動した際の設定手順は、以下の通りです。

1
Thonnyを起動します。
2
以下の通り選択して、「Let’s go」ボタンをクリックします。
Language:「日本語」
Initial settings:「Raspberry Pi (Simple)」
3
エディタ画面が表示されたら、右下のエリアをクリックし、
「インタプリタ設定」をクリックします。
4
「インタプリタ」タブの「どのインタプリタを使用してコードを実行しますか?」から「MicroPython(Raspberry Pi Pico)」を選択します。
5
「ポート」の設定は、「ポートの自動検出を試す」を選択したまま、「OK」をクリックします。
6
エディタ画面に戻ります。
ここで、画面右上にある「通常モードに変更」を押します。
一度Thonnyエディタを終了します。
7
再度、Thonnyを起動すると、左のようにメニューバーが表示されるようになります。
以上で、Thonnyの起動手順は完了です。

ライブラリをインストールする

Thonnyで使うMicroPython向けのライブラリをインストールします。

次の手順では、例として「picozero」を指定しています。

「picozero」ライブラリは、Raspberry Pi 財団が提供しているRaspberry Pi Pico向けのライブラリになります。

他のライブラリをインストールする際には、読み替えてください。

1
Thonnyを起動し、メニューバーから
「ツール」-「パッケージを管理」をクリックします。※「パッケージを管理」がグレーアウトして選択できない場合
以下を試してみてください。
・Raspberry Pi Pico Wをパソコンに再接続する
・Thonny画面の一時停止ボタンを押す。
2
パッケージ管理画面で、上部の入力部分に
「ライブラリ名」を入力します。
入力後、「micropython-lib/PyPIで検索」を
クリックします。
3
検索結果として表示されるライブラリから、
対象となるものの名前のリンクをクリックします。※検索結果が表示されず、SSLの証明書エラーが
表示される場合は
下記の補足に記載した対処方法
を実行してください。
4
ライブラリの詳細が表示されたら、
「インストール」ボタンをクリックします。
5
ライブラリがインストールされ、
左図のように表示されることを確認します。
「閉じる」ボタンをクリックします。
6
Thonnyのエディタ画面で「表示」-「ファイル」を有効にし、
左図のように表示されることを確認します。
Raspberry Pi Pico W上に「lib」ディレクトリが作成され、
その配下にライブラリがインストールされます。
以上でライブラリのインストール手順は終了です。
補足
ライブラリの検索でSSL証明書のエラーが表示される場合の対処次のサイトから、証明書をダウンロードし、パソコンにインストールしてください。
中間証明書のダウンロード元

Raspberry Pi Pico Wで”Lチカ”してみる

いよいよ、動作確認を行います。Thonnyを使って、Raspberry Pi Pico Wに実装されているLEDを点滅させてみます。

 MicroPython プログラム例

 Raspberry Pi Pico Wへの書き込み

Thonnyエディタを使用する場合

1
Raspberry Pi Pico Wをパソコンに
USB接続されているか確認します。

2
Thonnyを起動して、エディタ部分に前述の
プログラムを記載します。

3
画面上部の「保存」ボタンをクリックします。

4
保存先を確認してきますので、
「Raspberry Pi Pico」を選択します。

5
保存名を聞いてきますので、任意に名前を付け、
「OK」ボタンをクリックします。
6
保存名に拡張子「.py」を付加していないと、
左図のような確認画面が表示されます。
「はい」ボタンをクリックします。
7
画面上部の「現在のスクリプトを実行」
ボタンをクリックします。

 プログラム実行結果

実行中は、次の通りLEDが点滅します。

編集後記

いかがだったでしょうか。

「Raspberry Pi Pico W」のプログラミングといえば、「MicroPython」といわれています。

IDEである「Thonny」の環境構築で、いくつか注意点がありますが。うまく動きましたね。

今後は、MicroPythonでのプログラム例もアップしていく予定ですので、ご期待ください。

記事は、以上になります。

最後までご覧いただきありがとうございました。

記事内でご紹介する「Raspberry Pi Pico W」はこちら!

おススメのポイント
Arduino、C/C++、MicroPythonに対応している組み込み開発キットです。
正確なタイマ機能、温度センサーなどを備えたモデルです。ディスプレイ等がないため、消費電力を抑えた構成をとることができます。いろいろ遊べますよ~
おススメのポイント
RaspberryPi Pico Wにピンヘッダをはんだ付けした商品です。
はんだ付けをする必要がないので、初めて使う際には便利です!