LRA1 Arduino化計画 その1 〜とりあえず始めました〜

この記事について

LRA1をArduino IDEで使えるようにしたい──
そんな野望（？）を持って、ついに動き出しました。
今回は「その1」ということで、まずはハードを形にしてみたお話です。

LRA1をArduino化したい！

これまでLRA1は、専用に作り込んだ BASICインタプリタ で動かしてきました。
ターミナルから直接コマンドを叩けて、I2CやSPI、ADCやPWMまで制御できるから、簡単な実験ならBASICだけで十分なんです。

でも…やっぱり「Arduinoで使いたい！」って声があるんですよね。
ユーザー数やライブラリ資産を考えると、Arduino IDE対応は外せない。
僕自身も「スケッチ一発でLoRa通信！」っていう流れをやってみたくなって、この計画をスタートしました。

🎀 BASICも便利だけど、“Arduino IDEで動く”ってだけでハードルが一気に下がるもんね！

まずは見た目から

いきなりソフトに突っ込むのもアリだけど、やっぱり「見た目から入りたい」性分なので、Arduino互換の基板を作ってみました。
名前は仮に LRA1duino と呼んでいます。

• 形は Arduino UNO 互換サイズ
• LRA1モジュールを真ん中に搭載
• SMAコネクタでアンテナに接続
• ピンヘッダの配置もUNO準拠

つまり「見た目はUNOだけど、中身はLRA1」というコンセプトです。

UNOに近づけてみた

LRA1のMPUは SAMR35。当然ながらATmega328Pを積んだUNOと同じにはできません。
でも、せっかくUNOサイズにしたなら、できる限りピン配置も寄せたい──そう考えて設計しました。

• デジタル／アナログの位置はUNOとほぼ同じ
• PWMピンは制約が大きく、ちょっと無理やり割り当て
• 電源ピンもUNOに準じて並べてある
• そしてUSBは 今風にType-C を採用！

現時点ではソフト的にUNO互換とは言えないけど、シールド資産がそのまま使えるのは大きなメリットです。

🎀 USBがType-Cっていうだけで、“現代のArduino感”が増すよね！

LRA1-EBとの関係

実はこのLRA1duino、機能的には i2-electronics純正の評価基板 LRA1-EB とほぼ同じ構成です。
LCDとBME280を標準搭載していて、すぐに動作確認できるようになっています。

ただし、Arduinoシールドを重ねると LCDが隠れてしまう のがちょっと惜しいところ。
でもシールド側に表示機能がある場合も多いので、そこは割り切りです。

試作を作ってみた

とりあえず基板を発注して組んでみたところ──
BASICモードでは問題なく動作しました。
もちろん細かい修正点は出てきましたが、第一歩としては「ちゃんと動いた！」のでひと安心です。

試作したボードの写真

見た目はそれっぽくなった気がします。

🎀 やっぱり“見た目でテンション上がる基板”って大事だよ〜！

参考回路図

とりあえず、この Rev.1 のボードの回路図を公開します。
自分的にはあまり出来が良くないので、まだ公開には早いかなとも思ったのですが、
参考になればという感じです。

(クリックでPDFを表示)

レイアウトの課題と次のリビジョン

作ってみると分かることも多くて、「やってみないと分からない」っていうのは、基板作りの醍醐味でもありますね。

次のリビジョンでは、こんな修正を予定しています。

• PWMのピン割り当てをもう少し見直したい
• USB-UARTとLRA1をつなぐ バッファ回路の見直し
• 配線の引き回しを整理して、見た目もすっきりさせたい
• LEDの位置を変更したい
• 電解コンをなくして、セラコンにしたい。
• その他いろいろ w

痛基板にする予定

そしてしゃちらぼらしく、次の基板は 痛基板化 を計画しています。
ろらたんやシャチのシルクを入れて、見た目から楽しめる基板にしたいんです。

ただ、今回の試作では、LCDのスルーホールが基板のど真ん中に来てしまいました。
普通の評価基板なら特に問題ないんですが──

痛基板にしたとき、真ん中にはろらたんの絵が入る予定なので、これは大きな課題。
せっかくのシルクをスルーホールで穴だらけにしたくないので、次のリビジョンでは LCDの位置を移動 する予定です。

🎀 真ん中はろらたん専用エリアだからね！デザインと機能の両立って、意外と大事なんだよ〜

いまはBASICしか動かないけど…

現状ではBASICインタプリタでしか動作確認できていません。
でも最終目標は Arduino IDEでスケッチを書いてLRA1を動かすこと。

そのためにコアやボード定義、アップローダーなどを整えていく予定です。
Arduino公式ボードの中には、MCUに SAMD21 を使ったものがあります。
LRA1のコアに使われている SAMR35 は、そのベースが SAML21 で、どちらも同じ Cortex-M0+ 系です。
つまり、SAMD21向けのボード定義を流用すれば、LRA1でも動かせる可能性が高い、というわけです。
ソフト面はまだこれからだけど、「Arduino IDE対応」のゴールを目指して進めていきます。

GitHub公開について

今回紹介した回路は、まだ試作段階。
基板のレイアウトやバッファ回路の見直しなど、次のリビジョンで修正する予定です。

なので、GitHubでの公開は次のリビジョンからにします。
まずはハードウェア（回路図・基板データ）を中心に公開して、ソフトウェア側（Arduinoボード定義やアップローダー）は追いかけていくつもりです。

🎀 “まだ非公開だけど次で出すよ！”って宣言しちゃうと、プロジェクト感が増してくるよね！

まとめ：まずは見た目から！

今回のLRA1duinoは、まだ「ハードの見た目を整えただけ」の状態です。
でも、この形があると次の開発が一気にやりやすくなるんです。
といっても、単にモチベーション的な事だけですけどね。

• UNOサイズ＆シールド対応
• Type-Cコネクタ採用
• LCD & BME280搭載
• しゃちらぼ仕様の痛基板予定

ここから少しずつ、Arduino IDE対応の道を開いていきます。
まずは、見た目ということで、次のステップはろらたんの痛基板にしようかと画策中です。

🎀 これからの連載が楽しみだね！ “その1”はまだ序章だから、続報に期待しててね〜！

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