ハードウェアの準備

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1.　６ピンヘッダをハンダ付けする

プログラムを書き込むためにはUSB-シリアル変換器を接続するために、基板の短辺にある6孔に、ピンヘッダをハンダ付けする必要があります。

ブレッドボードなどに挿すことを考えると基板下面にはスペースがないため、ピンヘッドは基板上面（クルミちゃんの顔のある方）側から孔に通して裏面側でハンダ付けすることになるでしょう。
ピンの長さが短い方がハンダする側、長い方がUSB-シリアル変換器のソケットに挿す側です。

ピンの向きは、ストレート型を取り付けると基板に直角に、L型だと基板に水平に向きます。
（ピンヘッダ（オス）型以外にピンソケット（メス）型もあります）

基板の端子の孔に直接挿して簡単に抜けないジャンパー線（先端が細い二股になっている）もあります。

ピンソケットを付けたい場合は、両端同じ長さのピンヘッダを使います。

参考までに　電子工作のコツ/ハンダ付け

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２．USB-シリアル変換器経由でパソコンと接続する

１）　FTDI　VCPドライバをダウンロードする

Arduino向けのUSB-シリアル変換器はどこのメーカもFTDI（IFuture Technology Devices International）社製のチップを載せてあり、VCP（Virtual COM Port）のドライバをパソコンに組み込むことで、USB-シリアル変換器がCOM 1～ｎのシリアルポートとして扱えるようになります。

（ⅰ）　ドライバのダウンロードは↓ここから行えます。
　　　　　　　　　　　　　　　　FTDI　VCP driver

（ⅱ）　このページの中の「VPC　Drivers」以下の一覧表で、使用するパソコンのOSと32/64bit版の種別からドライバのバージョンを選択します。
例えば「Windowsの32bit版」なら「2_08_28」を左クリックして選びます。 (Windowsは64bit版でもバージョンは同じです。2013-02-20現在ですが)

（ⅲ）　するとすぐにダウンロードが始まり、パソコンの「ダウンロード」のフォルダに「CDM 2.08.28 WHQL Certified」といったフォルダが作られますので、OSがドライバを認識する分かり易い場所に移動してください。
（ダウンロードしたままでもUSBコネクタを挿すと認識はされました)



２）　USB-シリアル変換器とケーブルをつなぐ

（ⅰ）　USB-シリアル変換器にUSBケーブルのミニBポート（小）コネクタを差し込みます。
（上下の向きに注意して合う方で差し込みます）

（ⅱ）　USBケーブルのAポート（大）コネクタをパソコンに差込みます。
（上下の向きに注意して合う方で差し込みます）
（ⅲ）　パソコンにUSBケーブルが差込まれるとしばらくして自動的に認識されるはずです。

（ⅳ）　COM番号を確認するには
「スタート」から「デバイスとプリンタ」（windows7の場合）を左クリックすると、例えば「FT232R USB UART」といったUSBを使用した機器のアイコンが表示されます
（ⅴ）　それを左ダブルクリックして選択し、「FT232R USB UARTのプロパティ」といったプロパティ表示で、「ハードウェア」タブを左クリックすると、「デバイスの機能」の中に「USB　Serial　Port（COM3）」といった番号が確認できます。

USBデバイスは認識されているのにCOMポートが認識されない時は、ドライバがうまく見つけられなかったと考えられますから、ダウンロードしたドライバのあるフォルダを手動で設定する必要があります。
ただ初めてUSBコネクタを挿し込んだとき、その直後は認識されなくても数分後に認識されたことがありますから、パソコンのOSがドライバを検索して組み込む時間を考慮した方がよいでしょう。


３）　USB-シリアル変換器とGR-KURUMIをつなぐ

USB-シリアル変換器の６ピン孔にGR-KURUMIの（ハンダ付けした）6ピンヘッダを挿します。

ここで重要なことは、ピンヘッドの挿す向きを間違えないことです。
というのも、メーカによってはコネクタが左右逆についており、すなわち変換器を表裏ひっくり返して挿さないといけないものもあるのに、ピンヘッダは間違った向きでも普通に挿さってしまうからです。
間違った向きで挿してあると当然動きませんし、壊れてしまうかもしれません。

基板の表面には以下のようにピンの項目がプリントされてありますので、GNDとGND、DTRとDTRを合わせる向きでつないでください。（RXIとTXOは互いに交差します）

	GR-KURUMI		USB-シリアル変換器
(1)	GND	⇔	GND
(2)	CTS	→	CTS
(3)	VCC	←	VCC
(4)	RXI	←	TXO
(5)	TXO	→	RXI
(6)	DTR	←	DTR

あらかじめ用意するもの

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【基本セット】

１）　USBケーブル（USBミニBコネクタ）
　　例） USB [A：ミニB] タイプのUSB2.0ケーブル

ミニBコネクタタイプであることを間違わないよう
ケーブルが短すぎると作業しにくいが長すぎるとノイズが混じり易くなることがあるので１ｍ前後にする

２）　USB-シリアル変換器
　　例）　FTDI Basic Breakout-3.3V USB-シリアルアダプタ
　　
　どのメーカでもよいがArduino (Pro mini)製品向け（６ピンの並びが決まっている）を選ぶこと

３）　6ピンヘッダ（2.54mmピッチ）
　　例）　ライトアングルピンヘッダ（6ピン） 213A-6RE-02
　
ストレートやL型があり、ピンが基板に対してストレートは直立、L型は平行に出る形になる
どちらでも使いやすそうな方を選ぶ
ピンヘッダは割り易いように筋がつけてあるので、10ピン用などを6ピンのところで割って切り離してもよい

４）　GR-KURUMI
　　例）　GR-KURUMI　ＮＥＴ購入先（若松通商）

　　若松通商さん以外でも売っている


【ハンダセット】

５）　ハンダ　
　例） リール巻はんだ 100g巻 φ0.8mm SE06008


６）　ハンダごて
　例） はんだこてセット X-2000E


【その他あった方がよい物】

７）　ストレートのピンヘッダ24ピン以上
　例）　40ピン基板用ピンヘッダ　

８）　ブレッドボード
　例）　サンハヤト SAD-01 ニューブレッドボード SAD01

９）　ジャンプワイヤ
　例）　サンハヤト SPP-200 ジャンプワイヤ SPP200

１０）　IC引き抜き器
　例）　DIP-IC引き抜き工具

Arduino Pro Miniとの比較

Arduino Pro Mini

GR-KURUMIはArduino Pro Miniと互換性があります。
というかそれを参考にして作ったという感じです。

ではGR-KURUMI（MPU　RL78/G13）はArduino Pro Mini（MPU　ATmega328P）に比較して、どこが同じでどこが違うのでしょうか？

以下にGR-KURUMIとArduino Pro Miniの比較表を示します。

項 目	GR-KURUMI	Arduino Pro Mini
サイズ	33mm×18mm	33mm×18mm
MPU	RL78/G13	ATmega328P
CPU bit（アドレス空間）	16bit（１MB）	16bit（１MB）
RAM（SRAM）	20kB	2kB
プログラム用flushROM	256kB	32kB
Data flush	8kB	１kB
メインクロック (最小命令実行時間)	32MHｚ (0.03125μs)	16MHｚ
リアルタイムクロック（RTC）	有り	無し
乗除・積和演算器	有り	無し
低電力動作モード	有り	有り
電源入力電圧	DC2.7V～5.5V (DC0.9V～5.5V)	DC5V～12V DC3.3Vtype有り
電源出力電圧	DC3.3V	DC5V（3.3V）
デジタルポート	22点	14点
アナログ入力	8点	8点
アナログ（PWM）出力	６点	６点
UART	3点	1点
SPI	1点	1点
I2C　（Wire）	1点	1点

GR-KURUMはArduino Pro Miniに比べて、メモリ容量も演算能力もRTCもデジタルポート数、シリアルUARTポート数でも優位だといえます。電圧出力が3.3Vというのは消費電力としては優位ですが、周辺機器とやりとりする上でネックになることがあります。

機能面・能力面だけでいえば、同じかそれ以上ならGR-KURUMIを選ぶのは妥当です。
しかしやはりArduinoなどに比べると知名度とソフト面での充実度に差が大きく、ソフト・ハードの総合的なレベルを向上させることで、いかにユーザに魅力的になものにするかがカギになるでしょう。

個人的には、特に泣かせるのがこの小ささでRTCを内蔵していることと、UART（COMポート）が３つも使えることです。

ホビーでも業務でも、普通に定常動作を繰り返す分には現在時刻を計る必要はないでしょうが、事象同士の関係を明かにする計測などに使うには時刻の記録は必須です。
　

周辺機器には今でもRS232Cやそれ相当の通信ポートを持つ装置は多く存在します。

UARTが複数使えると、「周辺機器にマイコンが命令を与える通信」をしつつ「ユーザがマイコンに命令を与える通信」を同時に行えます。
またユーザが現地から離れているとき、1ペア（２線）ケーブルで１ｋｍ以上配線しても通信できるRS485（RS422）を使おうとするとUARTを使うことになります

今どきなんでLAN（有線/無線）あるいはWi-FiやBluetoothを使ってないの？と思うかもしれませんが、それらに対応しようとすると、ユニットの原価が結構跳ね上がりますので小さい（安い）装置ではその価格に占める割合が無視できないので付いていない場合が多いのです。
また電力消費も小さくないので長期バッテリ運用の機材などでは太陽電池発電かこまめなバッテリ補充が要求されます。
さらにソフトウェアを作成する上での負荷やコードの行数が増えることでメモリを圧迫します。

しかし近年では安価で（MPUやメモリを内蔵した）高性能な無線LANユニットの普及でMPUやメモリの負担をかなり軽減してくれますので、電源供給も問題なくその方がコストパフォーマンスがよい場面ではもちろんそれらの機材を使うことになるでしょう。

GR-KURUMI 基本リンク集

今後のコンテンツで必要に応じて登場しますが、
とりあえず一通りのリンク集をここに置いておきます。

【コンパイラ・ライブラリ】
　GR-KURUMIのプログラミングには次の４つが必要です。
（１）　Webコンパイラ　　
Web上で入力したソースコードをビルド（実行型ファイル作成）しパソコンにダウンロードするソフトです
（２）　KURUMIWriter　
パソコンにダウンロードした実行型ファイルをGR-KURUMIに書き込むためのソフトで、あらかじめWebコンパイラからダウンロードしておきます
（３）　FTDI(VCP Virtual COM Port) driver　　
パソコンとGR-KURUMIをつなぐＵＳＢシリアル変換器をパソコンにＣＯＭポートとして認識させるドライバです。

（４）　KURUMIスケッチ（リファレンス）　
GR-KURUMIにプログラミングできるほぼArduinoに近い命令・関数のライブラリで、Webコンパイラに組み込まれています。リファレンスはその使用方法の参照資料ということです　

・　Ｗebコンパイラ　マニュアル　　Okamiya Yuuki様によるマニュアルです
・　Webコンパイラ　更新情報　　　　コンパイラの更新情報です　

【ＧＲ－ＫＵＲＵＭＩボード】
・　GR-KURUMIボード　ボードの概要です　
・　GR-KURUMIまとめ　Okamiya Yuuki様によるまとめです
・　GR-KURUMI　ＮＥＴ購入先（若松通商）　ここからボードがネット購入できます

・　回路図　部品表　　パターン図　ボードの図面・パーツ資料です
・　FTDI Basic Breakout - 3.3V　ＵＳＢシリアル変換器の資料です

【MPU　RL78/G13関係】
　MPUのマニュアル関係です
・　RL78/G13 ユーザーズマニュアル ハードウェア編
・　誤記訂正通知 RL78/G13 ユーザーズマニュアル Rev.1.00 の記載変更 
・　RL78/G13 Data sheet

・　RL78 ファミリユーザーズマニュアル ソフトウェア編
・　ルネサス 開発環境 総合カタログ
・　ルネサスホームページ

【環境拡張】
　ＧＲ－ＫＵＲＵＭＩに接続する環境を拡張します
・　GR-KURUMI e2studio用スケッチ環境 V1.00
・　GR-KURUMIとE1,E20接続コネクタ

【Arduino・C言語】
　Arduinoリファレンスの例文は大部分そのまま使えます。　
・　Arduino Pro Mini 328 5V 16MHz　GR-KURUMIと対応するArduinoボード
・　逆引きArduino 　　　　　　　　GarretLab様の逆引きリファレンスです（通常リファレンスもあり）

・　初心者のためのポイント学習C言語　TOMOJI様による講座
・　Cの部屋　cyfis様の講座

【がじぇルネ・ユーザトピック】
・　がじぇっとルネサス
・　ルネサスRulz
・　ｍｙルネサス
・　ルネサスfacebook
・　ルネサスEdgeスクール

・　GR-KURUMIボード＆作品集　（　SAKURAボードユーザ会　）
・　SAKURAボードユーザ会-Wiki

・　がじぇるねマイコンの学習（人と電子の歩き遍路　ｅ職人様）

GR-KURUMIについて

GR-KURUMIは、超小型のリファレンスボードです。
がじぇっとルネサス（通称　がじぇルネ）というルネサス エレクトロニクス株式会社のプロジェクトのひとつとして、RL78/G13マイコン（MPU）を中心に周辺パーツをつけて基板にまとめたものです。

【基板】　
　・　超小型　33mm x 18mm　
　・　24ピン基板 （ 基板上にさらに 4 pin およびプログラム用 6 pin端子）
　・　Arduino Pro Miniと互換性あり

【MPU（マイコン）】
　・　RL78/G13 (R5F100GJAFB  48pin QFP)
　・　ROM 256KB / RAM 20KB
　・　Data flash　8KB

【クロック】
　・　メインクロック 32MHz （マイコン本体に内蔵）
　   ※RL78/G13は本来１MHｚ～32MHｚを10段階でクロック切り替え可能
　・　サブクロック　低消費電力リアルタイム用32.768kHz（基板内に外付け）
　    GR-KURUMI本体のみでリアルタイムクロックの処理が行える

【動作電圧】　
　・　安定化された電源からの入力（Vcc）：DC2.7V～5.5V 
　　　（すなわち　DC３V,　3.3V,　5V　電源使用可　）
　・　ミニUSBコネクタから供給されるDC５VもVcc電源として使用可能

　・　基板上のジャンパを切替え、安定化されていない外部電源ピン（RAW）からでも入力可
　　　内蔵する昇圧電源回路で処理して、DC0.9V～5.5Vの範囲で使える　
　　　（　電池１本（DC1.5V）で動作可能　）

【入出力】
　・　デジタル入力　最大 22点 ( Pin 0 ～ Pin 21 )
  ・　電圧耐圧　Pin 7,8 ： 6V耐圧　それ以外 ： Vdd耐圧
　・　デジタル出力　最大 25点 （ Pin 0 ～ Pin 24 )
　・　クルミちゃんの髪飾りの部分に３色LEDを搭載
　　　三色をそれぞれ周波数を変えて同時出力することでフルカラー可能
    　 （ 赤LED Pin 22, 緑LED Pin 23, 青LED Pin 24　以上の３ピンはこれ専用 ）
  
  ・　アナログ入力　最大 8点   A0 (Pin 14) ～ A7 (Pin 21)
　   　（ 入力電圧範囲　DC 0V～3.3V　）

　・　アナログ（PWM）出力　最大　6点  （Pin 3, 5, 6, 9, 10, Pin 11 はソフトウェアPWM）
　  
  ・　シリアル通信
　　　UART　最大 3点　
        Ch 0 （ Pin 0 受信（RXI）, Pin 1 送信(TXO))
        Ch 1 （ Pin 7 受信（RXI）, Pin 8 送信(TXO))
        Ch 2 （ Pin 9 受信（RXI）, Pin 10 送信(TXO))
　　
    　I2C ( Wire )  最大 1点　
         （ Pin 7 クロック(CLK), Pin 8 送受信 ）
　　
    　SPI　   最大 1点　
         （ Pin 10 スレーブセレクト(SS), Pin 11 送信(MOSI), Pin 12 受信(MISO), Pin 13 クロック(CLK) ）

ピン配列（KURUMIスケッチリファレンスより）

【消費電流】
　・　超低消費電流
　　　カタログでは動作時電流66μA/MHz,時計動作時電流0.7μA、STOP時0.52μA
　(32MHｚで動かすと2.1mAということになりますからそれほど小さいようには感じませんが、RL78/G13は１MHｚ～32MHｚまで10段階で速度変更ができますから１MHｚなら66μAということです。ただGR-KURUMIのソフトウェア上、速度変更に問題ないか調べる必要がありそうですが)
ちなみに世界最小の消費電力を実現したスマートメータ用マイコン「RL78/I1B」を2013年07月23日に発売だそうです。（本文からすると「スマートメータ用として世界最小の消費電力」とも読めますが）

【ソフトウェア　プログラミング】
・　ソフトウェア作成はArduino準拠で、ソースコードが大部分そのまま使えます。
片手間にちょっと使ってみようかなユーザの私にとっては、これが大きいです。
（ならArduino Pro Miniでいいじゃんということになりそうですが、シリアル通信ポートが多く、RTCがついていて高性能低消費電力がまさに欲しかったですし、できるだけ国産品でドキュメント等も日本語なのがいいです）

【購入先】
・　販売元の若松通商だけでなく大阪のシリコンハウス共立電子やデジットでも、2200円（税込）で購入できます。

このブログの趣旨

GR-KURUMIという小さなマイコン基板が2013年春頃から発売されました。
.なんだかいろいろ使えそうなんだけど、基本資料や有用情報がネット上に分散していてあちこち渡り歩いて集めないといけないので、自分用にちょっとまとめておこうかな。ついでに私と同じように要らない手間を取らされている人のためにちょっと公開しておこうかな。
というだけのブログです。

普通はどちらかといえば、ArduinoやらMbedやらPSoCやらRaspberry Piやらに興味を引かれる人が多いだろうし、同じプロジェクトでも16bitMPUのGR-KURUMIより上位32bitMPUのGR-SAKURAというの基盤の方にいっちゃうと思うのですが、
国産ガラパゴス上等思考というか縮み思考というか、まぁ建設工学科出身の私などが消化不良を起こさぬように良く噛んでじっくり味わうには、これぐらいの方がちょうどいい加減に思えるわけです。
それに地滑り地帯の計測なんかもやってる関係上、商用電源無しの環境でこつこつ動くマイコンが必須でしたし。

よく目立つ桜色とアニメっぽいクルミちゃん（フルネームは「小宮山くるみ」ちゃんというらしい）の絵はやはりホビー向けかなという感じもプンプンしますが、スペック的には結構実務にも使えそうだし、ケースに入れてしまえば開けでもしなければご対面しないしね。
（この小ささと低消費電力ならいずれ、電源や通信まわりの保護を強化して（熱暴走しない程度に）丸ごとエポキシかシリコン漬けの完全防水で、土の中で５年から10年間計測という荒技もできるかもしれません）

このブログでは、タイトルに反してGR-KURUMIから脱線して誰でも知ってる程度のことまでくどくど書いたりするかも知れませんが、
あれほど毎日のようにやってたことでも、ちょっとしばらく離れて別の事をやってただけで、ものの見事に忘れてしまっていた、明日は他人の自分に対する備忘録のつもりでもあります。