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Arduinoでプログラミングに触れてみよう 続編
- 2. 自己紹介 • 矢倉 大夢 (やくら ひろむ) • 筑波大学 情報学群 情報科学類 1年 • 情報処理推進機構 未踏クリエイター
- 3. 目的 • プログラミングとはどういう作業かを知ってもらう • プログラミングで必要な論理的思考を感じてもらう • プログラミングの指示したとおりに動くという 楽しさに触れてもらう
- 4. Arduino • マイクロコントローラ • コンピュータの機能が ひとつの基盤に • 3000円くらいで買える
- 5. セットアップ • Internet Explorer を起動する • アドレスバーに arduino.cc と打ち込む • 左上の「Download」をクリック
- 6. セットアップ • 中央右の「Windows ZIP File for non admin install」
- 8. • ダウンロードしたファイルをダブルクリックで開き 「ファイルをすべて解凍」をクリック • ダイアログが出てきたら「展開」をクリック • 解凍が終われば「arduino-1.6.7」フォルダを開く セットアップ
- 9. • 付属のUSBケーブルでArduinoを接続する • 「drivers」フォルダの「dpinst-x86.exe」を起動 • 「次へ」をクリックして、インストールを開始 セットアップ
- 26. LEDを光らせてみよう
- 28. 回路設計 • 13番ピンから赤 • ＋ (電源供給) の役割 • GNDピンから青 • − の役割
- 29. LEDを光らせてみよう • Arduino IDE • Arduinoで プログラミングする用の ソフトウェア
- 30. LEDを光らせてみよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); }
- 32. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 33. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 34. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 35. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 36. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 37. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 38. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 39. • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 40. 回路を理解しよう • ＋から回路をたどる • LEDを通る • 抵抗を通る • ーにたどりつく
- 41. • このような回路図 • 13番からLED • LEDから抵抗 • 抵抗からGND 回路を理解しよう
- 42. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); }
- 43. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } 2つのグループに分けられる
- 44. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); }
- 45. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } 最初の1回だけ 実行される
- 46. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } 最初の1回だけ 実行される 繰り返し 実行される
- 47. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } ← 13番ピンを OUTPUTに使用する
- 48. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } ← 13番ピンを OUTPUTに使用する ＝ ＋として 電流を出せるように
- 49. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } ← 13番ピンを HIGHに設定する
- 50. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } ← 13番ピンを HIGHに設定する ＝ ＋から電流を出す
- 51. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); } ← LOWにすると LEDは光らない
- 52. LEDを点滅させてみよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
- 54. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
- 55. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); } ← 13番ピンを HIGHに設定する ＋から電流を出す ＝
- 56. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); } ← 1000ms (1秒間) そのままにする
- 57. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); } ← 13番ピンを LOWに設定する ＝＋からの電流を止める
- 58. プログラムを理解しよう void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); } ← 1000ms (1秒間) そのままにする
- 59. LEDを点滅させてみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 0.1秒点灯 / 0.1秒消灯 • 1秒点灯 / 0.5秒消灯 • (0.5秒点灯 / 1秒消灯) x 2 → 1秒点灯 / 0.5秒消灯
- 60. LEDを点滅させてみよう • チャレンジ: 0.1秒点灯 / 0.1秒消灯 void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(100); digitalWrite(13, LOW); delay(100); }
- 61. LEDを点滅させてみよう • チャレンジ: 1秒点灯 / 0.5秒消灯 void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(500); }
- 62. LEDを点滅させてみよう • 上級者向け: 回路とプログラムを改造してみよう • 2つのLEDを点灯させてみよう • setupとpinModeを同様に使えばよい • 2つのLEDを点滅させてみよう
- 63. LEDを点滅させてみよう • 上級者向け: 回路とプログラムを改造してみよう • 2つのLEDを異なる周期で点滅させてみよう • 1つ目は1秒ごと、2つ目は0.5秒ごとに点滅 • 1つ目は1秒ごと、2つ目は0.3秒ごとに点滅 • 変数と条件分岐(後述)を使えば良い
- 64. センサーを読み取ってみよう • CdSセンサー • 赤茶色の部分がCdS (硫化カドミウム) • 明るいと抵抗値が低く 暗いと抵抗値が高くなる
- 65. センサーを読み取ってみよう
- 66. 回路設計 2923 28 • CdSセンサーは どっち向きに 刺してもOK • 抵抗はどれでもOK
- 67. 回路設計 • 5Vピンから赤 • ＋ (電源供給) の役割 • GNDピンから青 • − の役割 • A0ピンから緑 • センサーの値を 読み取る役割
- 68. センサーを読み取ってみよう int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); }
- 70. センサーを読み取ってみよう • 「ツール」の「シリアルモニタ」を選択 • 右下が「9600 bps」になっていることを確認
- 72. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 73. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 74. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 75. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 76. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 77. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 78. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 79. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 80. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 81. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • CdSセンサーを通る • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 82. • ＋から回路をたどる • 抵抗を通る • 枝分かれ • A0にたどりつく • ーにたどりつく 回路を理解しよう
- 83. 回路を理解しよう • このような回路図 • 5Vから抵抗 • 枝分かれしてA0 • センサーからGND
- 84. センサーを読み取ってみよう • CdSセンサー • 赤茶色の部分がCdS (硫化カドミウム) • 明るいと抵抗値が低く 暗いと抵抗値が高くなる
- 85. センサーを読み取ってみよう • CdSセンサー • 赤茶色の部分がCdS (硫化カドミウム) • 明るいと抵抗値が低く 暗いと抵抗値が高くなる
- 86. 回路を理解しよう • 明るいとき • センサーの抵抗値が 高くなる • A0の電圧が 高くなる
- 87. 回路を理解しよう • 暗いとき • センサーの抵抗値が 低くなる • A0の電圧が 低くなる
- 88. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← valという変数を宣言
- 89. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域
- 90. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 変数宣言 valという領域を 作る
- 91. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); val ← 変数宣言 valという領域を 作る
- 92. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 代入 valを100と 設定する ← 変数宣言 val
- 93. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 代入 valを100と 設定する ← 変数宣言 val 100
- 94. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 変数宣言 val 100← 代入 ← 100ミリ秒待つ
- 95. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 変数宣言 val 100← 代入 ← 代入 valを200と 設定する ← 100ミリ秒待つ
- 96. プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 変数宣言 val 200← 代入 ← 代入 valを200と 設定する ← 100ミリ秒待つ
- 97. ← 代入 プログラミングの基本概念 • 変数 = 情報を記録しておくための領域 int val; val = 100; delay(val); val = 200; delay(val); ← 変数宣言 val 200← 代入 ← 200ミリ秒待つ ← 100ミリ秒待つ
- 98. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← valという変数を宣言
- 99. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← シリアル通信の 速度を設定
- 100. • シリアル通信 = ArduinoとPC間での通信ができる シリアルモニタで送受信ができる プログラミングの基本概念
- 101. • シリアル通信 = ArduinoとPC間での通信ができる シリアルモニタで送受信ができる プログラミングの基本概念 Serial.begin(9600); - 通信の速度を設定する
- 102. • シリアル通信 = ArduinoとPC間での通信ができる シリアルモニタで送受信ができる プログラミングの基本概念 ← PC側の設定と 一致していないと 正しく通信できない Serial.begin(9600); - 通信の速度を設定する
- 103. • シリアル通信 = ArduinoとPC間での通信ができる シリアルモニタで送受信ができる プログラミングの基本概念 Serial.begin(9600); - 通信の速度を設定する Serial.println(データ); - データを1行分PCへ送信する Serial.print(データ); - データをPCへ送信する(改行されない)
- 104. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← A0ポートの電圧を 数値として読み取る 0 5Vが0 1023に対応
- 105. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← valに記憶された A0の値を シリアル通信で送信
- 106. int val; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(100); } プログラムを理解しよう ← 100ms (0.1秒間) 待つ
- 107. 回路を理解しよう • 明るいとき • センサーの抵抗値が 低くなる • A0の電圧が 低くなる
- 108. 回路を理解しよう • 暗いとき • センサーの抵抗値が 高くなる • A0の電圧が 高くなる
- 110. センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 0.5秒ごとに読み取った値を送る • 送る値を明るい時は低く、暗い時は高いまま 0 511にする
- 111. センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: 0.5秒ごとに読み取った値を送る void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val); delay(500); }
- 112. センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: 送る値を0 511にする void loop() { val = analogRead(0); Serial.println(val / 2); delay(100); } analogReadで読み取る値は0 1023なので 2で割ると切り捨てられて0 511になる
- 113. センサーを読み取ってみよう • 上級者向け: 回路を改造してみよう • プログラムはそのままでLEDを追加して 暗い時ほど明るく光るようにする • ヒント: 暗い時ほどLEDに 高い電圧がかかればよい
- 114. センサーとLEDを組み合わせてみよう
- 115. 回路設計 • 右半分は さっきと同じ • LEDは21番に 足の長い方を • 抵抗は どれでもOK2115 20
- 116. 回路設計 • A0ピンから緑 • センサーの値を 読み取る役割 • 13番ピンから黄 • LEDに電気を流す役割
- 117. センサーとLEDを組み合わせてみよう int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); }
- 121. ← A0ポートの電圧を 数値として読み取る int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう
- 122. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 条件分岐
- 123. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if (条件) { 処理1; } else { 処理2; }
- 124. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else { } 条件にあてはまるとき ・処理1は実行される ・処理2は無視される if (条件) { 処理1; }
- 125. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else { } 条件にあてはまらないとき ・処理1は無視される ・処理2は実行される else { 処理2; }
- 126. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if (条件) { 処理; } 条件にあてはまるときだけ 処理が実行される
- 127. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if (条件1) { 処理1; } else if (条件2) { 処理2; } else { 処理3; }
- 128. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else if ( } else { } if (条件1) { 処理1; } 条件1にあてはまるとき ・処理1は実行される ・処理2は無視される ・処理3は無視される
- 129. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else if ( } else { } else if (条件2) { 処理2; } else { 処理3; } 条件1にあてはまらないとき
- 130. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else if ( } else { } else if (条件2) { 処理2; } 条件1にあてはまらず 条件2にあてはまるとき ・処理1は無視される ・処理2は実行される ・処理3は無視される
- 131. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if ( } else if ( } else { } else { 処理3; } 条件1にあてはまらず 条件2もあてはまらないとき ・処理1は無視される ・処理2は無視される ・処理3は実行される
- 132. プログラミングの基本概念 • 条件分岐 = 状況に応じて実行内容を変える if (条件1) { 処理1; } else if (条件2) { 処理2; } 条件1にあてはまるとき 処理1が実行される 条件1にあてはまらず 条件2にあてはまるとき 処理2は実行される
- 133. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← valが800より大きいか
- 134. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← valが800より大きいか ＝ センサーの値が 800より大きいか
- 135. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← valが800より大きいか ＝ センサーの値が 800より大きいか ≒ ある程度以上明るいか
- 136. int void } void val = } } } int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 明るい時は 13番ピンをHIGHに
- 137. int void } void val = } } } int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 明るい時は 13番ピンをHIGHに LEDに電流を送る＝
- 138. int void } void val = } } } int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 暗い時は 13番ピンをLOWに
- 139. int void } void val = } } } int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 暗い時は 13番ピンをLOWに LEDへの電流を止める ＝
- 140. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(100); } プログラムを理解しよう ← 100ms (0.1秒) 間待つ
- 141. センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 明るい時に点灯し、暗い時に消灯させる
- 142. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: 明るい時に点灯・暗い時に消灯させる void loop() { val = analogRead(0); if (val > 800) { digitalWrite(13, LOW); } else { digitalWrite(13, HIGH); } delay(100); } HIGHとLOWを 逆にすれば良い
- 143. センサーを読み取ってみよう • 上級者向け: 回路とプログラムを改造してみよう • 2つのLEDを使って 明るい時は1つのLEDを点灯 暗い時はもう1つのLEDを点灯させる
- 144. センサーを読み取ってみよう • 上級者向け: 回路とプログラムを改造してみよう • 3秒以上暗いと点灯 • ヒント: millis()で起動からの時間がわかる • ヒント: 暗くなった瞬間の時間を記憶する変数
- 145. 加速度を読み取ってみよう Vdd Enable GND OutX OutY OutZ • 3軸加速度センサー • タテ・ヨコ・奥行きにかかる 重力の大きさがわかる • どれくらいの割合で かかっているかで 傾きがわかる • スマートフォンにも搭載
- 146. 加速度を読み取ってみよう Vdd Enable GND OutX OutY OutZ • Vdd: 電源供給 (＋) • Enable: 通電しているときのみ 動作する • GND: GNDにつなぐ (ー)
- 147. 加速度を読み取ってみよう Vdd Enable GND OutX OutY OutZ • Out X: X軸の加速度 • Out Y: Y軸の加速度 • Out Z: Z軸の加速度 X軸 Y軸
- 148. 加速度を読み取ってみよう
- 149. 回路設計 • 上半分 • センサーの1, 2に＋を接続 • センサーの3にーを接続 3027
- 150. 回路設計 • 下半分 • センサーの6が緑 • センサーの7が黄 • センサーの8が黒 3027
- 151. 回路設計 • A0ピンから黒 • Z軸のデータ • A1ピンから黄 • Y軸のデータ • A2ピンから緑 • X軸のデータ
- 152. int x, y, z; void setup() { Serial.begin(9600); } 加速度を読み取ってみよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); }
- 153. 加速度を読み取ってみよう ここをクリック
- 154. 加速度を読み取ってみよう • 「ツール」の「シリアルモニタ」を選択 • 右下が「9600 bps」になっていることを確認
- 155. 加速度を読み取ってみよう • ボードを傾けて変化を見てみる • どの向きに傾けるとX軸, Y軸, Z軸がどう変化するか
- 157. プログラムを理解しよう int x, y, z; void setup() { Serial.begin(9600); } ← x, y, zという3つの変数を宣言
- 158. プログラムを理解しよう int x, y, z; void setup() { Serial.begin(9600); } ← シリアル通信の速度を設定
- 159. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← A2のX軸の値を読み取る
- 160. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← A1のY軸の値を読み取る
- 161. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← A0のZ軸の値を読み取る
- 162. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← 読み取った値を シリアル通信で送る
- 163. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき 送信されたデータ「」
- 164. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「X: 」を送信 送信されたデータ「X: 」
- 165. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「50 」を送信 送信されたデータ「X: 50」
- 166. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「, Y: 」を送信 送信されたデータ「X: 50, Y: 」
- 167. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「100」を送信 送信されたデータ「X: 50, Y: 100」
- 168. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「, Z: 」を送信 送信されたデータ「X: 50, Y: 100, Z: 」
- 169. プログラムを理解しよう Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); x = 50, y = 100, z = 150のとき ← 「150」を送信して 改行する 送信されたデータ「X: 50, Y: 100, Z: 150」
- 170. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← 読み取った値を シリアル通信で送る
- 171. プログラムを理解しよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); Serial.print("X: "); Serial.print(x); Serial.print(", Y: "); Serial.print(y); Serial.print(", Z: "); Serial.println(z); delay(500); } ← 500ms (0.5秒間) 待つ
- 173. 加速度とLEDを組み合わせてみよう
- 174. 回路設計 • さっきの回路にLEDを足す • 黄色の線がLEDの 足の長い方と繋がる • GNDはセンサーと共有 25 19
- 176. int x, y, z; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(13, OUTPUT); } 加速度とLEDを組み合わせてみよう void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); if (x > 700) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(500); }
- 179. プログラムを理解しよう int x, y, z; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(13, OUTPUT); } ← 13番ピンをOUTPUTに使用
- 180. プログラムを理解しよう ← x軸の値が700を 超えたら 13番ピンのLEDを点灯 void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); if (x > 700) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(500); }
- 181. プログラムを理解しよう ← x軸の値が700より 低ければ 13番ピンのLEDを消灯 void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); if (x > 700) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(500); }
- 183. 加速度とLEDを組み合わせてみよう void x = y = z = } } } if (x > 700 || y > 700) { ← この1行だけ 変更する
- 185. プログラムを理解しよう ← 条件が 変更されている void x = y = z = } } } if (x > 700 || y > 700) {
- 186. プログラミングの基本概念 x > 700 || y > 700 = x > 700 または y > 700 x > 700 && y > 700 = x > 700 かつ y > 700 • 二項演算子 = 「もしくは」「かつ」を表す
- 187. プログラミングの基本概念 x > 700 || y > 700 || z > 700 = x > 700 または y > 700 または z > 700 x > 700 && y > 700 && z > 700 = x > 700 かつ y > 700 かつ z > 700 • 二項演算子 = 「もしくは」「かつ」を表す
- 188. プログラミングの基本概念 • 二項演算子 = 「もしくは」「かつ」を表す x > 700 || y > 700 && z > 700 = x > 700 または「y > 700 かつ z > 700」 (x > 700 || y > 700) && z > 700 =「x > 700 または y > 700」かつ z > 700
- 189. プログラミングの基本概念 x > 700 || y > 700 && z > 700 = x > 700 または「y > 700 かつ z > 700」 (x > 700 || y > 700) && z > 700 =「x > 700 または y > 700」かつ z > 700 「もしくは」より「かつ」が優先される • 二項演算子 = 「もしくは」「かつ」を表す
- 190. プログラムを理解しよう ← x > 700 または y > 700 のとき LEDが点灯する void x = y = z = } } } if (x > 700 || y > 700) {
- 191. センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: 回路とプログラムを改造してみよう • 上下をひっくり返したときに LEDが点灯するようにする • ヒント: シリアル通信でひっくり返した時の 数値を確認するとよい
- 192. int val; void setup() { pinMode(13, OUTPUT); } センサーを読み取ってみよう • チャレンジ: 上下ひっくり返すと点灯 zについての 条件を指定する void loop() { x = analogRead(2); y = analogRead(1); z = analogRead(0); if (z < 100) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); } delay(500); }
- 193. センサーを読み取ってみよう • 上級者向け: 回路とプログラムを改造してみよう • LEDを3つ使って、それぞれの方向に傾けた時に それぞれ別のLEDが点灯するように • ある方向に1回転した時にLEDが点灯するように
- 197. モーターを使ってみよう • TA7291P - モータードライバ • モーターの制御に使う 1 10
- 198. モーターを使ってみよう • TA7291P - モータードライバ • 1 - GND • 4 - 回転速度制御 • 今回は使わないので 8につなぐ • 8 - モーター用電源入力 • 電池ボックスにつなぐ 1 84
- 199. モーターを使ってみよう • TA7291P - モータードライバ • 5, 6 - 回転方向制御 • Arduinoのピンにつなぐ • 7 - 制御用電源入力 • Arduinoの5Vにつなぐ 5 6 7
- 200. モーターを使ってみよう • TA7291P - モータードライバ • 2, 10 - モーター制御 • モーター端子につなぐ 2 10
- 201. モーターを使ってみよう
- 204. モーターを使ってみよう • モータードライバを 外すとこうなる • 21から30の部分に モータードライバ 21 30 モーターへ 13番ピン GND 12番ピン 5V
- 205. void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } void setup() { pinMode(12, OUTPUT); pinMode(13, OUTPUT); } モーターを使ってみよう
- 206. モーターを使ってみよう ここをクリック
- 208. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } モータードライバの 回転方向制御ピンに つながっている Arduinoの12,13番ピンの HIGH, LOWを制御する
- 209. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } ブレーキ
- 210. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } ブレーキ 逆転
- 211. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } ブレーキ 逆転 ストップ
- 212. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } ブレーキ 逆転 ストップ 正転
- 213. プログラムを理解しよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); } ブレーキ = 電気的な抵抗で止める 逆転 ストップ = 摩擦のみで止める 正転
- 214. モーターを使ってみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 2秒正転→2秒逆転
- 215. モーターを使ってみよう void loop() { digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(2000); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(2000); } 正転 逆転 • チャレンジ: 2秒正転→2秒逆転
- 216. モーターを使ってみよう void } 切り替える際に ブレーキを挟んだほうが モーターの摩耗が 少なくなる digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(100); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(100);
- 219. 2つのモーターを使ってみよう • 説明書に従ってダブルギアボックスを組み立てる • ギア比は114.7:1(Cタイプ)となるようにする • 細かい部品が多いので無くさないようにすること
- 222. 2つのモーターを使ってみよう
- 224. 2つのモーターを使ってみよう • モータードライバーを 外すとこうなる • 21から30の部分に モータードライバ モーターへ 13番ピン GND 12番ピン 5V 11番ピン 10番ピン モーターへ
- 225. void setup() { pinMode(10, OUTPUT); pinMode(11, OUTPUT); pinMode(12, OUTPUT); pinMode(13, OUTPUT); } 2つのモーターを使ってみよう void loop() { digitalWrite(10, HIGH); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
- 227. 2つのモーターを使ってみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 2秒正転→2秒逆転
- 228. 2つのモーターを使ってみよう digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, HIGH); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH); delay(2000); digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(100); } void loop() { digitalWrite(10, HIGH); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); delay(2000); digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(11, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, LOW); delay(100);
- 229. 2つのモーターを使ってみよう • 上級者向け: プログラムを改造してみよう • 2つのモーターが異なる周期で動くようにする • 1つのモーターは2秒正転→1秒逆転 • もう1つのモーターは1秒正転→1秒逆転
- 230. 独立して動くようにしてみよう
- 232. 車輪をつけてみよう
- 233. 車輪をつけてみよう
- 234. 車輪をつけてみよう • 必要な部品は、以下のとおり • スポーツタイヤセット • ユニバーサルプレート: 2チームで1箱 • ボールキャスター: 2チームで1セット
- 236. 車輪をつけてみよう • 次に、ボールキャスターをつける • 37mmになるように組み立てる • 電池ボックスも両面テープで裏側につけておく
- 237. 車輪をつけてみよう • Arduino、ブレッドボード、9V電池は表面に • 先ほどと全く同じように配線する • 左右で回転の向きが違う場合は モーターの接続先を逆にすればよい
- 238. 2つのモーターを使ってみよう • チャレンジ: プログラムを改造してみよう • 2秒右折→2秒左折 • ヒント: 左右のタイヤを逆向きに回転させると 曲がることができる
- 239. 2つのモーターを使ってみよう } void digitalWrite(12, HIGH); digitalWrite(13, LOW); digitalWrite(12, LOW); digitalWrite(13, HIGH);
- 240. 加速度センサーを載せてみよう
- 241. 加速度センサーを載せてみよう • 加速度センサーのVccは 3.3Vに接続する • 3.3Vでも動作する • GNDも忘れずに A0ピン A1ピン A2ピン 3.3V
- 242. 加速度センサーを載せてみよう • アクティビティ: 自動で高いところへと向かう車を 作ってみよう • 加速度に応じて進行方向を変える • ヒント: 条件分岐と車の制御を組み合わせる
- 243. 加速度センサーを載せてみよう • 上級者向け: 高いところで自動で止まるには？ • 上級者向け: 山が複数あるところで 一番高いところを見つけるには？ • ヒント: プログラミングでいうところの 最適化問題を物理的に再現してみました • キーワード: 山登り法、焼きなまし法