20140910 Arduino for beginners

今日の目標
1. Arduino の使い方
　統合開発環境
　ブレッドボード、電子回路
　デジタル出力、PWM出力
　デジタル入力、アナログ入力
2. PC でのグラフ表示
　Processing ( Firmata )

自己紹介
＠ohwada
大和田健一
日本Androidの会横浜支部支部長
ファブラボ関内ディレクタ

ファブラボ関内センサボード
環境 (温度、湿度、照度、騒音)

準備するもの
(1) Windowsパソコンあるいは MAC
開発環境
(1) Arduino IDE
(2) Proccesing ( Firmata Library )
(2) Arduinoをはじめようキット (相当品)
http://www.switch-science.com/catalog/181/
(1) Arduino UNO
(2) UNO 用USBケーブル
(3) ブレッドボード
(4) ジャンパー線
(5) LED
(6) タクトスイッチ
(7) 抵抗 (1KΩ, 10KΩ)
(3) マイナスドライバー
(4) 可変抵抗
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03277/

Arduino とは
Atmel AVR
　( 8bit CPU, Clock 16 MHz、
　　Flash 32 KB、SRAM 2 KB )
USB
　(電源供給、プログラム書き込み、シリアル通信）
IOピン
　(デジタル入力・出力、アナログ出力)
統合開発環境 (IDE)
言語 C++ ライク

Arduino IDE
１. ダウンロード＆インストール
２. マイコンボード選択
３. シリアルポート選択
４. スケッチ選択
５. マイコンボードに書き込む

Arduino IDE ダウンロード
http://arduino.cc/en/main/software

Arduino IDE マイコンボード選択

Arduino IDE シリアルポート選択

Arduino IDE
スケッチ選択Basics -> Blink

マイコンボードに書き込む
Arduino IDE
クリックする
終了メッセージ

デジタル出力
目標：LED点滅
通称「Ｌチカ」
最初にやることの定番
課題
　Arduinoの使い方
　digitalWrite
http://arduino.cc/en/Tutorial/Blink

手順
デジタル出力
１. 回路図
２. 配線図
３. Arduino IDE
　3.1 スケッチ選択
　3.2 マイコンボードに書き込む
４. 動作確認

デジタル出力回路図
1KΩ
http://arduino.cc/en/Tutorial/Blink

デジタル出力注意
直刺しは間違い
抵抗が必要
Arduino をはじめよう
http://www.amazon.co.jp/dp/487311537X/

配線図
http://arduino.cc/en/Tutorial/Fade
デジタル出力
LED 長い足 D13
D9 -> D13 短い足 GND

PWM出力カラーコード
黒 0
茶 1 ±1%
赤 2 ±2%
橙 3
黄 4
緑 5
青 6
紫 7
灰 8
白 9
金 X ±5%
銀 X ±10%
2 1KΩ = 1 0 × 10 = 茶黒赤
10KΩ = 茶黒橙

PWM出力
ブレッドボードの内部結線

デジタル出力IDE スケッチ Blink

動作確認
点滅する
デジタル出力

デジタル出力コードの解説
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
// give it a name:
int led = 13;
// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
// initialize the digital pin as an output.
pinMode(led, OUTPUT);
}
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}

PWM出力
目標：LEDの明るさを変える
課題
　ブレッドボードの使い方
　PWM
　analogWrite

原理
PWM出力
点灯する時間でLEDの明るさを調整する
暗い
明るい
PWM（Pulse Width Modulation)

回路図
１KΩ
PWM出力

PWM出力配線図

残りの項目
PWM出力
１. スケッチ選択
２. マイコンボードに書き込む
３. 動作確認

シリアルモニタ
目標：PCからLEDを操作する
課題
　シリアル通信 Serial
　通信プロトコル
　スケッチのダウンロード

通信プロトコル
USBシリアル
コマンドの定義
　「０」消灯
　「１」点灯
ASCIIコード
　“0” 0x30
　“1” 0x31

シリアルモニタスケッチ
ダウンロード
https://github.com/ohwada/Arduino_Serial_Sample_1
SerialSample1 を下記に配置する

操作画面
「０」消灯
「１」点灯

デジタル入力
目標
　ボタンのON/OFFを
　シリアルモニタに表示する
課題
　digitalReadSerial
http://arduino.cc/en/Tutorial/DigitalReadSerial

回路図
ボタン
10KΩ
デジタル入力

配線図
デジタル入力
自分で考えてみよう
ボタンの外観と回路

配線図
デジタル入力
すぐに配線せずに、紙に書いてみよう
https://github.com/ohwada/Arduino_circuit_template

アナログ入力
目標
　可変抵抗の値を
　シリアルモニタに表示する
課題
　AnalogReadSerial
http://arduino.cc/en/Tutorial/AnalogReadSerial

回路図
アナログ入力
10KΩ

配線図
アナログ入力
自分で考えてみよう
ボリームの外観と回路
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03277/

Proccesing
目標
　可変抵抗の値を
　グラフ表示する
課題
　Proccesingの使い方
　Arduinoとの通信
　グラフ表示

Proccesing とは
特徴
グラフィック機能
操作
Arduino IDE
とほぼ同じ
言語
JAVA ライク
http://processing.org/

Arduinoとの通信
USBシリアル
Proccesing
メッセージの定義
　AnalogReadSerial のまま
　数値＋改行
複数のときは、カンマ区切り

ソースコード
ダウンロード
Proccesing
https://github.com/ohwada/Processing_arduino_serial_analog/
arduino_serial_analog を下記に配置する

Proccesing
スケッチ選択arduino_serial_analog

書籍
http://www.amazon.co.jp/dp/487311537X/
http://www.amazon.co.jp/dp/4873114772/

センサキット
GROVE TinkerKit

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