20110724 WIZDOM：知識ゼロからのArduino（１）

2011.7.24 WIZDOM レクチャーシリーズ vol.2知識ゼロからのArduino（１）東京理科大学理工学部建築学科遠田敦 @entasan

本日のレクチャー１．Arduinoの基礎の基礎２．環境センシングの基礎の基礎３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊みんなでバケツリレーを実装しよう！以降は次回予定４．電子回路設計の基礎の基礎５．基板発注の基礎の基礎

１．Arduinoの基礎の基礎＊本節の構成・Arduinoの概要・生い立ち、普及、利用状況・Arduinoのハードウェア構成・ATmega328の特徴・入出力ピンの配置・Arduino IDE ・プログラムの構成★演習１：Arduinoで「Ｌチカ」しよう

１．Arduinoの基礎の基礎出展：http://www.arduino.cc/

１．Arduinoの基礎の基礎（後列）Dave Mellis, Tom Igoe （前列）Gianluca Martino, David Cuartielles, Massimo Banzi

１．Arduinoの基礎の基礎Apr. 2010 Jul. 2011 出展： Google Insights for Search より作成

１．Arduinoの基礎の基礎デジタル入出力（PWM）端子（0∼13）USBポート ATmega328P-PUDCジャック電源・GND端子アナログ入力端子（0∼5）

１．Arduinoの基礎の基礎リセットアナログ（0∼5）デジタル（0∼4） GND 5V AREF GND AVCCクロックデジタルデジタル（5∼8）（9∼13） ATmega328P-PU

１．Arduinoの基礎の基礎・Processingに基づいたプログラミング言語・Javaベース・フリーでマルチプラットフォームの開発環境・単純な処理に向いている Arduino IDE

１．Arduinoの基礎の基礎＊設定項目・ピン番号の指定・グローバル変数の設定など設定項目＊Setup ・プログラム開始時に一度だけvoid setup() 実行する処理void loop() ・シリアル通信の開始など＊Loop ・延々と実行したい処理・計測と通信処理など Arduinoの処理の流れ

１．Arduinoの基礎の基礎＊本日の配布物・Arduino UNO ・LED（黄緑, 3mm）・ユニバーサル基板・抵抗 1/4W：330, 1K, 1/6W：1k ・積層セラミックコンデンサ・Xbeeピッチ変換基板・ピンヘッダ・温度、照度センサなど

１．Arduinoの基礎の基礎 ★Arduinoで「Ｌチカ」しよう！＊演習１ｰ１・LEDをDigital13とGNDに接続・スケッチを作成＊演習１ｰ２・LEDをDigital11とGNDに接続・PWM制御によりLEDの明るさを変化させるスケッチを作成

１．Arduinoの基礎の基礎＊演習１-１のポイント・設定項目：LEDピン番号を設定・Setup：デジタル出力設定（pinMode()）を行う・Loop：digitalWrite(LED, HIGH)とdigitalWrite(LED, LOW);＊演習１-２のポイント・Setup：デジタル出力ではないので、PWMではpinMode()は使わない・Loop：PWMではanalogWrite();を使う

２．環境センシングの基礎の基礎＊本節の構成★演習２：Arduinoで環境計測しよう！・温度センサについて・LM-61BIZ（National Semiconductor）・照度センサについて・S9648-100（浜松ホトニクス）・温度と照度センサを実装してみよう・道具の準備・注意事項

２．環境センシングの基礎の基礎 ★Arduinoで環境計測しよう＊演習２・温度と照度センサの特徴を調べる・各種センサをユニバーサル基板に実装する・スケッチを作成・シリアル出力で値を確認

２．環境センシングの基礎の基礎＊温度センサ（LM61-CIZ）・4個セット200円＠秋月電子・精度±4℃ ・0℃で600mV ・100℃で1600mV →10mV/℃ ・アナログ入力で Vout の値を取得して換算する

２．環境センシングの基礎の基礎＊照度センサ（S9648-100）・1個120円＠秋月電子・受光すると抵抗が小さくなる・最低抵抗：330Ohm ・最大順電流：5mA ・アナログ入力で Vout の値を取得して換算する

２．環境センシングの基礎の基礎（上段）はんだごて・こて台、はんだ、ツールクリッパー（下段）スズメッキ線、ニッパー・ラジオペンチ、はんだ吸い取り線

２．環境センシングの基礎の基礎・照度センサは1kOhm、330Ohmの抵抗の間に配置する・カソードを正極側に・温度センサは下から見て左側（1ピン）が正極に接続される

２．環境センシングの基礎の基礎＊演習２のポイント・配線については、最小限かつ美しく、をめざそう！・温度センサ：２番ピンをアナログ入力へ・照度センサ：アノード部分をアナログ入力へ・Setup：シリアル通信を開始する（Serial.begin(9600);）・Loop：各種データをシリアル通信で出力（Serial.print();）する※出力書式：ID, Brightness, Temperature¥n（カンマ区切り）

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊本節の構成・ワイヤレスセンサネットワークとは・ネットワークトポロジについて・スター型、メッシュ型、クラスタツリー型・ArduinoでのWSN実装方法・透過モード・APIモード★演習３-１：Arduinoでスター型WSNを構築！★演習３-２：Arduinoでメッシュ型WSNを構築！

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎スター型メッシュ型クラスタツリー型出典： http://www.computerworld.jp/ より

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊XBee ・無線シリアル通信・ZigBeeとほぼ同じ規格・Digi社（2,400円＠千石電商） ※ネットだと1,700円くらい・透過モード：スター型・APIモード：メッシュ型

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊X-CTU ・XBeeチップの設定ソフト・http://ow.ly/5LNSZ ・Modem Configuration ・Readボタンを押下して読込・透過モードの設定項目は・PAN ID → 3210 ・DH／DL → 0／0 ・MY → 0以外・Writeボタンを押下して書込

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎表裏

3.3VDoutDinGND Xbee ピッチ変換基板（500円＠千石電商）

D0 D1GND 5V3.3V

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊演習３-１のポイント・XBeeピッチ変換基板の作成（LED、抵抗、コンデンサ）・XBeeの DOUT ピンとデジタル０ピンとを接続・XBeeの DIN とデジタル１ピンとを接続※これはハードウェアシリアル通信を実装する場合・3.3V、GNDピンをArduinoと接続・ハブノードでの受信を確認

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎 ★メッシュ型WSNを構築する！＊演習３-２・Modem Configuration ・Readボタンを押下して読込・APIモードの設定項目は・ID → 7FFF ・NI → 0000 ・AP → 2(API WITH ESCAPES) ・Writeボタンを押下して書込

３．ワイヤレスセンサーネットワークの基礎の基礎＊演習３-２のポイント・XBeeの設定変更（前述）・スケッチの作成・XBeeライブラリの導入・http://code.google.com/p/xbee-arduino/ ・PStringライブラリの導入・http://arduiniana.org/libraries/PString/ ・ライブラリは/Arduino/libraries/以下などに配置する・スケッチ中でハブの64bitノードアドレスを設定する

http://www.wizdom.cs.waseda.ac.jp	96
http://yasulab.tumblr.com	13
http://a0.twimg.com	4
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20110724 WIZDOM：知識ゼロからのArduino（１）

by Atsushi ENTA on Dec 18, 2011

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