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![配列変数
• 数列(a1, a2, a3, …)のようなもの
• 大きさを宣言してから使う
int a[10];
• 型はなんでもいい
• 添え字は0から始まるので大きさが10なら、添え字
は0から9になる
• 宣言した大きさを超えて使おうとするとうまく動作
しない
• 添え字に[]をつけて使う
a[0] = a[1];
a[i+1] = a[i] + 1;](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-24-320.jpg)
![ピンの機能とつながる回路の例
• デジタル入力 (0[V]/5[V])
– スイッチ，デジタル回路
• デジタル出力 (0[V]/5[V])
– LED，トランジスタやドライバを介してリレー，DCモータ，ソレ
ノイドなど
– デジタル回路
• アナログ入力 (0～5[V]を0～1023で表す)
– 抵抗分圧を使ってポテンショメータ（ボリューム），感圧セン
サなど
– 0から5[V]の範囲で電圧を出力するセンサの回路
• マトリクスLED
– 8×8のマトリクスLED
•
PWM 出力 (高速にON/OFF, ON/OFFの比:0から255
明るさやモータの速度を制御できる)
– LED，トランジスタやドライバを介してモータなど
• R/Cサーボ
– ラジコン用のサーボモータ](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-30-320.jpg)
![アナログ入力(0[V]から5[V])の使用
例 ポテンショメータ（ボリューム）
例：温度センサIC,
アナログ回路
（電圧出力の
センサなど）
analogRead()を使う](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-36-320.jpg)
![アナログ入力(0[V]から5[V])の使用
例
～抵抗値が変化するセンサ～
analogRead()を使う
例：CdS, 照度センサ, サーミスタ](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-37-320.jpg)
![アナログ入力(0[V]から5[V])の使用
例 ポテンショメータ（ボリューム）
例：温度センサIC,
アナログ回路
（電圧出力の
センサなど）
analogRead()を使う](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-43-320.jpg)
![明るくなると点滅が速くなる
const int LEDpin=13;
void setup()
{
pinMode(LEDpin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int a = analogRead(A0);
digitalWrite(LEDpin, HIGH);
delay(a);
digitalWrite(LEDpin, LOW);
delay(a);
}
アナログ入力の値(0～1023)
の長さ[ms]の間隔で点滅](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-49-320.jpg)
![平均値をとる
const int LEDpin=13;
int oA0[3] ;
void setup()
{
pinMode(LEDpin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int a = analogRead(A0);
int avg;
avg = (oA0[0] + oA0[1] + oA0[2] + A0)/4;
if (avg>100)
digitalWrite(LEDpin, HIGH);
}
digitalWrite(LEDpin, LOW);
oA0[0] = oA0[1];
oA0[1] = oA0[2];
oA0[2] = a;
delay(1000);
}
4回の平均を求める例
過去の値を配列にいれてお
く
ノイズの除去、細かい変化
の無視をしたいときに使う
順に覚えている前の値をず
らしていく
平均を求めたり、記憶をず
らすのにforループを使うこ
とも多い](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-52-320.jpg)
![関数
millis関数：リセットからの経過時間[ms]
数学関数: abs, sin, cos, tan, log などが使える
角度の単位はラジアン、logの底はe
乱数: random, randomSeed
最初に一回randomSeedで初期化
あとはrandomを使う
ほかにも関数がある。制約や注意事項も含めリファレンスマニュアル参照のこと。](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-53-320.jpg)
![tone関数
• ブザーをならせる
tone(2, 1000);
// 2ピンに1000Hzを出す
noTone(2);
// やめる
tone(2, 1000, 100); // 2ピンに1000Hzを100ms出す
toneMelody のpitches.hを使う（コピーする）と
tone(2, NOTE_C4, 100);
// (4オクターブ目のド）といった記号を使える
• toneMelody では、配列に音の高さと長さを覚えている
• forループで順に処理
• また4→250ms, 8→125ms となるように1000をその音の音符の分で割っている
（4分音符なら４，8分音符なら８）
int noteDurations[] = { 4, 8, 8, 4,4,4,4,4 };
int noteDuration = 1000/noteDurations[thisNote];](https://image.slidesharecdn.com/arduino-131221024253-phpapp02/85/Arduino-55-320.jpg)
![[ZigBee 嵌入式系統] ZigBee 應用實作 - 使用 TI Z-Stack Firmware](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/zigbeeappimplementation-150613072040-lva1-app6891-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
![ARコンテンツ作成勉強会：UnityとVuforiaではじめるAR [主要部分]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/arfukuoka-160220011017-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
Arduino 入門
- 1.
- 2. 最初の一歩 • Arduino IDEを起動してサンプルを動かすま でです •画面は Windows 版です • Arduino IDE は http://arduino.cc/ から入手し ます。今の時点では 1.0.x系を推奨します。 • Windows では USB シリアルのドライバが 必要です。 • その場合には Arduino IDE に付属のドライ バを次のスライドのようにインストール します
- 3. ドライバのインストール Arduino ボードを USBケーブルで PC につないだときに、 ドライバがインストールされていなければ
- 5. • 参照をクリックし、Arduino IDEに含まれる フォルダdrivers → FTDI USB Drivers を指定 する
- 6. Arduino IDEを起動する • Arduino(.exe)を ダブルクリッ ク •ダウンロード したZIPファイ ルを展開して おくこと
- 7.
- 8.
- 9.
- 10.
- 11. 今動かしたスケッチを読もう • Blink サンプルのスケッチを読んでみま しょう •そのための解説をします
- 12. Arduino 言語のお約束 • 基本的には、マイコンへの命令が並んで います。 •マイコンは一文ずつ順に命令を実行しま す。 • 一文の終わり（。）は；です • 右の部分は次のように読みます ledピンをHIGHにせ digitalWrite(led, HIGH); よ。 delay(1000); 1000ms(1秒)待て。 digitalWrite(led, LOW); ledピンをLOWにせよ。 delay(1000);
- 13.
- 14. スケッチのお約束 • 文の終わりは ; •空白は好きなだけ入れていい(全角空白は ダメ) • 改行も空白の一種として扱われる – 以下は同じ文 a = 2 + 3; a=2 +3; • 大文字と小文字、半角と全角を区別する
- 15. スケッチのお約束 • // から行末まではコメント •/* と */ で囲まれた間はコメント • コメント：人が読むためのものでプログ ラムの一部ではない
- 16. 関数とは？ • 文をまとめたもの • Arduinoのスケッチを書く →loop関数とsetup関数をつくる •あらかじめよく使う機能について関数が 用意されている
- 17. すぐに使える関数 • pinMode, digitalWrite,analogWrite, delay pinMode(13, OUTPUT); // 13ピンを出力 に設定する digitalWrite(13, HIGH); // 13ピンの出力 をHIGHにする analogWrite(3, 100); // 3ピンのPWM出力 を100/255にする delay(100); // 100ミリ秒待つ
- 18. Blinkスケッチ /* Blink Turns on anLED on for one second, then off for one second, repeatedly. This example code is in the public domain. */ // 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 } Arduino IDEで開くと 色分けされている コメント、定数、setup, loo 関数を探してみよう
- 19. ここまでのまとめ • Blink スケッチを読めましたか？ •点滅の間隔を変えるにはどうしたらいい でしょう？ • 337拍子で、LEDを点滅させてみよう • 次ページ以降は、もう少し細かな約束 （文法）です。
- 20. 四則演算 • • • • ＋, ー, ×,÷, （, ）は +, -, *, /, (, ) 計算の基本は整数 % であまりを求められる 計算式の = は変数への代入を意味する – a = b + 3; は、今のbの値に3を足した値がaに入 る – 次の行にb = 4 があっても、aは変化しない • i ++, ++ i は i=i+1とほぼ同じ • i--, -- i は i=i-1とほぼ同じ
- 21. 比較演算 • ＞, ＜,≧, ≦, ＝は>, <, >=, <=, == • 成立するとき値が真(1)にしないとき偽(0)にな る • 2つの値しか比較できない • 二つの比較式をならべるとき、かつ、または を &&, || で表す • ! は否定（～でない）を表す 式 値 式 値 例） a>b 偽 a>1 && a<2 偽 a=1 a==b 偽 a>=1 && a<=2 真 a<b 真 !(a<b) 偽 b=2 a>1 || b==2 真 のとき a>=b 偽 a<=b 真 a>0 && b>0 真
- 22. 定数 • • • • 10進数（整数）：普通に書いていい (123) 16進数：あたまに0xをつける (0x123) 2進数：あたまにBをつける(B1010) 10進数（浮動小数点）： . をつける (123.0, 1.23) • 10進数（指数表現）: eを使う(2.4e5 = 2.4×105) • デジタル入出力： HIGH, LOW • デジタル入出力の向き： INPUT, OUTPUT • 真と偽： true, false
- 23. 変数 • 名前を自分で決められる • 長さは任意 •英文字で始まり、英数字や_を使ってよい 例） a, b, a1, a2, a3, a4, LEDpin, LED_pin1 • 使う前に宣言が必要 • 変数の「型」によって扱える値（範囲）が違う（早見表参照） – 型： char, int, short, long, float, double など • 宣言は型＜空白＞名前;または型＜空白＞名前１，名前２,…; と する – int a; – int a, b; など • 変数の初期値は不定（心配なら代入する） int a; a = 0; int a=2; など
- 24. 配列変数 • 数列(a1, a2,a3, …)のようなもの • 大きさを宣言してから使う int a[10]; • 型はなんでもいい • 添え字は0から始まるので大きさが10なら、添え字 は0から9になる • 宣言した大きさを超えて使おうとするとうまく動作 しない • 添え字に[]をつけて使う a[0] = a[1]; a[i+1] = a[i] + 1;
- 25. 制御文 • while文 while(条件式) 式A; • for文 for(式1;条件式; 式3) 式A; • if文 if (条件式) 式A; else 式B;
- 26. while文 while(条件式) 式A; • 条件式が成り立つ（真）間、式Aを実行 • 最初に成り立っていなければ、式Aを実行し ない 例) while(digitalRead(3) == HIGH) ; 3番ピンがHIGHの間待つ。3番ピンにスイッチ をつけている回路では、スイッチが押される
- 27. for文 for(式1; 条件式; 式3) 式A; •式1を実行し、 • 条件式が成り立つ（真）間、式Aと式3を実行す る • 最初に成り立っていなければ、式Aを実行しな い 例) for (int i=0; i<10; i=i++) delay(1000); 最初にiを0にする。i<10が成り立っているので、 1000ms待ち、iに1を足す。またi<10が成り立って
- 28. if文 if(条件式) 式A; else 式B; • 条件式が成り立つ(真)なら式Aを成り立たない(偽)なら式Bを実行 する • elseから先を省略してもいい 例) if (digitalRead(2) == LOW) digitalWrite(13, HIGH); else digitalWrite(13,LOW); 2番ピンのスイッチが押されたら13番ピンのLEDを点灯し、そうでな ければ消灯する
- 29. Arduio に回路をつなごう • ここからはArduino に回路をつなぐ例を紹 介します • 具体的な部品の選定は解説していません
- 30. ピンの機能とつながる回路の例 • デジタル入力 (0[V]/5[V]) –スイッチ，デジタル回路 • デジタル出力 (0[V]/5[V]) – LED，トランジスタやドライバを介してリレー，DCモータ，ソレ ノイドなど – デジタル回路 • アナログ入力 (0～5[V]を0～1023で表す) – 抵抗分圧を使ってポテンショメータ（ボリューム），感圧セン サなど – 0から5[V]の範囲で電圧を出力するセンサの回路 • マトリクスLED – 8×8のマトリクスLED • PWM 出力 (高速にON/OFF, ON/OFFの比:0から255 明るさやモータの速度を制御できる) – LED，トランジスタやドライバを介してモータなど • R/Cサーボ – ラジコン用のサーボモータ
- 31. デジタル/PWM出力(0V or 5V, 最大10mAから20mA)の使用例 デジタル回路 例：LED,圧電スピーカ tone()を使う digitalWrite()や analogWrite()を使う
- 32. デジタル/PWM出力の増幅例 例：トランジスタ、 トランジスタ＋リレー、 FETによる、モータや 他の回路の電源の制御 トランジスタ＋リレー digitalWrite() を使う トランジスタでモータ digitalWrite()や analogWrite()を使う MOS FET＋リレー digitalWrite()を使う MOS FETでモータ digitalWrite()や analogWrite()を使う
- 33.
- 34. R/Cサーボ出力の使用例 Servo s; s.attach(), s.write()を使う sは変数名で任意 電源 ラジコンサー ボ グラウンド
- 35.
- 36.
- 37.
- 38. 例題を動かしてみよう • 動かす前にスケッチを読んで何が起こるか予 想しよう • 少し変えて動作を確かめ、保存してみよう •01.Basics – BareMinimum – Blink • 02.Digital – BlinkWithoutDelay • millis()関数は何？早見表、日本語リファレンスを読んで みよう
- 39. 例題を動かしてみよう • 動かす前にスケッチを読んで何が起こる か予想しよう • 02.Digital –Button – toneMelody • 03.Analog – Fading – AnalogInput (CdSと10kΩ抵抗を使う)
- 40. スイッチに反応させる const int SWpin=2 voidsetup() { pinMode(13, OUTPUT) if (digitalRead(SWpin) ==LOW) digitalWrite(13, HIGH); } void loop() { }
- 41. スイッチに反応させる const int SWpin=2 voidsetup() { } void loop() { pinMode(13, OUTPUT) if (digitalRead(SWpin) ==LOW) digitalWrite(13, HIGH); }
- 42. スイッチに反応させる const int SWpin=2 voidsetup() { pinMode(13, OUTPUT) } void loop() { if (digitalRead(SWpin) ==LOW) digitalWrite(13, HIGH); else digitalWrite(13, LOW); }
- 43.
- 44. センサに反応させる CdSは明るいほど抵抗値が下がる →明るいほどアナログ入力の値が 下がる どうやって決める？ if (analogRead(CDSpin) <100) { digitalWrite(13, HIGH); } else { digitalWrite(13, LOW); }
- 45.
- 46. ArduinoからPCへ送信 void setup() { Serial.begin(9600); } 通信速度、単位はbps (bitper second) 9600, 19200, 38400, 115200など 数値が大きいほど速い。シリアルモニタの 設定をこれにあわせること。 シリアル通信に関係するもの（シリアルライブラリ）にはつく 引数を人に読める形で表示して改行する void loop() { Serial.println(analogRead(A0)); delay(1000); 引数はアナログ入力の値 } ほかにも表示形式がある。リファレンスマニュアル参照のこと。
- 47. const int LEDpin=13; voidsetup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.println(analogRead(A0)); if (analgoRead(A0) < 100) digitalWrite(LEDpin, HIGH); else digitalWrite(LEDpin, LOW); delay(1000); }
- 48. 明るくなると点滅が速くなる const int LEDpin=13; voidsetup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LEDpin, HIGH); if (analgoRead(A0) < 100) delay(100); else delay(500); digitalWrite(LEDpin, LOW); if (analgoRead(A0) < 100) delay(100); else delay(500); } 2段階で点滅の間隔が変わる もっと細かくするには？
- 49. 明るくなると点滅が速くなる const int LEDpin=13; voidsetup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); } void loop() { int a = analogRead(A0); digitalWrite(LEDpin, HIGH); delay(a); digitalWrite(LEDpin, LOW); delay(a); } アナログ入力の値(0～1023) の長さ[ms]の間隔で点滅
- 50. 明るくなると点滅が速くなる const int LEDpin=13; voidsetup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); } void loop() { int a = analogRead(A0); digitalWrite(LEDpin, HIGH); delay(a); digitalWrite(LEDpin, LOW); delay(a); } アナログ入力の値を元に計算や 比較をすれば色々出来る もっと速く点滅 int a = analogRead(A0) / 2; 2乗に比例 int a = analogRead(A0); a = a*a / 1000; 速くなりすぎないように制限する if (a<100) a = 100; 暗くなると速くなるようにする a = 1023 – a;
- 51. 過去を覚えておく const int LEDpin=13; intoA0 ; void setup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); oA0 = analogRead(A0); } abs() は絶対値を求める関数 void loop() { int a = analogRead(A0); 以前の値oA0とA0の差が大 きいときにLEDを点灯 if (abs(a – oA0)>100) digitalWrite(LEDpin, HIGH); delay(1000); } digitalWrite(LEDpin, LOW); delay(100); 人が通りがかったり、手を かざしたときに反応といっ た応用が出来る oA0 = a; }
- 52. 平均値をとる const int LEDpin=13; intoA0[3] ; void setup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); } void loop() { int a = analogRead(A0); int avg; avg = (oA0[0] + oA0[1] + oA0[2] + A0)/4; if (avg>100) digitalWrite(LEDpin, HIGH); } digitalWrite(LEDpin, LOW); oA0[0] = oA0[1]; oA0[1] = oA0[2]; oA0[2] = a; delay(1000); } 4回の平均を求める例 過去の値を配列にいれてお く ノイズの除去、細かい変化 の無視をしたいときに使う 順に覚えている前の値をず らしていく 平均を求めたり、記憶をず らすのにforループを使うこ とも多い
- 53. 関数 millis関数：リセットからの経過時間[ms] 数学関数: abs, sin,cos, tan, log などが使える 角度の単位はラジアン、logの底はe 乱数: random, randomSeed 最初に一回randomSeedで初期化 あとはrandomを使う ほかにも関数がある。制約や注意事項も含めリファレンスマニュアル参照のこと。
- 54. 乱数を使う const int LEDpin=13; 乱数をアナログ入力の値で 初期化 voidsetup() { pinMode(LEDpin, OUTPUT); randomSeed(analogRead(A0)); } void loop() { int t = random(100, 1000); digitalWrite(LEDpin, HIGH); delay(t); digitalWrite(LEDpin, LOW); delay(t); } 乱数といっても計算で求め るので、randomSeedに与え る値が同じなら、random関 数を呼び出した回数が同じ ならrandom関数の返す値は 同じ 左の例では100から999の間 の値がtに入る
- 55. tone関数 • ブザーをならせる tone(2, 1000); //2ピンに1000Hzを出す noTone(2); // やめる tone(2, 1000, 100); // 2ピンに1000Hzを100ms出す toneMelody のpitches.hを使う（コピーする）と tone(2, NOTE_C4, 100); // (4オクターブ目のド）といった記号を使える • toneMelody では、配列に音の高さと長さを覚えている • forループで順に処理 • また4→250ms, 8→125ms となるように1000をその音の音符の分で割っている （4分音符なら４，8分音符なら８） int noteDurations[] = { 4, 8, 8, 4,4,4,4,4 }; int noteDuration = 1000/noteDurations[thisNote];
- 56. サーボライブラリ • ラジコンサーボを扱う • スケッチの先頭に次の1行が必要 #include<Servo.h> • 使いたいサーボの数だけ宣言が必要 Servo s1, s2; • attachでピンを指定する s1.attach(2); s2.attach(3); • writeで角度（おおよそを指定する0から180) s1.write(10); s2.write(200); 制約や注意事項も含めリファレンスマニュアル参照のこと
- 57. 例題を動かしてみよう • 動かす前にスケッチを読んで何が起こる か予想しよう • 少し変えて動作を確かめ、保存してみよ う •Servo – Sweep – Knob
- 58. 参考リンク • Arduino.cc http://www.arduino.cc/ • Arduino日本語リファレンス http://www.musashinodenpa.com/arduino/ref/ • Arduino のすすめ http://n.mtng.org/ele/arduino/ • エレキジャックのArduino関連web記事 http://www.eleki-jack.com/FC/ • MAKE blog の Arduino 関連記事 http://jp.makezine.com/blog/arduino/ • Arduino 便利メモ http://ndesign.ifdef.jp/a/a_m.html