レゴブロックとC＃を使ったIoT体験

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ブロックで作るロボットと
C#を使ったIoT体験（その１）
Time: 2016.5.7 09:30-16:00 Room: Tokyo Office
山岡茂治
TW社内セミナー
ブロックで作るロボットとC#を使ったIoT体験
1. レゴ®マインドストーム®EV3について
2. インテリジェントブロック１
3. インテリジェントブロック２
4. 接続する各部品（ハードウェア）
5. 必要な開発環境について
6. ロボット（ブロック）の組み立て１
7. ロボット（ブロック）の組み立て２
8. MonoBrickイメージの作成
9. EV3のMonoBrick起動とWiFi接続
10. WinSCPを使った接続確認
11. サンプルプロジェクトの起動
12. 作成したプログラムの配置と実行
13. MonoBrick EV3用 API リファレンス
14. 画面への文字列出力と音声出力
15. LモーターとMモーター
16. カラーセンサーとタッチセンター
17. ジャイロセンサーと超音波センサー
18. 各種プログラム例

■レゴ®マインドストーム®EV3とは
頭脳部品＝インテリジェントブロックで作成したプログラムを実行し
レゴブロックで組み立てたロボットを自由に制御することができます。
ブロックで作るロボットとC#を使ったIoT体験（その１）
1. レゴ®マインドストーム®EV3について
TW社内セミナーブロックで作るロボットとC#を使ったIoT体験
参照元: http://www.afrel.co.jp/lineup/mindstorm-ev3#01
【注意事項】レゴ®やマインドストーム®は登録商標であるため、テクノウォーカーで自由に利
用することはできません。また、正規代理店である株式会社アフレル様より購入しています。ビ
ジネスとして活用するには制限がある（許可等が必要）であるため、社内利用や研修でのみの利
用を想定しています。

2. インテリジェントブロック１

3. インテリジェントブロック２

4. 接続する各部品（ハードウェア）

■レゴ®マインドストーム®EV3 の開発に必要な環境
以下の機材と環境が必要です。
・教育版レゴマインドストームEV3基本セット
http://afrel-shop.com/shop/shopdetail.html?brandcode=000000000380&search=45544
・WiFiを利用する場合はUSBのWiFiアダプタ
一般で売られているWiFiアダプタはほとんど認識しないので注意（ONKYO UWF-1はOK）
・マイクロSDカード
MonoBrick（Linux＋Mono Framework）をインストールするために必要
（EV3標準のLinuxでは.NETアプリは動きません）
・Windows7以降のデスクトップorノートPC
・Visual Studio（2013 Express以降を推奨）、Xmarinでも良い
・WinSCP（SCPを使ってEV3にプログラムをアップロードする）
・Win32DiskImageや7Zip・LhaPlusなどのツール
5. 必要な開発環境について

■チュートリアル用のロボットを組み立てます。
①P.1の1～4、P.6の1～10、11～20、21-28、29～40を組立てる
②EV3を起動し、Demoプログラムを実行する
6. ロボット（ブロック）の組み立て１

■チュートリアル用のロボットの機能を全て組み込みます。
③P.42の1～7、P.48の1～8、P.54の1～19、P.68の1～5を
組み立て、PortViewとMotorControlを使って動作確認
④チュートリアルと異なり、すべてのパーツを組み合わせる
７. ロボット（ブロック）の組み立て２

■レゴ®マインドストーム®EV3 の開発に必要な環境
以下の機材と環境が必要です。
・教育版レゴマインドストームEV3基本セット
http://afrel-shop.com/shop/shopdetail.html?brandcode=000000000380&search=45544
・WiFiを利用する場合はUSBのWiFiアダプタ
一般で売られているWiFiアダプタはほとんど認識しないので注意（ONKYO UWF-1はOK）
・マイクロSDカード
MonoBrick（Linux＋Mono Framework）をインストールするために必要
（EV3標準のLinuxでは.NETアプリは動きません）
・Windows7以降のデスクトップorノートPC
・Visual Studio（2013 Express以降を推奨）、Xmarinでも良い
・WinSCP（SCPを使ってEV3にプログラムをアップロードする）
・Win32DiskImageや7Zip・LhaPlusなどのツール
8. MonoBrickイメージの作成１

■イメージの作成
以下の手順でイメージを作成します。
①MonoBrick.dkのサイトからイメージをダウンロード
http://www.monobrick.dk/software/ev3firmware/
②イメージはGZファイルとして圧縮されているので解凍する
③Win32DiskImageを使ってSDカードに書き込む
※間違って他のデバイスに書かない様に注意してください。
8. MonoBrickイメージの作成２

■MonoBrickを起動し、WiFiに接続する
①MicroSDカードをEV3に挿入して電源をONにする
②SettingsからWiFiを選択
・SSIDを入力「Buffalo-G-340E」
・パスワードを入力「（省略）」
・Connectを選択しEnterキーで接続
※適合するUSBのWiFiアダプタが1つしかないため片方ずつ接続をしてください
③メニューのBrickInfoに表示されるIPアドレスを控える
9. EV3のMonoBrick起動とWiFi接続
正常に接続できると
Unknownのところに
192.168.1.xxx と
表示されます。

■WinSCPの設定と接続
９で控えたIPアドレスにSCPで接続します。
接続後、appsディレクトリが表示されるので、作成した
アプリごとにディレクトリを作成し、ファイルを転送します。
10. WinSCPを使った接続確認
この部分に作成したプログラム
（EXE）とEV3用ライブラリ
「MonoBrickFireware.dll」をコ
ピーします。

■あらかじめ用意されたサンプルプロジェクトを利用します
サンプルプロジェクト「Ev3HelloWorld」
①フォルダの中にあるEv3HelloWorld.slnを開く
②ビルド – ソリューションのビルドを選択
③プロジェクトフォルダの中のBinDebugにEXEファイルが生成
11.サンプルプロジェクトの起動１

■プロジェクトのコードの説明
●スピーカーを用意する
var speaker = new Speaker(10); …10の部分はボリューム
PlayPiPo … ピポと音を鳴らす（独自に定義）
●画面に文字を表示する
LcdConsole.WriteLine(“文字列”) … EV3画面に文字列を表示する
●タッチセンサーを利用する
var touchSensor = new EV3TouchSensor(SensorPort.In1);
bool touchFlug = false;
while (!touchFlug) { … タッチされるまで待つ（繰り返す）
touchFlug = touchSensor.IsPressed();
… タッチされたらtouchFlagがtrueになり繰り返し終了
}
11.サンプルプロジェクトの起動２

■WinSCPを使ってファイルを転送
次の手順でファイルをアップします
①WinSCPでEV3に接続し、appsにディレクトリを作成
「Ev3HelloWorld」
②BinDebugの中にある「Ev3HelloWorld.exe」と
「MonoBrickFirmware.dll」をコピーする（ドラッグでOK）
③EV3画面の「Program」をクリックすると
「Ev3HelloWorld」が表示されるので、
選択すると実行する
※サンプルでは1番にタッチセンサーが
接続されていないとその後の処理が
できず終了されません。
12.作成したプログラムの配置と実行

■主な機能
●スピーカー
var speaker = new Speaker(音量0～100);
speaker.PlayTone(周波数, 長さms) ;
speaker.PlaySoundFile(Uploadしたファイル名, 音量0～100);
●タッチセンサー
var touchSensor = new EV3TouchSensor(センサーポート番号);
touchSensor.IsPressed(); タッチされている場合はtrue
●ジャイロセンサー
var gyroSensor = new EV3GyroSensor(センサーポート番号,
モード:GyroMode.Angle);
gyroSensor.Reset(); 傾きをリセット
結果 = gyroSensor.Read(); 現在の傾きを取得
13. MonoBrick EV3用API リファレンス１

■主な機能
●超音波センサー
var sonicSensor = new EV3UltrasonicSensor(センサーポート,
長さ:UltraSonicMode.Centimeter);
結果 = sonicSensor.Read(); … 長さ（mm）を取得
●カラーセンサー
var colorSensor = new EV3ColorSensor(センサーポート,
モード:ColorMode.Reflection);
結果 = colorSensor.Read(); … 色の値（7色の番号）を取得
14. MonoBrick EV3用API リファレンス２

■主な機能
●Lモーター（力の必要な操作に適するモーター）
●Mモーター（細かな操作に適するモーター）
※どちらも同じ処理
var motor = new Motor(モーターポート番号);
motor.SetSpeed(スピード1～100); 動かすスピード
Thread.Sleep(1000); 1秒間プログラム停止（その間動く）
15. MonoBrick EV3用API リファレンス３

■各種プログラムを実行して動作確認し、その後拡張してください。
●音楽を鳴らすサンプル（キラキラ星）
⇒ Ev3PlaySound
●モータを動かすサンプル
⇒ Ev3MMoterSample
⇒ Ev3LMoterSample
●カラーセンサーのサンプル
⇒ Ev3ColorSensorSample
● MoodleMootで利用したWebサーバーにポストするサンプル
⇒ MoodleColorSorter
16.各種プログラム例

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