情報学基礎：エレクトロニクス

2013年4月30日・5月2日／情報科学芸術大学院大学［IAMAS］
小林茂（情報科学芸術大学院大学［IAMAS］産業文化研究センター教授）
情報学基礎
エレクトロニクスをはじめよう 
Getting started with electronics

ものをつくる＝なぜ？なにを？どうやって？
What? How?Why?Making Things
↑アイデアスケッチ
↑ハードウェアスケッチ
つくりながら考え、考えながらつくり、
実際のフィールドでためす

ハードウェアスケッチ#1（littleBits）
Hardware sketching #1 (littleBits)

情報学基礎：エレクトロニクスをはじめよう
ハードウェアスケッチ#1
配布物一覧
• littleBits™ Deluxe Kit：1個

littleBitsをはじめよう
• littleBitsとは
• littleBitsの基本
• littleBitsで遊んでみよう
• littleBitsで小さなプロジェクトをつくってみよう
• テーマ：自分たちの身近な人々をちょびっと愉快にしよう
• 30分間の制限時間内にアイデアを具現化する
• 最後に各チーム1分間で発表

ハードウェアスケッチ#2（konashi）
Hardware sketching #2 (konashi)

配布物一覧
• konashiキット
• konashi：1個
• konashi説明書：1枚
• Grove拡張ボード：1個
• Grove拡張ボード説明書：1枚
• マイクロUSBケーブル：1本
• 電池：1個
• Grove ‒ Starter Kit Plus

konashiとは
• ユカイ工学が開発、販売するツールキット 
http://konashi.ux-xu.com
• 8つのデジタル入出力ピン、3つのアナログ入出力ピン、I2C 
（デジタル入出力ピン6および7と兼用）、1つのシリアルポート
• 外部電源、コイン形電池（CR2032）、バッテリ端子から 
電源を供給できる
• ファームウェアが固定のI/Oモジュールであるため、プログラ
ミングをiOSデバイス上で完結できる
• 必要に応じてArduinoなどと組合わせることができる
• 技術的にはBluetooth Low Energyを採用

konashiとは
電子回路外装
スマートフォ
ンアプリ
ウェブ 
サービス
konashi

konashiのピン配列
konashiマニュアルより転載（http://konashi.ux-xu.com/documents/）
USB-microB
(USB-Bus power)
DC 5.0V
コイン型バッテリ
(CR2032type)
DC 3.0V
バッテリ電圧
(S2B-PH-K-S / JST)
DC 3.2 ∼12.0V
USART通信端子
デジタルI / O (PIO 0 5)
(PWM端子と兼用)
デジタルI / O (PIO 6,7)
(PWM端子. I2C通信端子と兼用)
各種電圧端子
(バッテリ電圧, DC5.0V,
DC3.0V)
アナログ入力 (AIO 0~2)
(リファレンス電圧 1.3V)
オンボード入力端子
(PIO 0)
オンボード出力端子
(PIO 1~4)
オンボード入出力
切換え端子

konashiの個体を識別する方法
この場合には
konashi#4-0958 
と表示される
konashiマニュアルより転載（http://konashi.ux-xu.com/documents/）

準備（JavaScript編）
1. konashi.jsをAppStoreからダウンロードして起動
2. マイクロUSBケーブルでkonashiボードをPCに接続（電源）
3. User→kotobuki→Digital IOを開く
4. 実行してkonashiボード上のボタンとLEDで動作を確認

konashi.jsとは
http://konashi.ux-xu.com/documents/

ブレッドボードとは

電圧の概念図
電位差
電位A
電位B
グラウンド（GND）

電圧／電流／抵抗の関係
多少
←同じ圧力→
←同じ量→
←圧力低 ←圧力高

LEDを点灯させてみる

デジタル入出力を試してみる：Digital IO
•接続
• Digital IO 0：タクトスイッチ
• Digital IO 1：LED
•どうなるか
• ブレッドボード上のタクトスイッチを操作すると画面上の
Digital IO 0が変化する
• 画面上のDigital IO 1をオン／オフするとブレッドボード上
のLEDがオン／オフする

DigitalInOut：デジタル入出力
これらのジャンパピンは外す

GroveとGrove拡張ボードとは
http://yukaishop.base.ec/items/219896

Grove拡張ボードを使うための準備
• konashiボードのジャンパピンを全て外す（紛失しない！）
• konashiのIDを記録する
• Grove拡張ボードをkonashiボードにのせる
• konashiのロゴの向きを合わせる
• ピンを曲げないように気をつけつつ最後まできっちり押し
込む
• 注意点：回路を変更する時は必ずkonashiボードの電源を切る
（マイクロUSBケーブルを抜き差しすると簡単）

デジタル入出力を試してみる：Digital IO
•接続
• Digital IO 0：ボタン
•どうなるか
• Grove拡張ボードに接続したボタンを操作すると画面上の
Digital IO 0が変化する
• 画面上のDigital IO 1をオン／オフするとGrove拡張ボード
に接続したLEDがオン／オフする
•試してみよう
• ボタンをタッチセンサと交換する
• LEDを振動モータと交換する

アナログ入力の値を読み取る：Analog IO
•接続
• Analog IO 0：ボリューム
•どうなるか
• Grove拡張ボードに接続したボリュームを操作すると画面
上のAnalog IO 0の値が変化する
• Analog IO 0の値に応じてDigital IO 1に接続したLEDの明
るさが変化する
• ボリュームを光センサと交換する

受信信号強度を読み取る：Read RSSI
•接続
• 特になし
•どうなるか
• iPod touchとkonashiの距離を変えると画面上のRSSI（受
信信号強度）の表示が変化する
• 手でkonashiを覆ったり、部屋の中の様々な場所に移動し
てどんな変化があるかをみる

jsdo.itのサンプルをforkしてみる
• jsdo.itのアカウントを作成する（自分のGoogleアカウントな
どを使う）
• 元にしたいサンプルを開く
• forkボタンを押してforkする
• 変更を加える
• konashi.jsで実行する

konashi.jsとiOS SDKの比較
iOS SDK konashi.js
プログラミング言語 Objective-C JavaScript
iOSデバイス内センサの利用 ○
バックグラウンド実行 ○
iOS Developerライセンス必要不要
開発用のMac OS X 必要不要
オンラインIDE ○（jsdo.it）
Webコンテンツとの連携可能容易
低消費電力での動作非対応（コイン電池では1日程度）

iOSで利用する場合
1. konashi iOS SDKをダウンロード 
http://goo.gl/8drNQ
2. ワークショップのサンプルをダウンロード 
http://goo.gl/rqghCw
3. iOSデバイスをPCに接続
4. マイクロUSBケーブルでkonashiをPCに接続（電源用）
5. Xcodeでサンプル「DigitalInOut」をビルドして実機に転送
6. konashiとiOSデバイスの画面上で動作確認
1. konashiのSW1をオン／オフ→画面上のスイッチが反応
2. 画面上のスイッチをオン／オフ→konashiのLED2がオン／オフ

konashi iOS SDKとは

BareMinimum：最小限のサンプル
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    // 初期化
    [Konashi initialize];

    // KONASHI_EVENT_READYに対するオブザーバを追加する
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(setup) name:KONASHI_EVENT_READY];

    // BLEデバイスのリストを表示してユーザにkonashiモジュールを選択してもらう
    [Konashi find];
}
!
- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
}
!
- (void)setup
{
    // konashiモジュールに接続が完了した後のセットアップを行う
}

DigitalInOut：デジタル入出力
•接続
• PIO 0：ボタン（ボード上）
• PIO 1：LED（ボード上）
•どうなるか
• ボタンのオン／オフ→画面上のスイッチがオン／オフ
• 画面上のスイッチをオン／オフ→LEDがオン／オフ
• ボタンを外部に接続したものに変更する
• LEDを外部に接続したものに変更する

AnalogInPwmOut：アナログ入出力
• 接続
• AIO 0：ボリューム
• PIO 1：LED
• どうなるか
• ボリュームを操作→画面上のスライダーが反応
• 画面上のスライダーを操作→LEDの明るさが変化
• 試してみよう
• ボリュームを光センサに変更してみる

AnalogEvent：アナログ入力の変化を捉える
• 接続
• AIO 0：光センサ
• PIO 1：LED
• どうなるか
• 光センサにあたる光を変える→画面上のスライダーが反応
• 2つの閾値を変更
• 暗くするとLEDが点灯／明るくするとLEDが消灯
• 試してみよう
• 環境に応じて適切に反応するように閾値を変更してみる

ReadSignalStrength：信号強度
•接続
• 特になし
•どうなるか
• konashiボードとiOSデバイスの距離を変える→信号強度を
示す画面上のスライダーが変化
• konashiボードを手で覆う、iOSデバイスの向きを変える 
など、条件を変えて信号強度がどう変化するか確認する

ControlByShaking：ジェスチャで制御
•接続
•どうなるか
• iOSデバイスをシェイク→LEDがオン／オフ
• iOSデバイスの振り方とシェイクイベントの関係を調べてみる

RememberThePreviouslyConnectedDevice
•接続
•どうなるか
• konashiボードを選択する→LEDが点滅
• アプリを終了
• アプリを再度起動する→前回接続したデバイスに自動的に
接続されLEDが点滅
• 一度デバイスを記憶した後、konashiの電源を切ってから
アプリを起動してみる

AddMapAnnotationsByPhysicalEvents
•接続
• PIO 0：ボタン（ボード上）
•どうなるか
• ボタンを押す→現在地のピンを地図上にドロップ
• ホームボタンを押す
• ボタンを押す→バックグラウンドでもピンがドロップされる
• 実際に街中を歩いてみてどの程度正確に位置が記録されるか
調べてみる

さらに詳しく知りたい時は？
• konashiの製品ウェブサイトのドキュメント 
• LEDの制御や電波強度計測、サンプルを動かしてみよう 
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20130812/
497867/
• konashiとSoundCloudを連携、カスタムプレーヤーを
konashiで制御 
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20130812/
497868/
• Engadget電子工作部のレポート 
http://japanese.engadget.com/2013/09/17/engadget-
konashi/

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