Electronics Hobby Projects

Arduinoを使って何かを制御するときには、制御対象を見ながらプログラムを調整する必要が出てくる。 そこで使うのはシリアルモニタである。シリアルモニタにプログラムの変数を表示しながら調整するのだが、プログラムの変数の値も変更する必要が出てくる。

ここでは、シリアルモニタを利用して変数値を変更する手段の一例を示す。
最低限GPSロボットカーを動かすためには、スピードコントローラへの指示値やステアリングサーボへの指示値の実験に使う想定している。

void setup() {
   // set serial port speed (bps)
   Serial.begin(115200);

   // put your setup code here, to run once:
   pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // LED_BUILTINはArduinoにおける定数

}

void loop() {
   static int DelayTime= 500; // Default delay time (ms)
   int InValue; // シリアル通信で読み込んだ1文字のアスキーコードが入る。
   InValue = Serial.read(); // シリアル通信から読み込み

   if(InValue == 49 && DelayTime <= 900 ){ 
      DelayTime += 100;
   }
   if(InValue == 50 && DelayTime >= 100 ){
      DelayTime -= 100;
   }
   /*
   数字の1を入力するとアスキーコードの49が入る。
   数字の2を入力するとアスキーコードの50が入る。
   (900と100はdelay timeの上下限チェックである。)
   */

   Serial.print("InValue="); // Display data
   Serial.print(InValue);
   Serial.print(" DelayTime=");
   Serial.println(DelayTime);

   digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // LED control
   delay(DelayTime);
   digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
   delay(DelayTime);
}

 

デジタル入力には大きく分けて二種類ある。
一つはON/OFFの状態を見るためのステータス入力。
もう一つは状態のONになった瞬間やOFFになった瞬間を見るためのエッジ入力である。
(入力の名称はここで勝手につけている。)

スタートスイッチなどは、操作者の手で押す可能性があり、
確実にスイッチを押すために、長めに押す場合がある。
通常の入力でロジックを作成してしまうと、
ロジックが2回スタートを検知してしまう場合がある。
もちろん、連続して2回検知しても問題のないロジックであれば問題ない。
問題のあるケースの一例として、スタートボタンが押されたときに、
自動的に過去情報を修正してキャリブレーションしているようなケースだと、
2回スタートボタンが押されると過去情報がなくなってしまったりする。
(ちょっと‏事例を作るために強引な説明だが (-_-;))

今回のスイッチは、OFFの状態で1となり、ONになったときに0となる。
ロジック上は1→0になったときに１周期だけONにするファンクションが望ましい。

ロジックはそんなに難しくなく、前回が1で今回が0となる関数 F_TRIGを
作成すればよい。(falling-edge trigger)

F_TRIGの中で変数にstaticで宣言しているが、
これは呼ばれる毎に変数がクリアされないようにしている。
ただ、このロジックには欠点があり、複数個所から呼ばれると正しく動作しない。
この辺りは、いくつか解決策があるので、工夫してみてほしい。

—-スケッチの例

const int START_SW_PIN_NO = 4;

void setup() {

   //***** set serial port speed (bps)
   Serial.begin(115200);

   //***** set pin mode
   pinMode(START_SW_PIN_NO, INPUT_PULLUP); // Enable pullup for input mode.
}

void loop() {
   int start_sw, trig;
   start_sw=digitalRead(START_SW_PIN_NO);
   trig=F_TRIG(start_sw);
   Serial.print("Start Switch =");
   Serial.print(start_sw);
   Serial.print(" Trigger=");
   Serial.println(trig);
   delay(200);
}

int F_TRIG(int X){
   int Q;
   static int lastX;
   if(X==0 && lastX==1){
      Q=1;
   }else{
      Q=0;
   }
   lastX=X;
   return Q;
}

 

ロボットカーで必須となる素材の一つは押しボタンである。
Arduinoではピンのモードを指定して用いるが、
多くの資料ではデジタル入力としてINPUTというモードを使用している。
しかし、目的がスイッチの入力を見るだけのケースが多いので、
その場合は、INPUT_PULLUPのモードで省配線できる場合がある。

 

この事例の場合は、以下の挙動となる。
スイッチ オフの場合：start_sw=1
スイッチ オンの場合：start_sw=0
—-スケッチの例

const int START_SW_PIN_NO = 4;

void setup() {
   //***** set serial port speed (bps)
   Serial.begin(115200);

   //***** set pin mode
   pinMode(START_SW_PIN_NO, INPUT_PULLUP); // Enable pullup for input mode.
}

void loop() {
   int start_sw;
   start_sw=digitalRead(START_SW_PIN_NO);
   Serial.print("Start Switch =");
   Serial.println(start_sw);
}

 

開発環境例
・Windows 10 Home
・Arduino UNO
・Arduino IDE 1.8.1

Arduinoの基本的な使い方はたくさん紹介があるので、ここでは省略。

以下は、ボード上のLEDをチカチカさせる例

/// スケッチの例 LED
 void setup() {
   // put your setup code here, to run once:
   pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
   // LED_BUILTINはArduinoにおける定数
 }

void loop() {
   // put your main code here, to run repeatedly:
   digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
   delay(1000); // delay 1000 ms
   digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
   delay(1000);
 }