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長野県須坂市で開催しているArduinoを使った子どもプログラミング教室のレシピです。このレシピの応用として料理レシピLOD http://linkdata.org/work/rdf1s4850i を作成しています。
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#property_context Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion Assertion
1 必須 1 Arduinoって何? 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011001122334433 0 Arduinoとは? ArduinoはArduinoボード(ハードウェア)とArduino IDE(ソフトウェア)の2つの要素から成り立っています。 Arduinoボードは、オープンソースハードウェアの考えに基いて開発されたマイコンボードです。回路図などが公開されており、それらの情報は誰もが自由に利用することができます。類似製品を開発したり販売することも可能です。 Arduino IDE(Integrated Development Environment)は、Arduinoボードにプログラムを書き込むためのソフトウェア環境です。インターネット上から無料でダウンロードして利用することができます。 ※Arduinoを使う時は金属板など電気を通すものの上に置かないように気をつけましょう。裏側でショートして破損することがあります。 ※小さい部品は無くさないように気をつけましょう。踏んだりすると怪我をすることがあります。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/nZQKwMKgQ7npIDF image 2 用意するもの ・Arduinoボード ・パソコン ・USBケーブル(A-Bタイプ) text 3 http://133.6.221.17/owncloud/s/XfCDSWcwSla9w4S image 4 Arduinoで出来ること ArduinoボードにLEDやスイッチ、スピーカーなどの電子部品を接続し、プログラムを組み込むことでLEDを光らせたり、ON/OFFの制御をしたり、音を鳴らしたりと様々なことが可能です。では、Arduinoをはじめてみましょう! text
2 必須 2 Arduino IDEの環境構築 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0000111122222222 0 Arduino IDEの環境構築 それでは、Arduino IDEをパソコンにダウンロードし、Arduinoが使える環境を整えていきましょう。 text 1 用意するもの ・パソコン(Windows7以上、またはMac OS X以上) text 2 設定手順 1. Arduinoのホームページ(www.arduino.cc)にアクセスします。 2. トップページのメニュー選択肢から「Download」を選択します。 3. Download the Arduino Softwareのページで、自分のパソコンにあったものを選択します。 4. Support the Arduino Softwareのページで、「JUST DOWNLOAD」をクリックします。 5. ZIPファイルが用意されているのでArduino IDEのインストールを行い、IDEの環境を構築します。 text
3 必須 3 はじめの設定 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133443344 0 はじめの設定 Arduino IDEがインストールできたら、ArduinoボードとパソコンをUSBケーブルでつなぎ準備をしましょう。ここでの作業はArduinoを使う前に毎回行います。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/nZQKwMKgQ7npIDF image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 Arduino Uno R3×1 USBケーブル(A-B)タイプ×1 パソコン×1 text 3 はじめの設定 1.ArduinoボードとパソコンをUSBケーブルで繋ぎます。2.Arduino IDEを起動させます。3.ツール→マイコンボード→Arduino/GenuinoUnoを選択します。4.ツール→シリアルポート→COM X(機種によって表示が違う場合があります)を選択します。5.これでArduinoの設定ができました。この作業は毎回行います。 text 4 http://133.6.221.17/owncloud/s/XfCDSWcwSla9w4S image
4 初級 1 プログラムを実行してみよう【基礎編】 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 LEDとは? LED(Light Emitting Diode)は発光ダイオードといって電気を流すことで光を出す素子です。リード線の長い方をanode(アノード)[陽極(+)]、短い方をcathodeカソード)[陰極(−)]と呼びます。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/t5Lt6jbyLX5e1P9 image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 text 3 手順 1.はじめの設定を行います。 2.ファイル→スケッチの例→01.Basics→Blinkを選択します。 3.左上のUploadボタンをクリックするとプログラムコードがArduinoボードに書き込まれます。 4.LEDが点滅していれば成功です。 text 4 プログラムコード void setup(){ //一度だけ実行される pinMode(13,OUTPUT); // ピン13を出力に設定 } void loop(){ //繰り返し実行される digitalWrite(13,HIGH); //ピン13のLEDのスイッチをオン delay(1000);//1秒間待つ digitalWrite(13,LOW); //ピン13のLEDのスイッチをオフ delay(1000);//1秒間待つ } text 5 補足 Arduinoボード上には13番ピンに最初からLEDが接続されています。 text
5 初級 2 プログラムを実行してみよう【発展編】 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 プログラムを修正して実行してみよう 基礎編のプログラムコードの数字の部分(赤字部分)を変えるとLEDの点滅の仕方はどうなるでしょうか?数字を大きくしたり、小さくしたりしてみましょう。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/R60h8yEifN7kgYU image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・LED×1 text 3 手順 1.LEDの足の長いほうを13番に、短いほうをGNDに接続します。 2.基礎編のArduino IDEの画面で緑色の部分を書き換えましょう。 3.次に赤字部分の数字を書き換えたらUploadボタンをクリックします。 4.点滅の仕方を確認して必要に応じて変えてみましょう。 text 4 プログラムコード int led = 13; //LEDはデジタルピン13に接続 void setup(){ //一度だけ実行される pinMode(led,OUTPUT); // ピン13を出力に設定 } void loop(){ //繰り返し実行される digitalWrite(led,HIGH); //ピン13のLEDのスイッチをオン delay(1000); //1秒間待つ digitalWrite(led,LOW); //ピン13のLEDのスイッチをオフ delay(1000);//1秒間待つ } text 5 発展編 LEDの場所を変えても点滅できるように、プログラムを修正してみましょう。 足の短い方はそのままで、長い方を12番や11番につなぎます。プログラムの修正部分は1行目の13と書かれている部分です。 text
6 初級 3 LEDとスイッチ 2 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 タクトスイッチとは? タクトスイッチは上部にバネ式のボタンがあり、下部には4つのリード線があります。上部のボタンを押すことで、この4つのリード線の接続状態が変化します。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/jkiENETX9aFfTQH image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・LED ×1 ・ブレッドボード ×1 ・ジャンパーワイヤ(オス・オス) ・タクトスイッチ ×1 ・10KΩの抵抗 ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。 2.はじめの設定を行います。 3.プログラムコードを入力し実行します。 4.スイッチを押した時に、LEDが光れば成功です。 text 4 プログラムコード int led = 13;//LEDが接続されているピン int button = 7;//スイッチが接続されているピン int val = 0;//入力ピンの状態がvalに記憶される void setup() {//一度だけ実行される pinMode(led, OUTPUT);//LEDが出力であると伝える pinMode(button,INPUT);//BUTTONは入力に設定 } void loop() {//繰り返し実行される val = digitalRead(button);//入力を読取りvalに格納 if (val == HIGH){ //()内は質問 digitalWrite(led,HIGH);//LEDをオン } else {//真でない場合 digitalWrite(led,LOW);//LEDをオフ } } text 5 発展編 ボタンを押したときの光り方を変更させてみましょう。 プログラムコード中の「HIGH」と「LOW」を入れ替えてみてください。 text
7 初級 4 ブザー 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445567 0 圧電スピーカーとは? 圧電振動板と呼ばれる圧電セラミックスと金属板を接着したものが入っています(図1)。圧電振動板に電圧がかかると圧電セラミックスが伸び、接着されている金属板は伸縮せず曲がります。逆向きの電圧をかけると逆に曲がります(図2)。電圧の向きが交互に変わる信号を入力することで、音波を発生させています。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/sVPpwjlO07GZMTJ image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・圧電スピーカー ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。 2.はじめの設定を行います。 3.プログラムコードを入力し実行します。 4.ブザーが鳴れば成功です。 text 4 プログラムコード void setup(){// 一度だけ実行される } void loop(){// 繰り返し実行される analogWrite(9,255/2); // ピン9番に接続しPWMによるアナログ出力(50%) } text 5 発展編 ブザーのなる音を変化させてみましょう。 プログラムコードの緑色の数字を変化させることで音程を変えることが出来ます。 text 6 http://133.6.221.17/owncloud/s/CqmYBdi8CdyCWAJ image 7 http://133.6.221.17/owncloud/s/zufrz2lNhaiwW6D image
8 初級 5 ブザーを使った音楽 2 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 ブザーを使った音楽 ブザーで勉強したことをもとに、音階のメロディーを鳴らしてみましょう。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/sVPpwjlO07GZMTJ image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・圧電スピーカー ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。 2.はじめの設定を行います。 3.プログラムコードを入力し実行します。 4.「ドレミファソ」とメロディが鳴れば成功です。 text 4 プログラムコード int melo = 200;// 音の長さを指定 int pin = 9;// ブザーを接続したピン番号 void setup() {// 一度だけ実行される } void loop() {// 繰り返し実行される tone(pin,262,melo);// ド delay(melo);// 音がなっている間待機 tone(pin,294,melo);// レ delay(melo); tone(pin,330,melo);// ミ delay(melo); tone(pin,349,melo);// ファ delay(melo); tone(pin,392,melo);// ソ } text 5 発展編 数値を変更することで音階を変更することが出来ます。 ラ:440、シ:494、ド:523 8つの音階のみで演奏できる曲は意外とたくさんあるのでネットなどで探してみてください。 text
9 初級 6 ブザーとスイッチ 2 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133443344 0 ブザーとスイッチについて スイッチを押すとブザーが鳴るようにしてみましょう。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/8RMgff8m5O2KKJa image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・圧電スピーカー ×1 ・タクトスイッチ ×1 ・ブレッドボード ×1 ・ジャンパーワイヤ(オス・オス) ・10KΩの抵抗 ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。 2.はじめの設定を行います。 3.プログラムコードを入力し実行します。 4.スイッチを押した時にブザーが鳴れば成功です。 text 4 プログラムコード void setup(){//一度だけ実行される pinMode(2,INPUT_PULLUP);//タクトスイッチ attachInterrupt(0,buzzer,CHANGE); //割込み処理関数 } void loop(){//繰り返し実行される } void buzzer(){ pinMode(9,OUTPUT); tone(9,255,1000); } text
10 初級 7 Cdsセル(光センサー) 1 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 Cdsセルとは? Cdsセルは光に反応するスイッチです。受光する量によって抵抗値が変化し、明るくなると抵抗値が小さくなり、暗くなると抵抗値が大きくなります。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/BYtgVcArqvOFhVp image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・ブレッドボード ×1、 ・ジャンパーワイヤ (オス・オス) ・LED ×1、Cdsセル ×1、10KΩの抵抗 ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。はじめの設定を行います。 2.プログラムコードを入力し実行します。 3.Cdsセルに手をかざしてLEDの光が変化すれば成功です。 text 4 プログラムコード void setup() {//一度だけ実行される pinMode(13, OUTPUT); //ピン13を出力に設定 } void loop() {// 繰り返し実行される digitalWrite(13, HIGH); //LEDを点灯(HIGH(5V)で出力) delay(1000); //1秒間待つ digitalWrite(13, LOW); //LEDを消灯(LOW (0V)で出力) delay(1000); //1秒間待つ } text 5 発展編 Cdsセルに当たる光の具合を変化させるために、プログラムコードのしきい値を変えてみましょう。 text
11 初級 8 Cdsセルとブザー 2 A3 horizontal CCBY須坂市技術情報センター&名古屋大学安田・遠藤研究室 0011221133445544 0 Cdsセルとブザー 手をかざすと音楽が鳴るようにしてみましょう。 text 1 http://133.6.221.17/owncloud/s/ZaJQiztp6kWDJJ6 image 2 用意するもの ・Arduino開発環境一式 ・Cdsセル ×1 ・圧電スピーカー ・ブレッドボード ×1 ・ジャンパーワイヤ (オス・オス) ・10KΩの抵抗 ×1 text 3 手順 1.図を参考に配置します。 2.はじめの設定を行います。 3.プログラムコードを入力し実行します。 4.光のあたり具合によってブザーの音程が変われば成功です。 text 4 プログラムコード void setup() {//一度だけ実行される pinMode(9,OUTPUT); // 圧電スピーカー接続のピン(9番)をデジタル出力に設定 } void loop() {// 繰り返し実行される int ans,output; ans = analogRead(0); // Cds接続のアナログピン(0番)を読み取る output = map(ans, 0, 1023, 0, 64); // 入力した値を0から64に変換 tone(9,100+(output-30)*10,100); // 光のあたり具合にあわせて音を変化させる delay(100);// 0.1秒間待つ } text 5 発展編 音が鳴る長さを変更してみましょう。 プログラムコード中の2か所の緑色の数字を「1000(1秒)」などに変更してみましょう。 text
* Row count is limited to 100.