なのかー/なのぼーどをArduinoとしてプログラミング

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なのかーで利用されている「なのぼーどAG」はArduino(アルデュイーノ)互換となっているので、 Arduinoとしてプログラミングすることができます。

Arduinoとして使用すれば、Scratchを使わずに、Arduino言語（ほぼC言語）でプログラミングをして、アプリケーション（Arduinoでは「スケッチ」と呼びます）を本体に転送して、PC接続無しで単体で動作(なのぼーどの電源ONで即起動)させることができます。

実際に制御するための基本的な情報をまとめました。これを元に、自走ロボットプログラミングにチャレンジしてみたいと思います。

Aruduinoをインストール後、なのぼ～どを利用するには　Aruduino IDEの設定ファイル board.txt に以下の内容を追加する必要があります。

board.txtはWindows の場合はインストールしたフォルダの・・・\hardware\arduino の中にあります。

「board.txt」でパソコン内を検索したほうが早いかもしれません。

Macの場合は Arduinoアプリケーションで右クリック＞「パッケージの内容を表示」を行って、以下をたどってください。

/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/arduino/avr/boards.txt

以下の内容をファイルの末尾などに貼り付けて追加してください。

###########################
atmega8o83.name=chibiDuino pro ATmega8 38400 optiboot

atmega8o83.upload.protocol=arduino
atmega8o83.upload.tool=avrdude
atmega8o83.upload.maximum_size=7680
atmega8o83.upload.speed=38400

atmega8o83.bootloader.tool=avrdude
atmega8o83.bootloader.low_fuses=0×94
atmega8o83.bootloader.high_fuses=0xDC
atmega8o83.bootloader.path=optiboot
atmega8o83.bootloader.unlock_bits=0×3F
atmega8o83.bootloader.lock_bits=0×0F
atmega8o83.build.mcu=atmega8
atmega8o83.build.f_cpu=8000000L
atmega8o83.build.core=arduino
atmega8o83.build.variant=standard
atmega8o83.build.board=AVR_ATMEGA8O83

2016/7/18 追記環境によっては

atmega8o83.bootloader.file=optiboot_cp83.hex

という記述が必要な場合があります。その場合は

atmega8o83.bootloader.unlock_bits=0×3F

の上あたりに追記してください。

USBケーブルでなのぼ～どを接続して Aruduino IDEを立ち上げなおすと

メニュー　＞　ツール　＞ボードから

「chibiDuino pro ATmega8 38400 optiboot」

が選択できるようになるので選択します。

Macの場合はUSBシリアル通信用のドライバーのインストールも必要です。 OSがアップグレードすると入れ替える必要がある場合があります。

El Capitanでは以下で動作しています。インストール後再起動が必要です。

http://www.prolific.com.tw/US/ShowProduct.aspx?p_id=229&pcid=41
- 一番上の「PL2303_MacOSX_1.6.1_20160309.zip」を使いました。

そして、メニュー　＞　ツール　＞ポートから

「USBシリアルポート(usb-serial)」を選択してください。

これで準備は完了です。

で、やっとプログラミングです。

Analogセンサー値の取得

なのぼーどAGはアナログ端子が８個あります。

各センサーのID一覧

センサーID	取得可能値	説明
A0	マイクセンサー	音量を取得　音が鳴ると値が大きく
A1	抵抗Aの値	超音波距離センサーは、別の取得方法が必要
A2	抵抗Bの値
A3	抵抗Cの値
A4	抵抗Dの値
A5	明るさセンサー	暗くなると値が大きくなる
A6	スライダーセンサー	0-1023
A7	ボタンスイッチ	ON:0 OFF(通常時):1023

analogRead([センサーID])　を利用してセンサー値を読み取ることができます。

スケッチサンプル A6:スライダセンサーの値をシリアルコンソールに表示

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {

  Serial.begin(9600);
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {

  int sensorValue = analogRead(A6);

  Serial.println(sensorValue);
  delay(1);        // delay in between reads for stability
}

超音波センサーの取得

なのかーで利用する超音波センサーの値を取る際は、analogRead(A1);では取得できません。別途、New Pingを利用して取得する必要があります。

ヘッダー部分にて

#include <NewPing.h>

#define TRIGGER_PIN  11  // Arduino pin tied to trigger pin on the ultrasonic sensor.
#define ECHO_PIN     15  // Arduino pin tied to echo pin on the ultrasonic sensor.
#define MAX_DISTANCE 108 // Maximum distance we want to ping for (in centimeters). Maximum sensor distance is rated at 400-500cm.

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // NewPing setup of pins and maximum distance.

実際の取得はこんな感じです。

void setup() {
  Serial.begin(9600);//9600にあんまり意味は無いです
}
void loop() {
  int  sensorValue = sonar.ping() / 5 ; // Send ping, get ping time in microseconds (uS).

  Serial.println(sensorValue);
  delay(1);        // delay in between reads for stability
}

Lチカ(LEDを光らせる)

デジタルピン13がLEDです。以下内容で500msの間隔でLEDを点滅させます。

void setup() {
     pinMode(13, OUTPUT);     // NanoBoard LED port
}

void loop()    //プログラム本体(ずっと繰り返す。)
{
  digitalWrite(13, HIGH);   // set NanoBoard LED on
  delay(500); //500ms待つ。
  digitalWrite(13, LOW);   // set NanoBoard LED off
  delay(500); //500ms待つ。
}

モーターを動かす

なのぼ～どには２つのモーター出力用端子があります。それぞれに関して出力(power)と正回転・逆回転が制御できます。

最近のArduinoボードでは、デジタルピン3, 5, 6, 9, 10,11が使えるようですがマイコンに「ATmega8」を使用しているなのぼーどAGでは デジタルピンの9, 10, 11の三つがアナログ出力(PWM)に利用できるようです。

モーターとピンの関連付け

モーター	アナログ出力ピン	デジタル出力ピン(正回転)	デジタル出力ピン(逆回転)
モーター1(M1)	9	7	8
モーター2(M2)	10	5	6

モーターの動きと、各ピンの設定値

動作	アナログ出力ピン値	デジタル出力ピン(正回転)	デジタル出力ピン(逆回転)
正回転	0(OFF)〜255(MAX)	HIGH	LOW
逆回転	0(OFF)〜255(MAX)	LOW	HIGH

コードで書くと以下の様に

void setup() {

   // モーター用のピン設定
   pinMode(9, OUTPUT);  //M1 analogOut
   pinMode(7, OUTPUT);  //M1 DigitalOut Thisway
   pinMode(8, OUTPUT);  //M1 DigitalOut Thatway

   pinMode(10, OUTPUT); //M2 analogOut
   pinMode(5, OUTPUT);  //M2 DigitalOut Thisway
   pinMode(6, OUTPUT);  //M2 DigitalOut Thatway
}

void loop() {

  //モーター1(M1)を出力100で正回転
  analogWrite(9, 100);
  digitalWrite(7, HIGH);
  digitalWrite(8, LOW);  

  //モーター2(M2)を出力255(最大)で逆回転
  analogWrite(10, 255);
  digitalWrite(5, LOW);
  digitalWrite(6, HIGH);

 delay(500);
}