なんでも作っちゃう、かも。

Arduino/Make/フィジカルコンピューティング/電子工作あたりで活動しています。スタバの空きカップを使ったスタバカップアンプなど製作。最近はもっぱらArduinoと3Dプリンタの自作に興味があります。

センサーの値が一定量変化したら送信する - Wifi温度湿度計の製作(11)

Posted by arms22 on 2017年02月19日 0  0

温湿度センサー一定量変化があった時のグラフ
ESP8266 with HDC1000 Module Temperature/Humidity Monitor in Kyoto

ThingSpeakへのセンサーデータの送信間隔を一定間隔(5分)から一定量変化があったら送信するように変更しました。温度変化が激しい朝晩は5〜15分間隔、深夜から朝方にかけては温度がほぼ一定なので数時間間隔で送信しているのがわかります。1日のセンサーデータの送信回数が288回から30回〜40回に減って電池の消費量も大幅に減った、かも。これで半年ぐらい保つかな?


スケッチ


DeepSleepに入るとメインメモリのデータは保持されないので、RTCメモリにセンサーデータをバックアップして次回起動時にRTCメモリから前回データを読み出すようにしました。ThingSpeakへのセンサーデータの送信タイミングは温度±0.5度または湿度±2.0%または電源±0.02V変化があった場合としています。起床間隔は従来どおり5分。


床拭きロボットの製作(2)- DCモータの制御

Posted by arms22 on 2017年01月26日 0  0



DCモータを使うのは初めてなのでとりあえず回して感触を掴んでみることにします。タクトスイッチを押すと低速・中速・高速と速度を変えてDCモータが回転するスケッチを書きました。analogWrite関数を使ってモータドライバにPWM波形を入力し速度を調整しています。PWM周波数が732Hzと低く可聴域にあるのでモータからヴーという音が聞こえる。



クイックルワイパーを装備して実際にフローリングを走らせています。本体が軽いせいか思った以上に速度がでています。モータのトルクが足りるか心配だったのですが問題なさそう。2つのモータの回転数は合わせていないので、斜めに走っているのが分かる。


回路図


床拭きロボット_モータテスト回路図
今回使用するモータは静止電流が2.4A@6Vと少々電流多めなので、モータドライバ(以下、TB6612FNG)の出力を並列にして1つのモータに入力して電流を稼ぐようにしました。TB6612FNGの出力電流の定格は1つのモータにつき最大1Aですが、Peakは3.2A(たぶん2つの出力合わせて)なので回転始めの一瞬だけなら大丈夫と踏んでいます。DCモータは回転数が上がると電流が減るので、実際は並列とかいらんかもしれない。


TB6612FNGの制御ロジック

TB6612FNG H-SW制御ファンクション

IN1/IN2で回転方向を指定して、PWMで回転速度を制御します。IN1←H、IN2←LとしてPWMに矩形波を入力するとCW→ショートブレーキ→CW→ショートブレーキ…を繰り返すします。

このロジック表を見るとPWMをH固定にして、IN1またIN2にPWM波形を入力しても制御できるように見える。そうすると制御ピンを1本減らせるんだけど、PWMをH固定にする作例を探してみたけど見つからなかったので、無難に3本使って制御することする。


スケッチ





参考記事


DCモータードライバの使い方
https://trac.switch-science.com/wiki/DCMotorDriver


実験で学ぶDCモータのマイコン制御術 (メカトロ・シリーズ)
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CQ出版
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床拭きロボットの製作(1)

Posted by arms22 on 2016年12月30日 0  0

IMGP1354

DCモータのフィードバック制御をやりたくなったので、その実験用に床拭きロボットを作ることにしました。現状、木のフレームにブレッドボードとやっつけ感満載ですが、ある程度仕様が固まってきたらフレームは3Dプリンタで作って、専用の基板も起こしたいと思います。

IMGP1361

メインのマイコンモジュールはAdafruit Feather M0 Bluefruit LE、モータドライバはPololu TB6612FNGデュアルモータドライバを採用しました。TB6612FNGの出力は2つありますが、並列にして電流を稼ぐつもり。

IMGP1356

Pololuの直径25mmのエンコーダ付きギアードモータにタミヤのスポーツタイヤを付けています。バッテリーはニッケル水素直列6本の7.2Vを予定。ゆくゆくはラジコン用のリチウムイオンバッテリーに置き換えたい。

IMGP1365

スポーツタイヤ付属のホイールハブがPololuのモータシャフトに合わなかったので3Dプリンタでホイールハブを作りました。タイヤとホイールも3Dプリンタで作れるといいな。


部品リスト




Blynkを使ってスマートフォンからAdafruit Feather M0 Bluefruit LEを制御する方法

Posted by arms22 on 2016年12月21日 0  0

Blynkとは?


Blynk_Architecture
Blynkプラットフォームのアーキテクチャ

インターネットを介してArduinoやRaspberry等を遠隔制御するアプリを構築するためのiOS/Android向けのプラットフォームです。ウィジェットと呼ばれる部品をドラッグ&ドロップで画面に配置することで、デバイスを制御するためのリッチなUIを簡単につくることができます。またデバイス側のコードを記述することなく直接ハードウェア(デジタルピンまたはアナログピン)を制御することができます。

基本的にデバイスとスマートフォンはBlynk Cloudを介して通信するのですが、最新のバージョンではBLE(Bluetooth Low Energy)を使ってデバイスと直接通信することができるようになりました。今回はこの機能をつかってFeather M0を制御してみたいと思います。


Blynkアプリのインストールとアカウントの作成

まずはBlynkアプリをインストールします。インストールが終わったらBlynkアプリを起動し、新しいアカウントを作成してください。Blynkアプリで作成したプロジェクトデータはクラウド上で管理されるので、スマートフォンが変わってもプロジェクトを作り直す必要はありません。

For iOS
https://itunes.apple.com/us/app/blynk-control-arduino-raspberry/id808760481?ls=1&mt=8

For Android
https://play.google.com/store/apps/details?id=cc.blynk


Blynkプロジェクトの作成

Blynkテストプロジェクト
ロボットコントローラー風のUI

Blynkアプリを起動して”Create New Project”をタップし新しいプロジェクトを作成します。HARDWARE MODELはArduino Zeroを選択します。AUTH TOKENはArduinoのスケッチに埋め込むのでE-Mailで自分宛てに送信しておきましょう。空っぽのプロジェクト画面が開いたら画面をタップして、上の画像のようにBLEウィジェット、ジョイスティック、ラベル、LED 2個を配置します。

Blynkテストプロジェクト_ウィジェット設定
ウィジェットの設定

ウィジェットにピン、ラベル、値の範囲等設定します。ウィジェットには仮想ピン(V1〜V255)を割り当てます。BlynkアプリとFeather M0は仮想ピンを通してデータのやり取りを行います。実際のハードウェアの制御はBlynkアプリから送られたきたデータをもとにFeather M0で行います。


ハードウェア

Blynkテスト_ブレッドボード
実態配線図

Blynkテスト_回路図
回路図

DCモータを動かしてみたかったのですが、回路がやや複雑になるのでとりあえずLEDをモータに見立てて制御してみます。ピン12とピン11にLEDを接続します。A0に接続している半固定抵抗は使用していないので省略してOKです。


BLEライブラリとBlynkライブラリのインストール

Arduino IDEにFeather M0 Bluefruit LE用のBLEライブラリとBlynkライブラリをインストールします。Arduino IDEを起動してライブラリマネージャを開き(スケッチ > ライブラリをインクルード > ライブラリを管理)、Adafruit BluefruitLE nRF51Blynkをインストールします。


サンプルスケッチ

Blynkライブラリのサンプルスケッチをベースにジョイスティックデータの取得とLEDの制御、Blynkアプリ側のラベルとLEDの制御を追加しています。auth[]の中身をAUTH TOKENに書き換えてFeather M0に書き込んでください。


BlynkアプリからFeather M0にデータを送る
次のように仮想ピンに対応するBLYNK_WRITE関数を実装し、param.asInt()で値を取得します。
// 仮想ピンV1の書き込み
BLYNK_WRITE(V1)
{
 // 仮想ピンV1を通してジョイスティックの値を読み取る
 int x = param[0].asInt();
 int y = param[1].asInt();
 (省略)
}

Feather M0からBlynkアプリにデータを送る
次のように仮想ピンに対応するBLYNK_READ関数を実装し、Blynk.virtualWrite()で値を書き込みます。
// 仮想ピンV2の読み込み
BLYNK_READ(V2)  // ウィジェットの読み込み周期で呼び出される(1秒〜)
{
 // 仮想ピンV2にスピードを書き込む
 Blynk.virtualWrite(2, speed);
}

ウィジェットをPUSHモードに設定すると、任意のタイミングで値を書き込めます。


動かし方

IMGP1314

Feather M0を通電した状態でBLEウィジェットの設定画面を開き、”Connect BLE Device”から”Adafruit Bluefruit LE”を選びます。プロジェクト画面に戻って画面右上の三角をタップするとウィジェットが動き出します。ジョイスティックをぐりぐりするとFeather M0につながったLEDが点灯し、ジョイスティックを倒し込んだ量に応じた値=Speedがラベルに表示されます。ジョイスティックを前に倒すとFWD-LEDが、後ろに倒すとBCK-LEDが点灯します。


参考記事

Blynk - Getting Started
http://docs.blynk.cc/#getting-started


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Arduino Zero/M0 互換ボード「Adafruit Feather M0 Bluefruit LE」の開発環境を準備する。

Posted by arms22 on 2016年12月03日 3  0

Adafruit Feather M0 Bluefruit LE

Arduino UNOよりちょっとだけ速くてBLEが使えるボードが欲しくなったので、Arduino Zero/M0 互換のAdafruit Feather M0 Bluefruit LE を買いました。このボードの紹介と開発環境の構築手順についてまとめておきます。


Adafruit Feather M0 Bluefruit LEとは?


Adafruit社製のArduino Zero/M0互換ボードです。コアはArduino Zero/M0と同様、Atmel社のARM Cortex M0プロセッサ「ATSAMD21G18」を搭載していて、クロックは48MHz、3.3Vで動作します。またNordic Semiconductor社のnRF51822チップを採用したBLEモジュール「MDBT40」を搭載しています。

主な仕様:
  • ATSAMD21G18搭載
  • 動作クロック:48MHz
  • 動作電圧:3.3 V
  • FLASH:256 KB
  • RAM:32 KB
  • EEPROM:なし
  • GPIO:20 ピン
  • PWM:8 ピン
  • アナログ入力:10 ピン
  • DAC出力:1ピン
  • インターフェース:シリアル、I2C、SPI
  • リチウムポリマー充電回路搭載


Arduino IDEのインストール

続いて開発環境の構築手順について解説します。まずはArduinoのウェブサイトでArduinoソフトウェア(以下、Arduino IDE)の最新バージョンをダウンロードします。(記事執筆時点で1.6.13が最新)

Arduino - Software
https://www.arduino.cc/en/Main/Software


SAMDコアインストール

次にSAMDボード向けのコンパイル環境をインストールします。
  1. ボードマネージャを開く(ツール > ボード > ボードマネージャ)
  2. Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+)」をインストール



Adafruit SAMDボード情報追加

AdafruitのSAMDボード情報(Adafruit Feather M0)を追加します。

  1. 環境設定を開く(Arduino > Preferences…)
  2. 「追加のボードマネージャのURL」に次のURLを入力
    https://adafruit.github.io/arduino-board-index/package_adafruit_index.json
    ※他のURLがすでに入力されている場合、それぞれのURLをカンマ”,”で区切って入力してください。
  3. ボードマネージャを開く(ツール > ボード > ボードマネージャ)
  4. Adafruit SAMD Boards をインストール


Arduino/Adafruit SAMDボード
ここで一旦、Arduino IDEを再起動。


サンプルスケッチ

環境が整ったのでテストとして次のスケッチを書き込み、LEDの点滅動作を確認します。


次のようにボードを設定し、書き込みボタンを押します。しばらくしてLEDが1秒周期で点滅はじめたら書き込み成功です。

  • ツール→ボード→Adafruit Feather M0 (USB Native Port)
  • ツール→シリアリポート→Adafruit Feather M0が繋がっているポートを指定してください

AdafruitのWebサイトではBLEモジュールを使ったアプリケーションの例が多数紹介されています(参考URLを参照)。次回はBLEモジュールを使ったスケッチの書き方について紹介したいと思います。


参考URL

Adafruit Feather M0 Bluefruit LE - スイッチサイエンス
https://www.switch-science.com/catalog/2752/

Adafruit Feather M0 Bluefruit LE : Adafruit Industries, Unique & fun DIY electronics and kits
https://www.adafruit.com/product/2995

Overview | Adafruit Feather M0 Bluefruit LE | Adafruit Learning System
https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-m0-bluefruit-le/overview


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