ミニ四駆の遠隔操作を実現しよう！- プロトタイプ編

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技術解説

連載 :

ミニ四駆×Arduino×Bluetoothで“夢のミニ四駆”を作ろう

2013年3月22日(金)

藤原敬弘

プロトタイプの作成

プロトタイプ（1）コマンド送信プログラム

それではコマンド送信プログラムを作成しましょう。これには、「Arduinoを始めよう！（1）シリアル通信編」で作成したプログラムが参考になります。LEDはArduino UNO付属のものを使うため、必要ありません。USBケーブルをつなぎ、次のプログラムを転送してください。

001/**
002  * グローバル変数の定義
003  *
004  * cmdStatus: コマンドを保持する。
005  * blinkStatus: 後退時のLEDの点滅を制御する。
006  */
007  int cmdStatus = 0;
008boolean blinkStatus = false;
009  
010 /**
011  * コマンドの定義
012  *
013  * cmdStatus変数にセットして利用する。
014  * cmdStatus変数とこのコマンドを比較し、プログラムはLEDの挙動を選択する。
015  */
016  const int STOP = 0;
017  const int FORWARD = 1;
018  const int BACK = 2;
019   
020 /**
021  * setup関数
022  *
023  * シリアル通信を使うため、初期化する。
024  * LEDを使うため、13番ピンをOUTPUTに指定する。
025  */
026  void setup() {
027      Serial.begin(9600);
028      pinMode(13, OUTPUT);
029  }
030 
031 /**
032  * stop関数
033  *
034  * 停止コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
035  */
036  void stop() {
037    cmdStatus = STOP;
038  }
039 
040 /**
041  * forward関数
042  *
043  * 前進コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
044  */
045  void forward() {
046    cmdStatus= FORWARD;
047  }
048 
049 /**
050  * back関数
051  *
052  * 後退コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
053  */
054  void back() {
055    cmdStatus = BACK;
056  }
057 
058 /**
059  * light関数
060  *
061  * 現在のステータスに応じて、LEDを点灯させる。
062  *  STOP: 消灯
063  *  FORWARD: 点灯
064  *  BACK: 点滅
065  */
066  void light() {
067    switch (cmdStatus) {
068      case STOP:
069        digitalWrite(13, LOW);
070        break;
071      case FORWARD:
072        digitalWrite(13, HIGH);
073        break;
074      case BACK:
075        digitalWrite(13, blinkStatus);
076        blinkStatus = !blinkStatus;
077        break;
078    }
079    delay(500);
080  }
081  
082 /**
083  * loop関数
084  *
085  * コマンドを受け取り、forward / back / stop のいずれかの適切な関数を呼ぶ。
086  * light関数をループ毎に呼び、LEDを制御する。
087  */
088  void loop() {
089    if (Serial.available() > 0) {
090      char c = Serial.read();
091      if (c == 'f') {
092        forward();
093      } else if (c == 'b') {
094        back();
095      } else if (c == 's') {
096        stop();
097      }
098    }
099  
100    light();
101  }

コンソールを開き、動作を確認します。

このプロトタイプは、次の動作が確認できれば、正常に動いています。

コマンド	LEDの光り方
f	点灯
b	点滅
s	消灯

プロトタイプ（2）モーター回転プログラム

次は先ほどのプログラムにモーターの回転を加えます。このプログラムは、「Arduinoを始めよう！（2）モーター制御編」を参考にすると簡単に組むことができます。先ほどのプログラムでforward関数、back関数、stop関数を定義したので、ここにモーター回転のプログラムを組み込みましょう。

001/**
002 * ピンの定義
003 *
004 * signal1とsignal2で使用するピンに名前を付ける。
005 */
006 const int SIGNAL1_1 = 12;
007 const int SIGNAL1_2 = 13;
008 const int SIGNAL2_1 = 10;
009 const int SIGNAL2_2 = 11;
010 
011/**
012 * setup関数
013 *
014 * シリアル通信を使うため、初期化する。
015 * モーターの制御に使用するピンをOUTPUTに指定する。
016 */
017 void setup() {
018   Serial.begin(9600);
019   pinMode(SIGNAL2_1, OUTPUT);
020   pinMode(SIGNAL2_1, OUTPUT);
021   pinMode(SIGNAL1_1, OUTPUT);
022   pinMode(SIGNAL1_2, OUTPUT);
023 }
024 
025/**
026 * signal1関数
027 *
028 * モーターの制御をわかりやすくするため、シグナル関数を用意する。
029 * signal1関数とsignal2関数を使って、モーターの正転、逆転、停止を制御する。
030 *
031 * signal1関数とsignal2関数に同時に1を渡すと、FETモジュールが壊れるので注意する。
032 */
033 void signal1(int value) {
034   switch (value) {
035     case 0:
036       digitalWrite(SIGNAL1_1, HIGH);
037       digitalWrite(SIGNAL1_2, LOW);
038       break;
039     case 1:
040       digitalWrite(SIGNAL1_1, LOW);
041       digitalWrite(SIGNAL1_2, HIGH);
042       break;
043   }
044 }
045 
046/**
047 * signal2関数
048 *
049 * モーターの制御をわかりやすくするため、シグナル関数を用意する。
050 * signal1関数とsignal2関数を使って、モーターの正転、逆転、停止を制御する。
051 *
052 * signal1関数とsignal2関数に同時に1を渡すと、FETモジュールが壊れるので注意する。
053 */
054 void signal2(int value) {
055   switch (value) {
056     case 0:
057       digitalWrite(SIGNAL2_1, HIGH);
058       digitalWrite(SIGNAL2_2, LOW);
059       break;
060     case 1:
061       digitalWrite(SIGNAL2_1, LOW);
062       digitalWrite(SIGNAL2_2, HIGH);
063       break;
064   }
065 }
066 
067/**
068 * stop関数
069 *
070 * 停止コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
071 */
072 void stop() {
073   signal1(0);
074   signal2(0);
075 }
076 
077/**
078 * forward関数
079 *
080 * 前進コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
081 */
082 void forward() {
083   signal1(1);
084   signal2(0);
085 }
086 
087/**
088 * back関数
089 *
090 * 後退コマンドが来た場合のステータスの変更を行う。
091 */
092 void back() {
093   signal1(0);
094   signal2(1);
095 }
096/**
097 * loop関数
098 *
099 * コマンドを受け取り、forward / back / stop のいずれかの適切な関数を呼ぶ。
100 */
101 void loop() {
102   if (Serial.available() > 0) {
103     char c = Serial.read();
104     if (c == 'f') {
105       forward();
106     } else if (c == 'b') {
107       back();
108     } else if (c == 's') {
109       stop();
110     }
111   }
112 }