連載（31）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（13） - フィジカル・コンピューティング
温度センサの追加 アナログ入力ポート0、1、2の3ポートに同じLM35DZを接続しました。 このポートからの温度データを、Serial.Print（）関数でモニタすることにします。 スケッチは、今までのスケッチを基に一部を修正して作成します。温度センサの読み取りの処理を追加します。 コネクタの横の抵抗は、マイコン・ボードのアナログ入力ポートの入力インピーダンスが大きいため、温度センサからのリード線が長くなるとノイズが乗ってきます。温度センサが駆動できる範囲で入力インピーダンスを下げてノイズのレベルを下げています。 温度センサの接続ポート 温度センサからの温度データを受けるのは、tempprt1、2、3に割り当てます。Arduinoのマイコン・ボードのアナログ・ポート番号の0、1、2のポートをそれぞれ割り当てます。 コメント欄 ここでは記入していませんが、コメント欄にはスケ
連載（29）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（11） - フィジカル・コンピューティング
Arduino用のユニバーサル基板を使う ブレッドボードでテストしていた回路を、Arduino用のユニバーサル基板に作成します。マイコン・ボードは、Arduino MINIから次に示すArduino Duemilanoveに変わります。このArduino Duemilanoveで動作を確認した後は、同じユニバーサル基板が利用でき、より小型なマイコン基板のArduino Skinnyで動作を確認してみます(次回以降)。 Arduino 用のユニバーサル Arduino 用のユニバーサル基板は、次に示すようにArduinoのリセット・ボタンやLED、ボタン入力などの追加が容易にできるようになっています。また、ピン・ヘッダや、タクト・スイッチ、高輝度で少しまぶしいLED、電流制限抵抗などがセットになっていて、使いやすいキットになっています。1980円と少々高価なのが玉に瑕です。 この他に、
連載（28）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（10） - Arduinoを利用して低温で煮た煮豚を作る
Arduinoを利用して低温で煮た煮豚を作る Arduino MINIを使用して温度制御を行う例として煮豚を作ってみました。真空断熱調理の例のように、100℃以下の温度で長時間ゆっくり加熱することでおいしさを引き出す調理法がいろいろあります。 ここでは、次に示すように発泡スチロールの箱の中にスノコを置き、70Wの電熱保温プレートを置きホーローのボールで煮豚を作ります。 煮る温度はLM35DZのセンサで検出 今回は煮汁の温度を直接LM35DZの温度センサで測定します。 煮汁の温度が87℃以上になると、保温プレートの通電をソリッド・ステー・リレーのオン/オフで遮断します。煮汁の温度が87℃を下まわったら通電を再開するだけの簡単なもので、前回作成したスケッチをそのまま使用しています。 通電の状態は LEDの点滅でモニタ この箱はPCのそばに置いていますので、USB経由でArduino
連載（27）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（9） - フィジカル・コンピューティング
ソリッドステート・リレーのAC側のリード線の接続 ソリッドステート・リレーのAC側のリード線もソリッドステート・リレーの基板にはんだ付けします。 ACコード（100V交流）との接続は、次に示す差込形ピン端子で行います。この端子は、0.75から1.25mm2の撚り線対応のピン端子（写真左の赤色）です。ホーム・センタで朝日電器製のものを購入しました。 ACコードにも、2本ある片方の途中を切断して差込型ピン端子を接続します。 この差込型ピン端子はPCF-1.25とPCM-1.25の雌雄のタイプがあります。ACコード側、ソリッドステート側それぞれ雌雄のピン端子を圧着しました。 このピン端子の圧着には、次に示す圧着ペンチが必要になります。電力を扱う配線には必要になります。ホーム・センタで、2000円くらいで購入できます。 圧着ペンチや差込型ピン端子が入手できない場合は、テーブル・タップなどのACコ
連載（26）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（8） - フィジカル・コンピューティング
番外編 ソリッドステート・リレーの製作 AC100のヒーターや、電球などの電力を制御するためにAC100Vのオン/オフが必要になります。リレーを使用することもできますが、無接点の半導体リレーを使用したほうが接点の劣化もなく、制御も容易になります。 そのため、秋月電子通商で販売しているソリッドステート・リレー（SSR）キット20Aタイプを組み立てます。 回路の仕組みを理解するために手持ちの部品でソリッドステート・リレーを作る ソリッドステート・リレーの回路図は、次に示すようになります。使用している部品は異なりますが、秋月電子通商の回路構成と同じになっています。 この回路を、エレキジャックの付録基板の小型のユニバーサル基板に組み立ててみました。 揃えて部品を次に示します。 青色の丸いZNRと緑の端子台は秋月電子通商、6ピンのIC、TLP561Gと3本足のM8G45のトライアックは千石電商
連載（25）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（7） - フィジカル・コンピューティング
番外編 コネクタの圧着端子を圧着ペンチで圧着 Arduinoから離れた場所の温度を測るために、前回はLM35ZDをはんだ付けしてケーブルに接続しました。今回はケーブルをブレッドボードに接続するためのコネクタをケーブルに接続します。 電力の制御のためにソリッドステート・リレーを使用します。ソリッドステート・リレーは秋月電子通商のキットを使用する予定で次回に用意します。 2.54ｍｍピッチの3ピン・コネクタ ブレッドボード(基板)側は2.54ｍｍピッチの3ピン・コネクタを使用します。今回使用するコネクタを次に示します。パソコンのマザーボードの配線をしたことがある方はPWRやリセットスイッチ用のケーブルをマザーボードに接続するときに使用したものと同じタイプです。 このコンタクト・ピンとケーブルの接続を汎用の圧着ペンチを使用して行います。適切な工具を使用すると思いのほかきれいに仕上がりうれ
連載（24）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（6） - フィジカル・コンピューティング
番外編 電子工作に必須なはんだ付けについて 今回は、温度センサ（LM35DZ）にリード線を接続するためはんだ付けを行います。以前は中学校ではんだ付けを行ったのですが、今では経験しない人のほうが多いようです。残念なことですが、経験すれば誰でもできる便利な技術です。初心者には従来のはんだが優しい 実際の産業界では、はんだから鉛が排除されましたが、電子工作の初心者には従来の鉛－錫（スズ）のはんだが融点も低く、はんだと配線のなじみも良く失敗も少なくなります。はんだ付けに熟練した後必要に応じて無鉛のはんだを使用すればよいでしょう。はんだゴテには30Wの小型のもの 筆者は、大洋電機産業製のKS-30Rを使用しています。この4年間くらい、こて先を替えることもなく使用しています。昔、Z80のマイコン組み立てではんだ付けしたときは数か月ごとに、腐食のためこて先を替えていました。コテ先の交換の必要がなく
連載（23）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（5） - フィジカル・コンピューティング
LM35DZの温度を測定する 今回使用した温度センサは、LM35DZに加えた電源電圧の値と関係なく、Voutに出力された電圧の値がそのまま、温度の値を表しています。 mVの値で電圧を読み取り、その値を1/10した値が摂氏の温度の値を表します。 Arduino でアナログ入力ポートから電圧データを読み込む Arduinoのアナログ入力ポートは、入力された電圧とArduinoに加わる電源電圧（基準電圧）と比較して、入力電圧の大きさに応じて、0から1023のディジタルの値に変換します。 そのため、アナログ・ポートから読み取った値を次の式で電圧の値に変換します。 電圧値 ＝入力値×基準電圧値/1024 基準電圧値： デフォルトでは電源電圧値。Arduinoのデフォルトの状態では、アナログ入力のA-D変換を行う場合の基準電圧値は、Arduino のマイコンのチップに供給される電源電圧が使用
連載（22）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（4） - フィジカル・コンピューティング
Arduinoで温度を測る Arduinoのアナログ入力を用いると、温度センサからの出力電圧を読み取ることできます。適切なセンサを選べば、アナログ入力ポートから読み取った値の幾つかの計算を行うだけで、温度を読み取って表示することができます。 温度センサとして、ナショナルセミコンダクター製のLM35DZを使用します。LM35DZは次に示すように3本足のトランジスタと同じ形状で、GNDをマイナス電源に接続し、V+にプラスの電源を接続すると、真中のVoutに温度に応じた出力電圧が得られます。 0℃で0Vとして10ｍV/℃と、1℃当たり10ｍVの出力が得られます。25℃の場合、250mVの出力が得られます。 Arduino MINI 前回、誤ってAruduino NANOを昇天させてしまいました。半固定抵抗のセットを90°ずらしてセットしたため、半固定抵抗をいっぱい回すと電源とGN
連載（19）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（13） - フィジカル・コンピューティング
サンプル・スケッチ Fading LED Fadingとは、衰退、減退または短波放送のように電波の強さが時間とともに変動することを示すとあります。このスケッチでは、LEDの輝きがAnalog 出力で徐々に減衰する様子が確認できます。 プログラムの説明のコメント部 次の2行は、コメントでスケッチ名 Fading LEDと作者名 BARRAGANが示されています。 // Fading LED // by BARRAGAN http://people.interaction-ivrea.it/h.barragan 変数などの定義部 次の2行は、変数と定数の定義を行っています。 int value = 0; // variable to keep the actual value int ledpin = 9; // light connected to digital pin 9
連載（18）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（12） - フィジカル・コンピューティング
今回は、アナログ出力のテストを行います。Arduinoのアナログ出力はPWM（Pulse Width Modulation）と呼ばれる方法で行われます。パルスの幅で調整するという意味です。マイコンなどを利用したモータ、照明などの電力制御によく利用されている方法です。 PWM （Pulse Width Modulation） パルスの幅による調整とは、一定の基本周波数の中のパルスのオンとオフの幅を変えることで、供給する電力の量を調整する手法です。1パルスの中のオンとオフの時間が半分ずつのときは、パルスのオン/オフの比率が50％になります。そしてこの比率をデューティ比と呼びます。 デューティ比を変えて出力制御する パルスがすべてオンのときが100％の出力で、パルスがすべてオフのときには出力は0％となります。Arduinoはこのデューティ比を制御するために0から255までの値を設定
連載（16）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（10） - フィジカル・コンピューティング
今回は、アナログ入力を試してみます。そのためのアナログ入力のための電圧データをボリューム(可変抵抗)または半固定抵抗で0Vから電源電圧までの出力を作ります。 サンプル・スケッチ サンプルのスケッチは、読み込んだアナログ・データの大きさに応じてLEDの点滅時間を変えます。アナログ入力データの変化に応じて、ディジタル・ポート13番に接続されたLEDの点滅の速度が変わるようになっています。今回準備し、次回作成するスケッチ この回路で作成するスケッチは、ディジタル出力に4個のLEDを接続し、アナログ入力の大きさに応じてLEDの点灯する数を比例するようにします。アナログ入力データを変化させ、LEDの点灯する数が変化することを確かめます。変化するアナログ・データの作り方 次に示すように、ボリュームの1、3の端子に信号電圧（この場合は電源電圧）を加えて、1と3の間を摺動する（接触しながら移動するこ
連載（14）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（8） - フィジカル・コンピューティング
タクト・スイッチでLEDの点灯制御 今回は、タクト・スイッチと呼ばれる押しボタン・スイッチを押すと、押している間LEDが点灯するスケッチを作成します。 そのために、サンプル・スケッチの「Button」をArduinoのボードにアップロードして動作を確認します。その後、サンプルのスケッチを参考にして、このタクト・スイッチのオン/オフを検出してLEDを点灯するスケッチを作ります。今回作成する回路 今回作成する回路の全体像を次に示します。 スイッチサイエンスから購入したミニブレッドボードに今回の回路を組んでみました。いつも使うEIC-300より少し高価ですが、このくらいの回路を組むのにはちょうどよいので、今回はこのボードを使用しました。 LED、電流制限抵抗、タクト・スイッチと呼ばれる押しボタン・スイッチと、プルアップ抵抗をこのボードにセットしてあります。個々の部品の様子 これらの
連載（13）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（7） - フィジカル・コンピューティング
浮動小数点型 前回、floatのデータの型を浮動小数点実数型と説明しましたが、JIS X 3010（2003年）を調べるとfloatを浮動小数点型としていました。実数型は整数型および実浮動小数点型を総称するとありました。実浮動小数点型の“実”は複素数型に対する虚数を含まない浮動小数点型ということを表しています。規格を調べると、現実をどのような視点で見ているかがよくわかります。 一方、データの型の定義が必要なプログラムの解説書の多くは、浮動小数点型と実数型を同じものと扱っています。floatは浮動小数点を示していますので、今後はfloatを浮動小数点型と呼ぶことにします。ときどきは、規格にあたると見方を整理するのに役立ちます。 今回は、計算比較を行う演算子について説明します。 演算記号 演算記号には、算術演算と論理演算があります。 算術演算子（Arithmetic Operat
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連載（21）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（2） - フィジカル・コンピューティング
連載（20）Arduinoで何でも制御 いろんなArduinoがある（1） - フィジカル・コンピューティング
連載（17）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（11） - フィジカル・コンピューティング
連載（15）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（9） - フィジカル・コンピューティング
連載（12）Arduinoで何でも制御 サンプル・スケッチを動かす（6） - フィジカル・コンピューティング