2018年7月23日月曜日

[Elegoo: 2] Lチカ:UNO R3ボードとIDEの基本手順

1. 概要 (Overview)
   1) IDEでプログラミング(スケッチ)からマイコンボードへの書き込みまでの
       基本的な手順と、UNO R3ボード内蔵のLEDを点滅させる方法を学ぶ

   2) UNO R3ボードは一般的に「Blink」スケッチをプリインストールして
       出荷されているので、UNO R3ボードにUSBケーブルに接続すると
       既に 'L' LEDが点滅している
       ここではUNO R3 ボードの点滅スケッチを再プログラムして、
       点滅する速度を変更する

2. 使用する電子部品 (Component Required)
電子部品 個数
Elegoo UNO R3 マイコンボード 1
USBケーブル 1

3. 電子部品について (Component Introduction)
   1) UNO R3 マイコンボード


      (1) 説明
         ・UNO R3ボードの両側にはデジタル・アナログ・電源のピン列があり、
           それらは複数の電子デバイスやその機能を拡張するプラグインの
          「シールド」に接続するために使用される
         ・USB I/F:無給電状態から給電状態になったと同時に
            マイコン上に保存されたプログラムが開始される
         ・デジタルI/Oピン:0~13番の計14本。入力・出力の設定はスケッチ上で行う
           「~」の付いたピン(3,5,6,9,10,11)は8Bit(0~255)パルス幅変調(PWM)出力が可能

         ・アナログI/Oピン:A0~A5番の計6本。入力・出力の設定はスケッチ上で行う
           このピンに加えられた電圧を10Bit(0~1023)で取得可能
         ・電源ピン:3.3V電源、5V電源、 グランド、Vin(給電)
         ・通信関連:シリアル通信[USBケーブル-PC, D0(TX),D1(RX)]/SPI通信[D10-13]
           /I2C通信[A4,A5]の規格による通信が可能
         ・UNO R3ボードにはLEDも内蔵されている
           ボードに「L」と記載され、このLEDはIDEでプログラミングした
            「スケッチ」から制御できる

      (2) データシート
 

 4. 電子回路
   1) 実体配線図 (Wiring Diagram)

   2) 配線写真(Example Picture)

5. Arduino IDEの基本手順
   1) スケッチを読み込む
      (1) Arduino IDEのスケッチ例を読み込む
           Arduino IDEには、数々のスケッチ例が含まれている
           LEDを点滅させるスケッチはIDEのメニューシステムで
           [ファイル]> [スケッチ例]> 01.Basics> 'Blink' スケッチを読み込む

 Arduino IDEのスケッチ例

      (2) 任意のスケッチを読み込む
         ・ [ファイル]> [開く]> 任意のスケッチを読み込む
         ・ [ファイル]> [最近使った項目を開く]> 任意のスケッチを読み込む
         ・ [ファイル]> [スケッチブック]> 任意のスケッチを読み込む

'Blink' スケッチ

   2) スケッチを保存する
      (1) スケッチ例を保存する
           スケッチ例は'読み取り専用'でIDEにインストールされているので、
           変更しても上書き保存はできない
           この場合は、IDEのメニューシステムの[ファイル]> [名前を付けて保存]で
           新規保存する

      (2) 任意のスケッチを保存する
         ・ [ファイル]> [保存]> 任意のスケッチを保存する

   3) マイコンボードとPCをUSBケーブルで接続する
      (1) マイコンボードをPCにUSBケーブルで接続し、
           IDEメニューシステムの[ツール]> [ボード:]で用意したボードタイプと
           [ツール]> [シリアルポート:]でPCのシリアルポートを設定する
 ボードタイプ
 
 シリアルポート

   4) スケッチをマイコンボードに書き込む
       ツールバーの[➡]でスケッチをコンパイルし、
       エラーが無ければマイコンボードに書き込む

      (1) コンパイル
コンパイル中
スケッチをマイコンボードに書き込むのに適したフォーマットに変換する

コンパイルエラー
物理的エラー ボードが未接続, ドライバが不足、シリアルポートが違う...等
文法エラー 文末に';'が無い、括弧'{}'が閉じていない、スペル間違い...等
 ↓
 コンパイル完了

      (2) スケッチをマイコンボードに書き込む     
 マイコンボードに書き込み中
スケッチがマイコンボードに転送されるあいだ、ボード上のLEDがちらつく
 書き込み完了

6. 実践
   1) マイコンボード上のLEDの点滅速度を1000ミリ秒(1秒) ⇒ 500ミリ秒に変更する
      (1) 変更前:1000ミリ秒(1秒)
          ① スケッチ
 
          ② 結果(動画)
 
      (2) 変更後:500ミリ秒(0.5秒)
          ① スケッチ
          ② 結果(動画)
 

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