MA08 電子工作

電子工作とメディアアート

第1回で紹介した資料からyoutubeやtwitterの動画を参照　https://sites.google.com/site/kobashijiangyiyong/mediaato

演習１

Arduinoスターターキットの箱とプロジェクトブックを一式受け取る。

Arduinoスターターキットとプロジェクトブックの番号シールを確認する。次回も同じキットを使用して受講すること。

キットの箱とブックは授業後に回収する。

Webclassの問１に受け取ったArduino Starter Kitの番号を記録する。次回以降で続けて同じものを利用する。

Arduino IDEの起動以前に、USBケーブルでArduinoをiMacに接続しておかないとボードを認識しない感じ。

Arduinoプロジェクトブック に目を通す。

P.6 ～ P.11 電子部品の名称と役割、回路図用の記号を確認する。

P.23 ブレッドボードの配線方法を確認する。

USBケーブルを箱から出してiMacとArduinoを接続する。

iMacのキーボード左側のUSB端子を利用するとよい。

動作確認：

Arduinoボードが正常な状態なら 緑のLED が点灯

iMacのランチャーからArduinoアイコンをダブルクリックしてIDE（開発ツール）を起動

Arduino Uno に接続する

P.18の 「プログラムを転送しよう」の手順で　接続と動作の確認　をします。

Arduino IDEのメニューから動作確認用スケッチ 「Blink」を開く

スケッチを書き込むボタン「→」を押す

動作確認：

Arduinoの基板上のLEDがオレンジに1秒間隔で点滅する

演習１.１

（時短でスキップ）

スケッチBlinkの delay(1000)の部分を　delay(100)　などに変更する。

スケッチを転送する。

点滅の様子が変化したらプログラムの転送と動作確認は成功です。

演習１.２

（時短でスキップ）

USBケーブルを抜く。

ブレッドボードにLEDの点灯回路を作成する。

P.24 実体配線図を参照

USBケーブルを接続して動作確認

正常動作）　LEDが点灯

点灯しない場合

LEDの電極の接続（アノード、カソード）が逆なら直す。　足の長い方がアノードと呼ばれる＋側の電極。

Arduino側の端子を確認する。５VとGNDのピンに刺さっているか。

抵抗の値を確認する。赤　赤　茶　の帯の２２０Ωの抵抗を使っているか確認。接続の向きは無関係。

５V（＋極）からGND（－極）に電流がループするように回路が接続されているか確認。

実験

上の写真で緑色の配線のGND側を抜く　→　LED　OFF

上の写真で緑色の配線のGND側をブレッドボードのGND（ArduinoのGNDから延ばした黒い線と同じ列）に接続　→　LED　ON

上の写真で緑色の配線のGND側をブレッドボードの５V（ArduinoのGNDから延ばした赤い線と同じ列）に接続　→　LED　OFF

以上から、

緑の配線のGND側の電圧が　５V　→　LED　OFF

緑の配線のGND側の電圧が　０V（GND）　→　LED　ON

※この様に負論理（通常は電圧HighでON、LowでOFFだが、その逆なので）で制御する

次の演習２でこの緑の配線をArduinoのデジタル出力（DIGITAL　OUT）の2番ピンに接続してＯＮ／ＯＦＦをiMacのMax8から制御する。

演習２

Max8からArduinoに接続したセンサやスイッチを利用できるようにする。

MaxからLEDの明るさを制御してみよう。

手順：

・ArduinoにFirmataをインストール（IDEからスケッチ書き込み）

・Maxuinoを起動してArduinoと接続

・動作確認

・回路制作

・Maxuinoの改造

Firmataの準備：

Arduino IDE（プログラム開発ツール） を起動しファイル→ スケッチ例 から

Firmata -> StandardFirmata

 を選択する。

IDEの →ボタンでArduino に書き込む（アップロード）

Maxuinoの準備と動作テスト：

レポートフォルダー 

MA08素材 の MaxuinoTest2023　をデスクトップなど適用な場所にコピーする。

※Maxuinoの動作に必要な関連ファイルもこのフォルダにある。

Maxuinoのパッチャーはこのフォルダから出さないこと。

フォルダの

maxuino2023.maxhelp

をダブルクリックしてMax8で開く

※今後Maxuinoを利用して自分の作品用のパッチを製作する場合はこのファイルをコピーして名前を付け替えて利用する

メニュー　File　→　Save as　から名前を適当に変更して保存する

※今後、このファイルを改造して実験を続ける。期末作品用に利用してもよい。元のmaxuino.maxhelpパッチャーはバックアップとして残しておく

Maxuinoのサンプルパッチを設定し動作確認をする。

Window → Max console を開く

幾つかエラーが表示される場合があるがこの段階では無視する

(1/3) 

1.  Select serial port の update メッセージをクリックし、select ボックスから Arduinoを接続したポート(usbmodem11101)を選択する

Consoleに接続完了のメッセージ print "Firmata version" 2.5 が表示される

接続完了まで少し間が必要。表示されるまで待つこと。

(2/3) 

2. initialize の init メッセージをクリックする。 （コンソールにArduinoの各pinの動作業況がプリントされる）

(3/3)

 3. test Built-in LED で、 select one から 13 -- Arduino uno を選ぶ。（13番ボートが選択される）

※Arduino Uno の 13番ポートにはボード上のLEDが接続されている

on/off や auto-flash のトグルスイッチをクリックして、Arduino のボード上のLEDが点滅することを確認

動作確認終了

Arduino IDE を閉じる

ファイルの保存はしない。(Don't Save)

※他のスケッチで上書きしない限りはこのArduinoはMaxuinoが接続できるようになる
USBケーブルを外してもコードはメモリに保存されて消えない

演習３

Max8からArduino を制御する。
Maxudinoのパッチャーの

2.initialize 　にある、gui メッセージををクリックして、以下のようにArduino Uno の　０～１９　のピンの設定・動作確認パネル　を表示する。

実験３．１

Pin 13 をdOut （デジタル出力）にモード変更（下の画像では dO と表示されている）

デジタル出力モードではPinの出力を

ＯＮ ５V

ＯＦＦ ０V

に制御できる。
０Ｖの出力を回路のＧＮＤとして利用できる。

Pin 13 を ON / OFF してArduinoボード上のＬＥＤが動作することを確認する。

実験３．２

ブレッドボード上のLED回路の緑の配線のGND側端子を、

Arduino のピン　2

に繋ぎ変える。以下の画像を参照。

USBケーブルを抜くと再接続してもiMacからArduinoが認識不能になる。iMacを再起動すると接続できるようになる。

USBケーブルはArduinoから外さずに作業する

回路に通電したままの配線作業はやらない方がよい

以下の作業では

一番最後　 に赤ケーブル　を　５V端子　に接続

することにする

別の回路に修正する際には　赤ケーブルを外してから作業する

（実験の続き）
MaxuinoのGUIの2番ピンを dOutモードに切り替える。

２番ピンのボタンをON　OFFしてLEDの点滅を確認する。（以下の画像参照）

２０２４年度　進捗管理

火曜2時間目クラス　火曜５時間目クラス どちらも、ここまで進んだ。

次回は、実験3.3のアナログでLED制御から。 MA09に進んだ。

実験３．３

Arduino のピン　2　に挿した端子を隣の　ピン　３~ に挿しなおす。

番号に　~　記号の付いたピンは　PWM　モードが使える。（Pulse Width Modulation）解説記事

MaxuinoのGUIの3番ピンをPWMモードに変える。

3番ピンのフェーダーを上下させて　LED明るさの変化　を確認する。

２０２４年度スケジュール変更

以下の演習はスキップしてMA09に進む。

演習４

Max8のパッチャーでLEDを制御する。

4. do your thing にあるサブパッチャー　p digital OUTPUT をダブルクリックしてサブパッチャーを開く。

　Arduinoのピンのモードをデジタル出力モードにサブパッチャーから変更する。

select pin  # の下の数値ボックスを　０　から　３　に変更

動作確認

　 サブパッチャーのトグルスイッチを　ＯＮ　ＯＦＦ　してＬＥＤの点滅を確認する。

サブパッチャーを改造する。

例）

サブパッチャー　p digital OUTPUT を開いて改造した様子。

metro で指定した時間間隔（ms単位）でLEDが点滅する。

演習５

パッチャーに改造を加える。

回路に改造を加える場合はArduino の USBケーブルを抜いてiMacから外す。※

※再接続時に 1. select port　と　2.init　の設定も再び行う。

回路制作の例）

ArduinoのピンにLEDの制御回路を増設する（色は自由・抵抗は220Ω程度）

または

Arduino スターターキットのプロジェクト ２ か３か ４ あたりの回路を作成

ArduinoのピンをMaxuinoから制御するパッチを作成する。

Max8の音響や映像と連動させる。

　これまでに作成したパッチャーを開いて、音や映像を出力する部分に　s AR0（sendオブジェクト）でメッセージ出力を加える。

　Maxuinoのパッチャーに r AR0（recieveオブジェクト）を加えLEDの点灯スイッチに接続する。

metro 、counter、 sel、random などのオブジェクトを利用して様々なLEDの点滅パターンを作成する。（次回講義で作成例を紹介）

改造の例）

(1/5) LEDを2つに増やす。ArduinoのDigital 4番pinで制御するように回路を作成。
(2/5) p digital OUTPUT のパッチャーオブジェクトを複製する。
(3/5) 複製したパッチャーのoutletを s to-maxuinoに接続する。
(4/5) 複製したパッチャー開く。
select pin #　を　4　に変更する。
(5/5) 複製元と複製したパッチャーを編集する。
s on と r on でmetroのタイミングを同期させる、または、
delay 1000 を経由して遅延して連鎖させる。

課題提出

回路が動作している様子などを動画や写真撮影してWebclassにアップロードする。

時間に余裕が有る場合

MA09の演習３に進む。

アナログセンサー（光センサー）の応用を扱う。

その他

ArduinoのプロジェクトブックにはArduino単体で動作する幾つかのプロジェクトが紹介されています。試してみて下さい。

http://www.petitmonte.com/robot/arduino_project_book.html 誤植の指摘や、作成回路の動作例が動画で載っているブログ

プロジェクト用の スケッチ（プログラム）は、arduino IDE の ファイル→ StarterKit_BasicKit にあらかじめ用意されています。

選んで開いて改造してみましょう。

お勧めプロジェクト

・０２　宇宙船の操縦桿

　　　　　1年生の時に制作した工作である。

　　　　　押しボタンスイッチとＬＥＤを連動させる

　　　　　実体配線図の差し込み位置が印刷で分かりにくいところが有るので注意。

・０３　ラブメーター

　　　　　温度センサーとＬＥＤを連動させる

　　　　　動作確認でプログラムの修正が必要。自分の体温に合わせて修正。

・０６　明るさテルミン

　　　　　照度センサー（明るさセンサー）とブザーを連動させる

・０７　キーボード楽器

　　　　　複数の押しボタンスイッチとブザーを連動させる

・０８　デジタル砂時計

　　　　　転倒スイッチとＬＥＤを連携させる

　　　　　動作確認ではＬＥＤが点灯する速度を上げるように調整する。未調整では1つ点灯するのに10分必要。

・１３　触って点けるランプ

　　　　　接触センサーとＬＥＤを連携させる