2014/8/2 土曜日

26年度第3回 「Scratchでハードウェアを制御(1)」 2014/08/2(Sat)

Filed under:平成26年度活動報告 — admin

3回目のこども科学探検団は、ハードウェア制御です。
スクラッチGPIO(ScratchGPIO)によるLチカやゲームコントローラー等を作りました。
当日の様子(13:30-16:30)

こども科学探検団
19名のこどもが前回同様に、”CODE for Shiojiri“のメンバーの方に指導をいただきます。

こども科学探検団こども科学探検団
第2回を欠席した2名について、開講前1時間ほど補講を行いました。これでScratchもばっちりです。

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今回は、電子部品を取り扱います。26本のピンヘッダー(GPIOポート)に役割があるため、先生がわかりやすい説明書を用意してくれました。
各々電子部品を電子部品を取りに並びます。

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今回の工作では、ジャンパー線でRaspberryPiより電気信号をブレッドボードの電子回路に引き込みます。 まずは、第1回で組み立てたクリアケースを外すことから始めます。

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最初に、LEDを点灯する回路を作ります。1番ピンより+3.3Vと6版ピンのGNDの間にLEDを接続する回路です。LEDは抵抗入りのLEDで、回路図を見ながら組み立てます。

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次に、タクトスイッチを回路に入れ、LEDのON/OFFを行います。
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いよいよ、ScratchGPIOによる制御をプログラムから行います。
11番ピンのGPIO17と、6番ピンのGNDにLEDを接続し、Scratchのプログラムブロックで、pin11high(LED点灯)、pin11low(LED消灯)の信号を1秒毎に送ります。プログラムを走らせると、LEDが点滅を始めます。

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11番ピンは、GPIO17で、デジタルI/Oのピンですが、ScratchGPIOでは、ソフトウェアで信号をオン・オフさせることで、GPIO18以外のGPIO17でも0-100の値で、出力可変にする事ができます。
可変パラメータとして、ねこの動き(X軸座標)に対応した変化でLEDの明るさをコントロールするプログラムを実行し、ScratchGPIOとの連携を確認します。

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ねこが、始点に対し、360度動き回るプログラムに対し、LEDの明るさが変わる簡単なプログラムです。ここで、先生が、LEDを蛍の光のようにゆっくりに点滅するにはどのようなプログラムにすればいいかを考えさせます。動画の最後に先生の発表がありました。

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難しいプログラムを考えながら、次はトルグスイッチによるゲームコントローラーの動作です。
右・左のスイッチでねこを左右に動かします。ここでしめされた回路図に、GNDはありません。
正式には3.3VのON/OFFを付けるべきジャンパー線が足りなくても、ON/OFFを検出すべき回路で、ねこを左右に動かします。

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先生が作ったプログラムを読み込み、自分で組み立てた回路で確認しました。

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前回行ったPKゲームのねこを今回作成したコントローラーで操作するよう改造します。
あらかじめ作ってあるPKゲームのボール部分のプロジェクトを読み込み、今回のねこの衝突判定を設定します。また、LED回路を追加し、ゲーム中はLEDが光るように改造しました。

RaspberryPIへの人間世界のON/OFFや視覚的LEDの点滅やらScratchGPIOのおかげで、ブロック形式のプログラムといったコンピュータとのコミュニケーションが取れ、無事操作ができました。
それが、RaspberryPIの醍醐味です。
コンピュータがブラックボックスではなく、自分たちの指示(コマンドやプログラム)で動く事を体験できた事を大事にしてもらいたいです。

今回も、当日の資料を下記URLにUPしていただきました。
是非ご自宅で、Scratch(スクラッチ)を使う際の副読本としてご利用ください。

http://code4shiojiri.org/raspi/
今回もお世話になりました、CODE for Shiojiri 様のHPです。

http://code4shiojiri.org/

コメント (1)

  1. […] ラズベリーパイでハードウェアを制御する 参考記事 26年度第3回 「Scratchでハードウェアを制御(1)」 26年度第4回 「Scratchでハードウェアを制御(2)」 […]

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