2週間間が空くと前回の内容を忘れてしまうという塾生からの意見があったため、およそ1週間での開催となった。その甲斐あってか、今回は、前回の復習のLCD表示から始め、温度センサの使い方、圧電ブザーの使い方、DCモータの接続(前半)まで、盛りだくさんの内容となった。消化不良を起こさずに、次回まで、覚えてくれていたらいいのだが。。。。少々不安である。
○LCD表示の復習
前回、皆が苦労したLCDモジュールへの文字表示の復習から始めたが、今回参加の4名は、あっさりと成功。ただ、前回は、あまり理解しておらず、言われるままにやっていた感があったが、今回は、配線についての注意点を各自考えながら、かつ、Arduinoのプログラムの内容についての解説も加え、より深く理解することを目的に実施した。
○温度センサの使い方
次に、温度センサを利用して、実際に温度を測定し、その結果をLCDモジュール上に表示する実習。まずは、テキスト通りに配線して、表示されることを確認し、なぜ、温度が表示されるかという点を理解。
そろそろ深い内容をふぃかいするために、今回利用したマイクロチップ社のMCP9700という温度センサのデータシートの読み方を学習した。以下、データシートの冒頭2ページの内容。
このデバイスの主な仕様は以下の通り。
- 温度測定範囲：-45～+125℃
- 温度係数： 10mV/℃
- 出力電圧： 0℃時 500mV
一方、ArduinoのADコンバータの仕様は以下の通り。
- 量子化ビット数： 10ビット(min 0 ～ max 1023)
- 測定範囲： 0～5V
これらの情報から、測定値から温度に変換する式の導き出し方を学習。
温度 = ( 測定値 － 102) × 0.5
これが、プログラムの中で計測した値から温度に変換し、LCDに表示していることを理解。
≪重要なポイント≫
配線ミスにより、ArduinoがPCから認識されない状況に陥った場合は、概ね電源ラインの異常が生じていることを想定し、気づいた時点ですぐに電源部のジャンパコードを抜くという対処方法を伝授。電子部品は、電源の接続ミスさえしなければ、そう簡単に壊れないが、電源の接続ミスは、デバイス破壊に直結することを解説。とにかく、電源ラインの接続には、十分注意するよう指導。
○圧電ブザーの使い方
矩形波とサイン波の違い。音が鳴る仕組み。矩形波のデューティ比の違いによる音色の違いを体感。
次にドレミ音階を鳴らしてみる。周波数の低い音については、圧電スピーカの特性があまり良くないこと、PCからUSBで供給する電源電圧に安定性がかけることによる音のブレを体感。乾電池からの電源供給では安定した音が鳴ることを確認。
ドレミファ・・・・と鳴らすサンプルプログラムをドシラソファ・・・と逆にする練習問題。
なっている音をLCDに表示させる練習問題を実施。
○DCモータの接続方法(前半)
モータ端子をArduinoに直接接続しても、モータが回らないことを確認。電流容量の概念を解説。
安価な部品は中国製のものも多い。データシートも中国語で記述されているものがある。だが、感じで記述されていると、意外と意味は把握できる。上記のDCモータの仕様にしても、無負荷時電流が0.2A、初動電流0.66A、トルク6.0g・cm、ストール電流2.2Aなどが読み取れることを解説。外国語でもいとわずに慣れることが重要。
Arduinoの出力端子から供給できる電流が20mA程度のため、モータを回せる電流が足りず、回らないことを解説。
次回は、回らない場合に出力端子がどうなっているかを確認するところから、電流増幅の方法によりモータを回すところから実施予定。
次回の開催は、7/9(水)の予定で、少々間が空いてしまう。指導者としては、今日の学習内容が忘却の彼方に行ってしまわないことを祈るばかりだ。