基本演習２　簡単な入力インタフェースの作成とインタラクション

 【演習１】　鉛筆シンセサイザー（可変抵抗器を用いた電圧入力のインタフェース利用）

 

１　 次のプログラムをコンパイルして，アップロードする。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

int ADPin = 0;    //線をなぞるクリップ接続ピンの定義
int outPin = 9;    //圧電ブザー繋がるピンの定義
int ADVal;        //A/D変換値一時格納用変数

void setup() {
  pinMode(outPin, OUTPUT);      //圧電ブザーの繋がるピンを出力に
}

    

void loop() {
  ADVal = analogRead(ADPin);        // 線の位置を電圧で取得
  digitalWrite(outPin, HIGH);          //圧電ブザーの電圧をHighに
  delayMicroseconds(ADVal);        //A/D変換値μ秒のウエイト
  digitalWrite(outPin, LOW);           //圧電ブザーの電圧をLowに
  delayMicroseconds(ADVal);        //A/D変換値μ秒のウエイト
}

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

 

２ 　縦１５ミリ，横１２０ミリ程度の大きさの厚紙に，５ミリ程度の幅で横方向（１２０ミリ）に，鉛筆で黒く塗りつぶす。

 

３　2個のクリップを，ブレッドボードに差し込めるように加工してから，厚紙の両端をそれぞれクリップで留めて，一方をVCC（＋５V，赤ライン），もう一方をGND（０V，水色ライン）に接続する。

 

４　スピーカーの黒線（一方）をGND（０V，水色ライン）に，赤線（もう一方）を「d9」の端子に接続する。

 

５　ai0の端子に接続したジャンパー線の，もう一方を厚紙上の鉛筆で黒く塗りつぶした部分に接触させて，いろんな音を奏でてみる。 


【演習２】タッチセンサー（抵抗との組み合わせによる静電容量式）

１　 次のプログラムをコンパイルして，アップロードする。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

int prevt = 0;
int t = 0;
int threshold = 5;

void setup()
{
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,INPUT);
  pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop()
{ 
  t = 0;

  // パルスの立ち上げ
  digitalWrite(8, HIGH);

  // 立ち上がりまでの時間計測
  while (digitalRead(9)!=HIGH) t++;

  // 放電するまで待つ
  digitalWrite(8, LOW);  
  delay(1);

  // ローパスフィルタ
  //t = 0.8 * prevt + 0.2 * t;
  //prevt = t;

  // LED点灯
  if( t > threshold ){
    digitalWrite(13, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(13, LOW);
  }  
}

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 

２　d8とd9との間を，１MΩの抵抗でつなぐ

３　d9端子にジャンパー線を接続して，他端を指で触れるか，抵抗のd9端子側の足に触れると，d13のLEDが光る


参考　【Arduino】抵抗１本で作る静電容量式のタッチセンサ

https://nn-hokuson.hatenablog.com/entry/2017/03/22/200454

 

【演習３】 タッチセンサー（抵抗との組み合わせによる静電容量式　その２）

 「演習２」と同じものを，静電容量ライブラリを利用してつくる

 １　ホームページからライブラリCapacitiveSensor-0.5.1.zipをダウンロードして解凍して、フォルダ名を「CapacitiveSensor」に変更（末尾の数字部分を削除）し，arduinoのlibrary（arduino0023の実行ファイル（arduino.exe）があるフォルダ内の「libraries」フォルダ）に配置する。


2　次のプログラムをコンパイルして，アップロードする。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

#include <CapacitiveSensor.h>

CapacitiveSensor   cs_4_2 = CapacitiveSensor(8,9);        // 1M resistor between pins 4 & 2, pin 2 is sensor pin, add a wire and or foil if desired

void setup()                    
{
   cs_4_2.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);     // turn off autocalibrate on channel 1 - just as an example
   pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop()                    
{
    long start = millis();
    long total1 =  cs_4_2.capacitiveSensor(30);

    if(total1>=800){
      digitalWrite(13, HIGH);
    }
    else{
      digitalWrite(13, LOW);
    }
    delay(10);                             // arbitrary delay to limit data to serial port
}

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

３　d8とd9との間を，１MΩの抵抗でつなぐ

４　d9端子にジャンパー線を接続して，他端を指で触れるか，抵抗のd9端子側の足に触れると，d13のLEDが光る

 

参考　Arduinoでタッチセンサ（静電容量ライブラリ）を使う方法、スイッチレスで外部入力

https://voltechno.com/blog/post-20037/

 

【演習４】非接触の静電容量式タッチパネル

1　【演習３】を行っていない場合は，【演習３】１の手順で，静電容量ライブラリをArduino0023に導入する。

2　次のプログラムをコンパイルして，アップロードする。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

#include <CapacitiveSensor.h>
CapacitiveSensor touchPad = CapacitiveSensor(8, 9);

void setup() {
pinMode(11,OUTPUT);
touchPad.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
}

void loop() {
static boolean touch_state = false;
static boolean last_touch_state = false;
long val=0;
int i;
int pwm;

// get value
for (i = 0; i < 10; i++){
val = val + touchPad.capacitiveSensor(100);
}
val = val / 10;

// hysteresis comparator
if (val > 550) {
touch_state = true;
} else {
touch_state = false;
}
pwm = (val - 200) * 2;
if (pwm < 30) {
pwm = 0;
}
if (pwm > 255) {
pwm = 240;
}

analogWrite(11, pwm);
}
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

 

３　d8とd9との間を，１0MΩの抵抗でつなぐ

４　縦７ｃｍ，横４ｃｍの厚紙の片面に，アルミ箔を貼り付けたものを用意して，クリップを利用して，d9端子に接続する。

５　d11端子にLEDを接続する。

※PWM制御によりLEDの輝度調整や，ラジコンサーボモータ（回転角）の制御ができる。

※PWM制御ができる出力端子は，d3，d5，d6，d9，d10，d11のみ

 

 6　d9端子のアルミ箔に手を近づけたり，触れると，d11のLEDが光る（距離によって明るさも調整できる）。

 

参考　非接触の静電容量式センサを作ってLED調光をやってみた

https://nature3d.net/development/touchless_capacitive_sensor.html

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