初めての Arduino 入門 (中編)

戸田プロダクション @TodaProduction

Specification for LCD Module 1602A-1 (V1.2) openhacks.com/uploadsproduct… 早速パーツ裏面の型番でググってデータシートらしきもの？を探してみた。このＬＣＤモジュール、元はと言えば日立の HD44780 というＬＣＤコントローラの互換品らしい。本家 HD44780 の解説はこれ ↓。 en.wikipedia.org/wiki/Hitachi_H…

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英語じゃ難しいので日本語ページもググりまくり、片っ端からザっと目を通した。 SC1602 LCDモジュール (HD44780コンパチブル) の使い方　http://219.117.208.26/~saka/ham/LCD2/ Arduino を用いてＬＣＤに文字を表示　iot.keicode.com/arduino/arduin… 1602A I2C アダプターの利用　iot.keicode.com/arduino/arduin…

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ようやく １．接続方式には８ビット、４ビット、Ｉ２Ｃ利用、などなど色々とある。 ２．ゴリゴリとデータライトする時は、その都度「待ち時間」が重要そう。 ３．LiquidCrystal というライブラリがあり、それを使えばラクが出来そう。 とボンヤリ判った。まずは８ビットのゴリゴリから試してみる。

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今日の Fritzing 絵はこれ。コマンド及びデータの信号線として８本、データ受け渡し制御の信号線として３本のデジタルＩＯピンを使う。あと電源が５Ｖと３.３Ｖの２本、GND で３本ピンを使うから、結局１６０２ＬＣＤのピン１６本が全部 Arduino に繋がれた格好になった。なんとなく、理屈だけは判る。 pic.twitter.com/zDJuOjiSVq

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早速実行してみた結果がこの動画。結構キレイだなー。ひとつの文字は５×７ドットか。教本のサンプルスケッチにある「I am hongyi (ホンギュイ？)」って誰だろう？ the admin らしいが、ひょっとして keyestudio の社長さんか？ pic.twitter.com/9XWUvRQD51

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カナ文字も表示可能らしいが、試したら文字化けしたりしなかったりする。正しく表示させるためには、すべてのカナ文字をいちいち文字コードで指定しなきゃ駄目みたいだ。制御コマンドは複雑怪奇だし、出力文字の次に必ず「＿」が表示される理由も判らん。こりゃ一筋縄ではいかんな。続きはまた明日。 pic.twitter.com/8RvPcvO5Ce

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本日の Arduino － Project 20: 1602 LCD (2) 教本に従い次の「４ビットモード／LiquidCrystal」を試す前に、番外編で昨日の８ビットモードのデータ転送を 74HC595 経由でやってみることにした。見事！自分で考えた通りの文字出力に成功した。この改造で Arduino 側の出力ピンを５本減らせた。 pic.twitter.com/6KX0S1LNGy

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改造した回路の Fritzing 絵はこれ。1602A の D0～D7 を 74HC595 の QA～QH に繋ぐだけ。74HC595 への電源供給はブレットボード上の５Ｖを流用した。厳密には電流とか気にすべきだろうが、74HC595 に必要な電流は微弱らしいから問題なかろう…という判断。なんたって出力ピン５本減らせるのは魅力的。 pic.twitter.com/BdAnZJc3aA

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データ書き込み部分のスケッチはこれ。教本スケッチの LcdCommandWrite と LcdDataWrite を 74HC595 経由で行なうよう一本化した。最初に８ビットデータだけ shiftOut しておき、DI と RW を出力したのち残りを一気にラッチして遅延を防いだつもり。効果のほどは判らんが、期待通りに動いて良かった。 pic.twitter.com/rBnud0ceTU

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本日の Arduino － Project 20: 1602 LCD (3) いよいよ「４ビットモード／LiquidCrystal」の実験。Arduino からのワイヤは全部で１１本。密かに前回試した「８ビットモード／74HC595」の方が１本少ないはずだ… (勝ったｗ) と思っていたが、教本では 1602A の RW ピンが GND に落ちていた (^_^;)。 pic.twitter.com/bRWYMxGyxz

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さすがにスケッチ書くのは圧倒的にラク。４ビット転送と意識せず、単純に文字列出力に専念出来るのはとても有り難い。豊富なメソッド？も片っ端から試したが、慣れないせいであまり使いこなせなかった。結局このコードではハート？マークを外字設定してみただけ。出力時の文字列連結は出来ないのかな？ pic.twitter.com/rOeqD2xSdM

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最終的な実験動画。今まで Arduino 内部のモニタはシリアル出力に頼ることしか出来なかったが、自分でも一応こんな上等な表示デバイスが使えるようになったので嬉しい (^_^)。ここまで来たら、この状態からさらに 74HC595 を使って Arduino からの出力ピン数を減らしたいが、それは今後の課題とする。 pic.twitter.com/SNOqw10nKS

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本日の Arduino － Project 20: 1602 LCD (4) fmalpartida / New LiquidCrystal / wiki / Home - Bitbucket bitbucket.org/fmalpartida/ne… シフトレジスタ 74HC595 を使って 1602A を制御する方法を調べていたら、大変興味深いサイトを見つけた。どうやら LiquidCrystal の上位互換ライブラリみたいだ。 pic.twitter.com/DCFY5mkqxp

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この NewLiquidCrystal は 1602A を繋ぐ方法として４ビット／８ビットパラレル接続、Ｉ２Ｃ接続、シフトレジスタ接続、その他接続など、さまざまな接続方式をサポートしているらしい。あいにく購入した学習キットにはＩ２Ｃは入ってなかったが、このライブラリを使えばシフトレジスタ接続が使えそう。

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シフトレジスタ接続では Arduino 側の信号線は３本で済み、さらに抵抗やコンデンサを追加するトリッキーな？方法を使えば、信号線を２本もしくは１本 (！) にまで減らすことすら可能らしい。俄然嬉しくなって必死でサイトを読み込み、とりあえず 74HC595 で使える「信号線３本方式」を試すことにした。

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サイトの中で指示された 1602A と 74HC595 の接続図。Arduino 側の信号線は Enable, Data, Clock の３本だけ。さらに信号線を減らす時は Enable/Data を共有したり、Enable/Data/Clock すべてを共有したりするみたいだ。なんでそんなことが可能なのか？ゲルマ坊やにはちょっと理解出来そうにないけど。 pic.twitter.com/0aZKIB3YDU

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とにかく言われた通りにやってみる。74HC595 のピン配置図と、先ほどの接続図とを何度も見比べながら Fritzing で描いた実体配線図がこれ。確かに Arduino 側の信号線は３本だ (黄色のワイヤ)。ここまでくれば、あとはライブラリの NewLiquidCrystal がやってくれる…と言うのだから有り難いお話だ。 pic.twitter.com/rC1vpPOOaF

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テストに用いたスケッチはこれ。LCD.h と LiquidCrystal_SR.h をインクルードしたあと、LiquidCrystal_SR のインスタンスを生成するだけ。あとは標準の LiquidCrystal メソッド？がそのまま使える。上位互換ライブラリゆえ、使い勝手の違和感は全然ない。こっちの方を常用ライブラリにしても良いかも？ pic.twitter.com/i0mR1kzzBd

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実行させてみたら、シフトレジスタ 74HC595 を併用して見事に３本の信号線で 1602A に文字列を表示することが出来た！ 当分の間、ＬＣＤ制御はこの３線式で十分じゃないか？ 学習キットにＩ２Ｃが入っていればそれを試すところだが、それよりシフトレジスタ 74LS164N を使う２線式を試したい気もする。 pic.twitter.com/LT6kXLcaPk

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ここ３日間で実験した 1602A の制御回路 １．教本８ビット接続 ２．改造８ビットシフトレジスタ接続 ３．教本４ビット接続 (LiquidCrystal 利用) ４．シフトレジスタ３ワイヤ接続 (NewLiquidCrystal 利用) 色々な方法があって面白かったなー (^_^)。本当に相当な勉強になったと思う。 pic.twitter.com/NnIV3gln8g

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本日の Arduino － Project 21: 9g Servo Control (1) wiki.keyestudio.com/index.php/Ks00… ついに Arduino でサーボモータを回す日がやってきた！(^_^)　学習キット同梱サーボは keyestudio 製ロゴシールが貼られた「MICRO SERVO 9G」という品だった。手に取ると意外と小さい。ちなみに左は昭和６４年の１円玉。 pic.twitter.com/ucLuajruqA

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たぶんこれ、秋月電子で１個４００円で売られている「ＳＧ-９０」というサーボモータと同じ品物だろうと思う。大きさや重さ、教本に載ってる主要諸元なんかがＳＧ-９０とそっくりだ。ＳＧ-９０のデータシートを貼っておく (↓)。 akizukidenshi.com/download/ds/to…

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世の中には鉄道模型のポイント制御などを Arduino とサーボモータでやってる人たちがたくさんいて、自分も数年前からそんな人たちのサイトやブログをたくさん拝見しているから、今日の実験は非常に興味深い。以前から是非試したかったこともあるので、早速教本のスケッチを打ち込むところから始めた。

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まずは教本通りＰＷＭのパルス幅を自分で作ってサーボに与える方法、次いでこれまた教本通り標準ライブラリ Servo を用いて制御する方法、もちろんあれこれググりまくって片っ端から試してもみて、結局今日は終日おびただしい分量のコードを試した。最後はどれがどれだか？収拾がつかなくなるほど。 pic.twitter.com/kGdipFdQRD

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色々やって今日なるほどと理解したこと。 １．自分でパルス幅を作ってサーボに与える時は、移動角度を最小パルス幅と最大パルス幅の間の相当量に比例させて変換すれば良い。 ２．delayMicroseconds は最大 16383μS しか待てないので、それ以上待つ時は１万μS と 残りμSの２回に分けて待つ必要がある。 pic.twitter.com/ME2YGu2Ih1

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