8.7 ひまわりロボ

学習目標

このコースでは、micro:bit（マイクロビット）、ボタンモジュール、環境光センサーモジュール、ロッカーモジュール（ジョイスティック）、LEDデジタルチューブモジュール（4桁 7セグメント LEDディスプレイ）、サーボ、ビルディングブロックを利用して、最も明るい光を自動的に追跡できる「ひまわりロボ」を製作します。

プログラミング環境の準備

micro:bit（マイクロビット）のPythonのプログラミングは、Muエディターを利用します。
プログラミングを開始するにあたって、以下の準備を完了させる必要があります。

• Muエディター(Mu Editor)のインストール
• ワールド オブ モジュール（WOM）専用パッケージのインポート

※ Muエディターは、お使いのパソコンで一回インストールすると、以降継続して利用が可能です。

参考：プログラミング環境の準備方法

• Muエディター(Mu Editor)のインストール
• Muエディター(Mu Editor)でmicro:bitプログラミングの準備

サーボの事前校正

ビルディングブロックを組み立てる前に、サーボの校正プログラムをダウンロードし、それを使用してサーボの原点となる角度を調整する必要があります。これを校正と呼びます。

注意

- 使用前に校正を行わないと、使用中にサーボが詰まり、ステアリングギアがストールしてサーボが故障する可能性があります。

サーボの校正プログラム

from microbit import *
import WOM_Sensor_Kit

while True:
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 180)
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 250)
    display.show(7)

サーボの校正方法

• 上記の図に合わせて、サーボをmicro:bit拡張ボードに接続します。(茶色、赤色、黄色のケーブルを黒、赤、黄のコネクターに合わせて接続してください)
• 付属USBケーブルの二つのマイクロUSBコネクターをそれぞれmicro:bit本体と拡張ボードに接続します。
• micro:bit本体を拡張ボードに挿入します。
• Muエディターを使って、サーボの校正用プログラムをmicro:bitに書き込みます。
• micro:bit本体のディスプレイに「7」が表示され、サーボが正常に校正されていることを確認します。

注意

• 必ずmicro:bit本体と拡張ボードの両方にUSBを装着してください。
• micro:bitのUSBポートは、micro:bitへのプログラムの書き込み（ダウンロード）で利用します。
• 拡張ボードのUSBポートは電源供給で利用します。接続しないとモジュールやサーボへの電源供給が不足する可能性がございます。
  
  

サーボとビルディングブロックの接続

• ブロック組み立て説明書（PDF）に沿って、ビルディングブロックを組み立ててください。

注意

• 組み立て時は、サーボの取り付ける方向をご注意ください。
• 方向が間違うとサーボが故障する恐れがあります。
• 組み立て後、サーボのケーブル側が、上記の図と同じ方向に向いていることをご確認ください。
  
  

モジュールの接続

上記の図に合わせて、ボタンモジュール、環境光センサーモジュール、ロッカーモジュール（ジョイスティック）、LEDデジタルチューブモジュール（4桁 7セグメント LEDディスプレイ）、サーボをmicro:bit拡張ボードに接続します。

• 上部のサーボ（Upper servo）を拡張ボードの「Servo P10」に接続してください。
• 下部のサーボ（Buttom servo）を拡張ボードの「Servo P1」に接続してください。

プログラミング

実現内容

• 環境光センサーモジュールが測定した現在の光の強さを、LEDデジタルチューブモジュール（4桁 7セグメント LEDディスプレイ）に表示させます。

以下の2パターンの動作を実現します。

• パターン1：

  • ロッカーモジュール（ジョイスティック）を使って、ひまわりロボットの環境光センサーモジュールを上下・左右に制御します。

• パターン2：

  • ボタンを押すことで、ひまわりロボットが自動的に上下・左右を動作し、周りの光の強度を測定します。その後、最も光が強い方向に向きます。

プログラミング例

パターン1 ジョイスティック制御

# -*- coding: utf-8-*-# Encoding cookie added by Mu Editor
from microbit import *
import WOM_Sensor_Kit

display.off()
x = 190
y = 250
WOM_Sensor_Kit.WOM_init_display(7)

while True:
    #光の強度をデジタルチューブで表示する。範囲は0-1023。光が強ければ数字が小さい。
    #ジョイスティックで環境光センサーを上下左右コントロール。
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1,x)
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10,y)
    WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin0))
    if WOM_Sensor_Kit.WOM_rocker(pin3,pin4,WOM_Sensor_Kit.WOM_up):
        y = y + 1
        sleep(10)
    if WOM_Sensor_Kit.WOM_rocker(pin3,pin4,WOM_Sensor_Kit.WOM_down):
        y = y - 1
        sleep(10)
    if WOM_Sensor_Kit.WOM_rocker(pin3,pin4,WOM_Sensor_Kit.WOM_left):
        x = x + 1
        sleep(10)
    if WOM_Sensor_Kit.WOM_rocker(pin3,pin4,WOM_Sensor_Kit.WOM_right):
        x = x - 1
        sleep(10)
    #P1に接続するサーボの稼働範囲は60-300、P10に接続するサーボの稼働範囲は190-280。
    if x < 60:
        x = 60
    if x > 300:
        x = 300
    if y < 190:
        y = 190
    if y > 280:
        y = 280

パターン2 ボタン自動制御

# -*- coding: utf-8-*-# Encoding cookie added by Mu Editor
from microbit import *
import WOM_Sensor_Kit

display.off()
x = 200
y = 250
WOM_Sensor_Kit.WOM_init_display(7)
value = [0, 0, 0, 0, 0, 0]
minimum = 1023

while True:
    WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
    WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 250)

    if WOM_Sensor_Kit.WOM_button(pin0) == 1:
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
        sleep(500)
        value[0] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[0])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 250)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
        sleep(500)
        value[1] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[1])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 250)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
        sleep(500)
        value[2] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[2])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
        sleep(500)
        value[3] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[3])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 130)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
        sleep(500)
        value[4] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[4])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 130)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
        sleep(500)
        value[5] = WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_display(WOM_Sensor_Kit.WOM_light(pin2))
        print(value[5])
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
        WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
        sleep(500)
        for i in range(6):
            if value[i] < minimum:
                minimum = value[i]
                print(minimum)
        if value[0] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
            sleep(5000)
        if value[1] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 250)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
            sleep(5000)
        if value[2] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 250)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
            sleep(5000)
        if value[3] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 200)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
            sleep(5000)
        if value[4] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 130)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 240)
            sleep(5000)
        if value[5] == minimum:
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin1, 130)
            WOM_Sensor_Kit.WOM_servo360(pin10, 300)
            sleep(5000)
        minimum = 1023