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情報表現基礎2

参考リンク

提出物

  • 作品写真(学外展示会で展示されている状態が望ましい)
  • ソースコード
    以上をWebDav?の指定の授業フォルダに提出すること。
    StudentsAndStaff?/Course/2016情報表現基礎2/課題提出

各自用意するもの

  • ノートPC(Windows,Macどちらでも可。但し授業はWindowsを中心に説明します。)
  • はさみ、カッター等
  • 定規(必要であれば)

大学から用意されるもの

  • Arduino Nano Clone 1台
  • USBケーブル 1本
  • ブレッドボード 1台
  • ジャンプワイヤ 1式
  • 各色広角5mLED(赤・緑・青・白)数個
  • 抵抗(100Ω、220Ω)数個
  • 画用紙数枚

ネームカードの制作(レーザーカッター講習会)

  1. カードデータをダウンロードする。filelicense_card_v3.ai
  2. イラストレータで修正する。
  3. データをレーザーカッタで加工する。(工房には5人一組でまとめてカットに言ってください。)

Arduino Nanoの準備

Arduino Nanoは極小のArduinoです。機能はAruidnoUNOに比べて限られていますが今回のように照明器具に組み込むマイコンには向いています。

講義スライド fileArduino.pdf

Arduino IDEのインストール

  1. 下記よりArduino IDE(Windows Installer版)をダウンロードする。
    https://www.arduino.cc/en/Main/Software
  2. ダウンロード完了後、インストーラーの指示に従ってインストールする。(古いバージョンのIDEがある場合アンインストールを聞かれるのでその通りに従う。)
  3. IDEを起動する。
  4. USBケーブルを用いてArduinoNano?を接続する。
  5. デバイスマネージャーを開いてポートにCH340(COM3)が出ていればOK。出ていなければつながった状態でドライバーの削除をしたのちに、いったん取り外し再度接続するとドライバーのインストールが始まるのでその指示に従う。
    device_maneger.png
    注意1。このArduinoNano?は純正ではなく互換機でシリアルチップは安価なものが使われています。そのためドライバーは純正のものと違うのでWindows以外の人は注意してください。参考:http://www.dorapro.co.jp/engineerblog/?p=720
    注意2。書き込みができない場合はほかのUSBポートに差し替えるとうまくいくようです。

ArduinoNano?のチュートリアル

  1. IDEのツールを以下のように設定する。
    tool.png
  2. Blink!を読んでArduinoNano?本体のLEDを点灯させる。delay(1000)の数字を100変えて変化をさせてみてください。値の単位はミリ秒です。うまくいくと赤いLEDが1/10秒おきに点滅します。
    blink.png
    注意。日本語には対応していません。ディレクトリが日本語だと上手く動きません。

LEDの点灯(オームの法則)

まずはマイコンを経由しないで直接電源とLEDをつなげて光らせます。下記の通り赤緑青白のLEDをそれぞれつなげてみてください。

  • 問題:電圧が同じ場合、(LEDの元々の明るさ性能を無視すれば)光の強さは電流の多さによって決まります。では、一番明るく(電流が多く流れている)LEDは何色でしょう?
    • 電源電圧5V,抵抗100Ωの場合、赤色LED順電圧:2.2V,緑色LED順電圧:3.2V,青色LED順電圧:3.2V,白色LED順電圧:3.3V

1LEDnano.png
画像はクリックすると拡大できます。

回路の組立

  1. 下の回路図を元に組み立てる。
  2. 次のサンプルプロジェクトをダウンロードする。filenano_2LED.zip
  3. 解凍してできたAnalogLEDフォルダを書類/Arduinoフォルダに移動。
  4. ArduinoIDEを起動。
  5. ファイル>スケッチブック>からnano_2LEDを選ぶ。
  6. ソースコードウィンドウの矢印アイコン(マイコンボードに書き込む)を押してArduinoNano?にプログラムをアップロードする。
  7. PWM制御にてLEDが滑らかに明滅することを確認。
  8. 次のサンプルプロジェクトをダウンロードする。filenano_2LEDwSensor.zip
  9. 解凍してできたAnalogLEDフォルダを書類/Arduinoフォルダに移動。
  10. ArduinoIDEを起動。
  11. ファイル>スケッチブック>からnano_2LEDwSensor?を選ぶ。
  12. ソースコードウィンドウの矢印アイコン(マイコンボードに書き込む)を押してArduinoNano?にプログラムをアップロードする。
  13. 距離センサに手をかざすとLEDが滑らかに明滅することを確認。

サンプルプログラム1 filenano_2LED.zip
サンプルプログラム2 filenano_2LEDwSensor.zip
2LEDnano.png
画像はクリックすると拡大できます。

部品名個数備考
ジャンプワイヤー(黒)2
ジャンプワイヤー(赤)1
ジャンプワイヤー(黄)2
LED(赤)1
LED(緑)1
コンデンサ(100μF16V)1
抵抗(100Ω)2
距離センサ1
ブレッドボード1
ArduinoNano?1
USBケーブル1

ランプシェードの制作

  • 123D Makeによるカットデータの制作
  1. 教室のiMacを使います。MacBookPro?では使用できません。
  2. インターネットにつながっていることを確認してください。
  3. アプリケーションから123D Makeを起動します。
  4. サンプルデータをダウンロードする。filelamp_shade.stl(2014/03/31更新)
  5. Modelからimportを選んで「lamp_shade.stl」を読み込みます。
  6. Manufacturing Settingsにて鉛筆のアイコンをクリックします。
  7. Manufacturing Settingsダイアログが出たら、「+」ボタンを押し以下の設定をします。
    unnamed_0->A4 kent
    Units->mm
    Height->297
    Length->210
    Thickness->1
    Slot Offset->0.5
  8. 設定が終わったらプルダウンメニューから「A4 kent」を選びます。
  9. Object SizeにてUnitsをmmにして、高さを140mmにします。(ほかも連動して変わります。)
  10. Construction Techniqueにてプルダウンメニューから「Radial Slices」を選びます。 1st Axisを3, Radialを6にします。
  11. Get PlansにてDXF,mmであることを確認してExportボタンを押します。名前は「lamp_shade」にします。(サインインを求められたら各自のfacebookアカウント等でサインインしてください。)
  • shilhouette CAMEOで用紙のカット (以下はWindows7を前提に説明しています。)
  1. http://silhouettejapan.jp/support/index.html からSilhouette Studioをダウンロードする。
  2. Silhouette Studioをインストールする。(この際先にsilhouette CAMEOに接続してはいけません)
  3. Silhouette Studioを起動します。
  4. silhouette CAMEOをPCに接続し、電源を入れる。
  5. 作成したlamp_shade.zipを解凍して、3つのファイル(lamp_shade-0.dxf~lamp_shade-2.dxf)をひとつずつ読み込みます。「ファイル>開く」で読み込めます。その際レイアウトがずれるので、ページプロパティで用紙をA4,カッティング用台紙が12x12インチになっている事を確認して、データが正しい位置になるようにしてください。
  6. 赤い部分(文字)はカットしません。選択して削除してください。
  7. A4ケント紙をカッティング用台紙(12x12)にSilhouette Studioに表示されている通り(左上隅)に貼付けます。強く貼り付ける必要はありません。(カッティング用台紙の青い保護シートは終わった後使いますので捨てないでください。)
  8. カッティング用台紙をshilhouette CAMEOにセットします。無理に押し込まないでください。ヨウシセットダイシアリ>Enterで自動的に送られます。(入門ガイド19ページ参照)
  9. [Silhouette に送信]ボタンをクリックします。現在の設定をクリックして「パターンペーパー」を選び[カット]ボタンを押してカットします。(入門ガイド21ページ参照)
  10. カット動作が終了したら、LCD 画面に「ヨウシトリダシ」が表示されていることを確認し、[ENTER]キーを押しメディアを取り出します。(自動的に排出されますので無理に引っ張らないでください。)
  11. 切り取ったデザインに注意して、カットした紙やメディアをカッティング用台紙から剥がします。所々切れていない箇所もあります。慎重に剥がしてください。
  • カットパーツの組立
  1. 以下の写真を参考に組み立てます。シェードを引っ掛ける付け根は余った紙をはさみなどでカットして作ってみてください。センサーはケーブルをまとめて一番下の溝に引っ掛けます。綺麗に入れるためにパーツ類はニッパで余計な足を短くするとよいです。

lampExample1.jpg lampExample2.jpg
画像はクリックすると拡大できます。

デザインコンセプトの立案

  • ラフスケッチを描く。
  • さまざまなセンサ
    • 明るさを測る。CDSセル
    • スイッチ。タクトスイッチ
    • 人の動きを検出する。焦電センサ
    • 物体の色を判定する。フォトリフレクタ
    • 動きや傾きを測る。加速度センサ

照明器具の制作

  • ルール・注意点
    • 講義で提供する紙はA4ケント紙である。
    • 白い紙を使用すること。
    • 紙の厚さや大きさは自由である。
    • 色紙を利用してはならない。
    • ランプシェードの支持体としてランプシェード内部にワイヤーなどを使用することはOKだが、ワイヤーなどの支持体が外から見えないように配慮すること。
    • プリズムや鏡,フィルムなど光を変化する素材を利用してはならない。
    • 使用するLEDの数に制限はない。
    • 電源コンセントとArduinoNano?間のケーブルの長さを変えて、ランプシェードそのものの高さを変更してはならない。
    • 紙と紙の接着には、接着剤あるいはテープを使用し、糸などの特殊素材を使用してはならない。
    • 紙はカッティングプロッタとレーザーカッタのみで切る。はさみなどで切ってはならない。

展示会の準備

展示


添付ファイル: filelampExample2.jpg 95件 [詳細] filenano_2LEDwSensor.zip 123件 [詳細] filenano_2LED.zip 87件 [詳細] file2LEDnano.png 192件 [詳細] file1LEDnano.png 166件 [詳細] fileblink.png 123件 [詳細] filetool.png 117件 [詳細] filedevice_maneger.png 108件 [詳細] filelicense_card_v3.ai 221件 [詳細] filereference.jpg 219件 [詳細] fileinstall.jpg 184件 [詳細] filedevMan2.jpg 213件 [詳細] filedevMan1.jpg 205件 [詳細] filedevMan0.jpg 194件 [詳細] filelamp_forCut.ai 170件 [詳細] filelamp_shade.stl 417件 [詳細] filelampExample2old.jpg 78件 [詳細] filelampExample1.jpg 421件 [詳細] filetrinket_2LEDwSensor.zip 381件 [詳細] filetrinket_2LED.zip 357件 [詳細] file2LED.png 783件 [詳細] filetrinket_3LEDwSensor.zip 95件 [詳細] filetrinket_3LED.zip 80件 [詳細] file3LED.png 175件 [詳細] file1LED.png 107件 [詳細] filetrinket_Trinket_5V.jpg 501件 [詳細] filelicense_card_v2.ai 258件 [詳細] fileArduinoUNO_Case.ai 195件 [詳細] fileArduino.pdf 2392件 [詳細] filefinal.jpg 328件 [詳細] fileAnalogLED.zip 270件 [詳細] file130403_kairo.png 586件 [詳細] filelamp_shade.ai 290件 [詳細]

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Last-modified: 2016-08-29 (月) 14:27:03 (415d)