福野泰介の一日一創 - create every day

IchigoJam-FANIchigoJamで育てるブルーベリーを見て、面倒な庭の木の水やりを自動化を思い立つ。
Amazonで見つけた散水セット(2080円)と、水流をON/OFFする電磁弁(490円)を購入。

天候や、明日の天気に合わせて、必要最小限に自動的に水をやってくれるIoT水やりシステムをひとまず目指す。
まずは予備実験として、ホースを配線して、電磁スイッチによる水やり実験から!


まずはリレーで電磁スイッチ制御実験。
12Vの電源のプラス、リレーの通電時ON、電磁弁とつなぐ。
IchigoJamの5V、リレーとショットキーバリアダイオードのアノード/カソードを平行に、そして、トランジスタC1815のコレクタ(C)へとつなぐ。
トランジスタのベース(B)をIchigoJamのOUT1へ、エミッタ(E)をIchigoJamのGNDへつないで、配線完了。
「ボタンを押したら10秒間水をやる」簡単なプログラムをかいて、SAVE0して庭へいきます。

1 IF BTN()=0 CONT 2 OUT1:WAIT600:OUT0 3 GOTO 1

1 ボタンが押されていない間(=0)は繰り返し(CONT)
2 10秒間OUT1
3 1へ戻ってまたボタン待ちへ


蛇口から水をとるための器具も付属しています。(このままだと水漏れしたので、付属の黒いしっかりしまる器具を使用)


25mのホースを好きな場所でハサミで切って、水やりスポットを追加していきます。


水でた!


トラブル発生!ホース破裂!
電磁弁が閉まっている時、蛇口から電磁弁までのホースの水圧が高くなりすぎた様子。


ホームセンターで頑丈そうなホースをいろいろ買ってきました。
散水セット付属のの黒い1/4インチホースの替わりとしては、4x7と書かれたサイズがちょうどいい。景観的には透明がオススメ。


無事、一番奥の木の水やりも成功!

水圧を上げると、水流が増えて、抵抗が大きいと負荷がかかる様子が体感できてわかりやすい。
散水スポットは、赤いキャップを回すことで散水量を調整でき、電子回路の可変抵抗とLED的。
完全に閉めると水が止まり、水圧を高めるとその部分から崩壊、耐圧部品の必要性が体感できます。
出た水がグランド(土)へと還っていくのも、イメージ通り。

これが電子回路、電気回路だと、高電圧で部品が破裂したり感電したりと結構危ない!
水は濡れるだけなので安心。
目に見えない電気、特に高電圧、正しく怖がりましょう。
水回路で学ぶ、電子回路の教材づくりが楽しい予感!

電子回路は、よく水に例えられますが、実際水の配線をしたのは初めて。
水濡れが心地よい夏の間の体験としてオススメです!

夏休み、品川区でオープンデータ関連こども向けイベント with Code for Tokyo & PCN品川

品川区の小中学生にパソコンづくりとプログラミング、電子工作によるデータ収集とまちあるきを伝授!
10時〜17時、長時間ワークショップ後にもこの笑顔!


会場、品川区立 豊葉の杜学園!いい天気!


はじまりました、おやこでチャレンジ、まちをプログラミングでよくしよう with IchigoJam in 品川区


まずは今日使うパソコンをはんだづけして組み立てるところからスタート!
小学2年生、初めてのはんだづけにチャレンジ!


ニッパーの使い方もバッチリ! (指を添えて切れ端が飛ばさないように注意)


カラフルパーツで自分だけのパソコンに!


カラーカスタマイズで姉妹IchigoJamでも間違えない!


動いた!


みるみる慣れるキーボード。


使うセンサー集めで、電子部品パーツ屋さん気分!


自分で作ったセンサーデバイスを持って、データ収集、まちあるきスタート!


まちあるき後はまとめの時間。
暗いところと明るいところ、人の感覚とセンサーによる値の違いがおもしろかったとのこと!
IchigoJamの絵、ありがとう!

こちら、触れなかったおみやげの温度センサーMCP9700Aの使い方例を紹介!

温度センサーもマイコン内蔵LEDも直接挿して使えちゃいます。


光の三原色で遊ぶ、マイコン内蔵フルカラーLED、PL9823の使い方 for IchigoJam 1.4β
IchigoJamのバージョン番号に注意! (書き換え方法PCN秋葉原でも書き換えできます!)
ichigojam-1.4.0b07.zip


快適温度で調整しておくと、暑いときには赤、涼しいときに青に変わるデバイスのプログラム。


画面に表示される値を、20行にいれるとその値が基準となって、高いときには赤く、低いときには青くなります。


上記加筆したスライド「おやこでチャレンジ まちをプログラミングでよくしよう with IchigoJam (PDF)」(Keynote, PowerPoint)
(はんだづけ、エルチカ、エルチカロボ、かわくだりゲーム、改造方法、光センサー、温度センサー、マイコン内蔵フルカラーLED)
自由に活用可能なオープンデータ、復習にもどうぞ!


ご参加、ありがとうございました!

links
- はんだづけ、はじめのいっぽ - まちをよくするプログランミング in 品川区 Day2! (2019)
- こどもも大人もコードフォーじぶんのまち! 品川区はんだづけ&センサー入門、練馬区IoT資料 - with PCN (2018)
- 地図アプリでふりかえる、センサーとまちあるき!まちをよくするアイデアとIchigoJamプログラミングつぎのいっぽ (2018年)

宇宙プロジェクトで使った紫外線(UV)センサーは、980円とちょっと高価。
太陽光には赤外線も含まれるので、20円の赤外線用フォトトランジスタで計測して推定できれば、格安日焼けアラートを作れるかも?


サングラスで遮ってみると、赤外線量の減少を観測できます。


太陽に直接向けると値が大きくなります。センサーの指向性(向きによる感度の違い)の把握も大事。


可視光線は、電磁波の波長400nm〜800nmくらい。それより短いものが紫外線。長いものが赤外線。 太陽光のスペクトル(波長ごとの強さ)を調べてみると、紫外線も赤外線も含んでいる。太陽の角度によってどう変わるか、雲でどうなる、温度は関係する?疑問はいろいろありますが、いろいろ計測すれば、推測できるかもしれない。


フォトトランジスタ、可視光線用も赤外線用も使い方は一緒。10kΩの抵抗をつかって、アナログ電圧を計測します。上記、ブレッドボードを使わない技。夏休みの研究ネタにどうぞ!

10 A=ANA(2):?A:WAIT10 15 IF A<200 LED0 16 IF A>=200 LED1 20 GOTO10

やけちゃうよセンサープログラム

材料
- IchigoJamなど
- 温度センサー MCP9700-A/TO @30円
- 可視光センサー フォトトランジスタ F3 45円
- 赤外線光センサー フォトトランジスタ 5mm 赤外線 940nm @20円
- UVセンサー 365nm 980円

IchigoJamの木工ケースを作ってくれた鯖江の会社、ヤマト工芸

ヤマト工芸のステキクロック「PUZZLE WALL TYPE W シナ材
うっかり電池を液漏れさせてしまって、壊してしまったので、修理。
Seriaにちょうどよさそうな「手作り時計キット」を発見!108円。


針がなかなか取れなかったので、機械部分を分解、バラバラに。


手作り時計キットの針に、元の長針、短針を接着剤で貼り付け延長。


秒針はなくなりましたが、だいたい元通り。カチカチ音がなくなったのはうれしい誤算。
オリジナルな時計作りや、修理が100均でできてしまうとはスゴイ時代。物理な時計作りも意外と簡単!


こちら「inゼリー」を3つ買うとおまけでもらえるシリコン製の腕時計。ボタンを押すと縦型7セグ表記がアニメーションと共に表示される方式。


inゼリーシリコン時計、裏面。


精密ドライバーで簡単に取り外せる中身。このサイズに何か別のものを入れるのもいい。


ボタン電池2コと表面実装LEDで作られた7セグx4と区切りドット2つが載った基板。表面実装LEDは抵抗内蔵タイプ?
右側は表示と、長押しして時計修正用のボタンの部品。


基板裏面には16ピンのマイコンと時計用クリスタル、表面実装のコンデンサ2つ。
マイコンのピン配置は、左下から反時計回りのピン番号として、5-VCC、6/7-XTAL、8-BTN(pull down)、12-GND、他LED。
はんだを吸い取って、マイコンを別のものに変えて横表示にしたり、アニメーションを変更して使うのもあり。
同じサイズの基板を作って、オリジナル内蔵時計を作るのもあり。


修理、分解、創造の元。

時計づくり、手軽にアプリをプログラミングすることからも始められます!
時計アプリフレームワーク egclockjs

楽しいテープ状のWS2812B。でもちょっとだけ加工が必要。
もっと気軽にワークショップなどで使いたい!
そんな時はこちら「マイコン内蔵RGB 5mmLED PL9823-F5
1つ税込40円と手頃で、IchiogoJamにそのまま挿せば使えるお手軽版!

ichigojam-1.4.0b05.zip」 ファームウェア、1.4ベータ版以降でお試しください。


信号線DINとDOUTをつないで、数珠つなぎで制御するマイコン内蔵LED、スルーパス用のDO端子は挿さずに曲げて使います。 ワークショップで使う時は、切っておくのも分かりやすくて良いかも。


1つ40円のマイコン内蔵LED。
短い方、左から、信号入力DIN、VCC、GND、信号出力DOUT。
DOUTは1つ光らせるだけの時は使わないので、切ってしまってもOK!
短い方から3本を OUT1,OUT2,OUT3 に挿し込みます。
データシートによると電源は4.5V-6Vですが、3.3Vでも光りました。)

ver 1.4からの新コマンド WS.LED は OUT1 から信号がでています
ver 1.3以下でもマシン語ドライバを使えばOK!


5つで200円!(マイコン内蔵RGB 5mmLED PL9823-F5: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商
8mmより5mmがオススメです。8mmはたまに誤作動しました。値段は一緒。


まずはLEDへの電源供給、OUT2をONにします。

OUT2,1

赤く光らせよう!(赤の輝度30でフルカラーLED1つを光らせる!最大255)

[0]=30:WS.LED 1

緑、青はこのように(LET[0]を使って、[0][1]と順番にまとめてセットできて楽できます)

[0]=0:[1]=30:[2]=0:WS.LED1 OK LET[0],0,0,30:WS.LED1 OK

ちょっと応用して、キーボードの左右と上を使ってRGBをコントロールするプログラム(HetaPad対応!)

10 OUT 2,1 20 R=0:G=0:B=0 30 IF BTN(LEFT) R=R+1 40 IF BTN(UP) G=G+1 50 IF BTN(RIGHT) B=B+1 60 IF BTN(DOWN) GOTO 20 65 ?R,G,B 70 LET[0],R,G,B 80 WS.LED 1 90 GOTO 30

PL2823の内蔵マイコンWS2811は、WS2812Bと違って、並びがR,G,B。
WS2812Bを使う場合、70行を LET[0],G,R,B と入れ替えましょう。
好きな色を作って遊んでいるうちに、何かつくりたくなりますよっ!


2つ以上、同時に光らせる時は、ジャンパー線とブレッドボードを使って、OUT1-DIN / 5V-VCC / GND-GND の順につなぎます。OUT2の出力では電力不足で光が弱くなります。


全部255が最大輝度の白!眩しい!

Amazonには、50コつながったイルミネーションに便利そうなものも!
Amazon.co.jp: ALITOVE WS2811 12mm 拡散 デジタルRGB LEDピクセルライト Neo Pixel RGBドーム型 LEDモジュール 防水IP68 DC 5V 50pcs/セット: Amazon.co.jpホーム


今年も開催「PCNこどもプロコン
2019年から2020年にかけての開催、各地で着々と進むこどもプログラミング。楽しさに気がついたら思う存分作品を作ってコンテストへ応募しよう!
今回の最終審査会&表彰式は発祥の地、福井で開催!


プロコンの県大会、仙台高専も共催の宮城県内の小中学生向けプログラミングコンテスト「みやぎプロコン」も!
【プレスリリース】子どもたちにプログラミングの面白さを伝える「みやぎプロコン」サイエンスデイ2019へブース出展 – 仙台高等専門学校
日本のこどもたちの未来のために!


PCN秋葉原では、コンピューターのはんだづけ&プログラミング体験 with IchigoJam。LEDを付けた感動、世界に!


SapporoJam&IchigoJam腕時計、ゲット!


Google Tokyo のJohanに再会!TeamIseのIchigoBoy、お買い上げ!
TFUG Okinawa vol.4 - connpass」というマイコンで動かすTensorFlowで機械学習(#TinyML)のワークショップで、プロっピーとして講師とのこと。 AIマイコン時代、おもしろそう!沖縄の人、ぜひ!

キーボード端子を使ったゲームパッド型のコントローラー「HetaPad」兵庫県のPCN北はりまから登場!
要望あったゲームなどのリアルタイム処理に便利なBTNコマンドを使ったキー状態取得に、新たに X を追加。

ichigojam-1.4.0b05.zip」 ベータ版ダウンロード
- 上下左右スペースに加え、X(ASCIIコード88、BTN(88)やBTN(-1)で取得可能)

1 ?BIN$(BTN(-1),6):CONT

ver 1.4の新機能、BTN(-1)で、各種キー状態を2進数で表示するテストプログラム
HetaPadでは、青いボタンが Xボタン です!黄色のスペースボタンと合わせて使えます。


HetaPadのキットを先行入手!


部品はそんなに多くなく、全部やさしい部品ばかりなので、初心者の方でも安心。


はんだづけは低い部品、まずは抵抗から!組み立て順や、向きなど、丁寧な解説あります。


最後にボタンをはんだづけして、キーボードコントラーラーICをセット!


できました!
プリンターなどでよく使われる USB A-Bケーブルを準備して、接続しましょう。
普通のパソコンでも使えるので、IchigoJam webや、その他いろんなアプリで遊べます!


NT鯖江」2019/10/26-27開催
土曜日の夜、懇親会を新たに企画しました!
何か作っている方、お気軽にご出展ください!

プログラミングが大事なのは世界共通。世界各国で進む、プログラミング教育。
すでに200の小学校で採用!IchigoJamの兄弟「FunTick」は中国全土で活躍中! – about yrm

大好きなレゴテクニックシリーズを使ったマインドストームとWeDoの間に、SPIKEプライムが新登場!
同じく福井に本店を構える、アフレル社で先行体験。


SPIKEプライム、初めて開ける新しいおもちゃ、ワクワクしますね!


専用コネクタ、WeDoと形状は一緒ですが互換性はないそう。


距離センサーには秘密が隠されているとか・・・。


本体には5x5の単色階調設定付きディスプレイ。下の丸いボタンは色が変えられます。


テクニックシリーズでも見たこと無い、便利そうな新パーツ!


ひとまず、距離センサー付きミニロボ。モーターが軽快で、無理やり止めてもモーター内部でなんとかする安全設計。回転角の取得もできるので、後でこれを利用。


続いて、6つの同梱センサーとモーターを全部つなげたロボットをつくって実験。カラーセンサーでブロックの色を読み取っていろいろできます。まだ公開禁止な開発環境のベースはScratch。


完成した、階調付きドット絵ツール。カーソルの縦の座標を右のハンドル(タイヤ)で、横の座標を下のハンドルで動かし、圧力値取得できるプッシュボタンで描画します。
ハードウェア的なユーザービリティをあれこれ自由に試行錯誤できるのがレゴテクニックシリーズゆずりのいいところ!
プログラムを転送してしまえば、microUSBケーブルは外して自分だけのモバイル機器のできあがり!


北京淡路島帰りのまったさんが作ったオルゴールマシン!
レゴブロックをつないで作曲、モーターでブロックをレールにそって動かしカラーセンサーで読み取って鳴らす。超有名な曲を奏でてました。


アフレル本社がある永和システムマネジメントの1Fには、Agile Studio Fukui
mruby x IchigoJamRuby on IchigoJam board で、福井発のアジャイル組み込み開発とかどうでしょう?


(撮影、アフリカ プログラミング教育ツアー2019を発表した、PCN/ict4e 原さん)
何故か熱い、福井のプログラミング!

カムロボで活躍中、IchigoDyhookでますます活躍広がる予定のIchigoDake。
お家にIchigoJamがある人は、それを活用してIchigoDakeのプログラミングもできちゃいます。
工作したものを設置(=デプロイ)したいけどもうちょっと小さくしたかったり、使わない端子がもったいない時に活用ください。

ランダムな光にぼんやり光らせるプログラムの例。
(ver 1.4搭載予定の WS.LED コマンド&ボタン押さなくていい自動起動 @ARUN 使用)


IchigoDakeをIchigoJamで使うには、ジャンパー線が7本あればOKですが、抜き差ししやすい変換基板を作ってみるのも楽しいです!
(7本:VIDEO1, VIDEO2, GND, VCC, KDI1, KBD2をIchigoDake-IchigoJam間でつなぎ、IchigoJamのRESET-GNDをつなげばOK)


RESET-GNDをつなぐ治具づくり。抵抗を使うとやけどの心配が少なく、楽。


IchigoDakeのRESET-GNDはIchigoJamにつながないのでカット。


IchigoJamのREST-GNDを接続して無効化しておくのがポイント。上の基板と接してしまうと、IchigoDakeもリセット状態になってしまいます。


IchigoDakeを単体で動かすための電源モジュールも最小構成で作りました。
USBのソケットに電池2本のスイッチ付きケースをつなぐだけ。


今回はWS2812Bを制御するために3ピンソケットを装備。


IchigoDakeの右側につないでスイッチON、光りました!


和紙を貼るため、両面テープ。


和紙を竹型にカット。


光る竹


暗いところで見るとなかなか幻想的。明かりの量が足りなければLEDを追加して、例えば5つ光らせたい時は WS.LED 1,5 とすると5つまとめて同じ色で光る。


見た目はほとんど同じな、ツェナーダイオードとショットキーダイオード。
電圧を落としたい時に使うのは、ツェナーダイオード。電力に余裕のあるCN5の5Vを使って光らせたいけど、3.3Vの信号線では規格外。そんな時は5Vをダイオードで少し電圧を落とす時に使います。

不審者アラームを作ってみよう!
通るはずのない時間、場所に設置して、人影を察知したら鳴らす非常ベル!IoT化するのもいいですね。


照度センサ(フォトトランジスタ)45円のものも)を使います。
長い足をBTNへ、短い足をGND、VCCから長い足へ抵抗でつないでできあがり。
抵抗をいろいろ変えて試したところ、10kΩがいい感じ!


ブレッドボードも使わず、はんだづけもしない接続と言えば、ジャンパーピン!
長い足と10kΩの抵抗の片方を差し込みできあがり!
(ジャンパーピンはお安い! 25個100円1000個1600円2000個1600円


OUT4をGNDとして使うことにして短い足を指し、長い脚をANAで読み取るためにBTNに、抵抗の反対側をVCCに指す。

10 ?ANA():CONT

明るさで値が変わることが確認できます!(明るいと200、暗いと800とか、真っ暗で1000くらい)


仙台梅澤無線で購入したベル、特価100円!


手元にあったリレー(40A対応、SSR)を使って不審者アラームを作ってみよう。
こちらははんだづけが必要。早速抵抗まちがえてつけました。R1につけるべき330Ωを、R2に付けちゃってます。焦らず説明書を読みましょう。


40A版は基板に直接指さらないので、抵抗の切れ端を使って接続。
(今回のベルなど電力消費量が大きくないものは、基板に実装可能な、20A版でもOKです)


ベルも接続して、プログラム。常に明かりが点けている場所を想定、一瞬でも暗くなったらアラーム!

10 IF ANA()<500 CONT 20 OUT 1,1 30 WAIT 60*60 40 OUT 1,0

OUT1に接続したベル、1分たったら止めます。
・・・でも、このベルの音量とんでもなく大きいので、実際フルで鳴らすことができていません。


裏を見たら100Vで動くソレノイド。60Hzで強烈に叩いて音がでているわけです。明和電機の力の源ですね。


DAISOの単3電池用モバイルバッテリーは、電流が多く取れて便利ですが、電池が外しにくいのがネック。そこでペンチ!
真ん中のプラスチックの仕切りを挟んで・・・


ぐっとひねれば取れます。これで電池も取り外し楽!


充電可能な電源ボード、JuiceServerを使ってみます。

大きい迫力、リアル信号機をIchigoJamで制御している羨ましい姿を発見!
赤から黄色に変わって青になる、そんな信号もあったりします。
めちゃめちゃな動きをさせてもおもしろそう!

NT金沢で紹介したNT鯖江。さばえものづくり博と合わせて回遊してもらうためのディスプレイをGET!

こちらがベース、金沢工大河並研究室の展示で目立っていた巨大ディスプレイ。中身はおなじみWS2812B!

展示後は研究室の片隅で捨て置かれる運命と聞いて、売ってもらいました。(thanks! @naikasannさん)

ひとまずランダムパターンで光らせてみたら、そこはかとなく漂う昭和レトロ感!

WS.LEDコマンド対応のIchigoJam 1.4b用プログラムがこちら。

1 @ARUN 10 N=RND(33)+1 15 M=IOT.IN():IF M N=M 20 FOR J=0 TO 9 30 FORI=0TON*3-1:LET[I],RND(4):NEXT:WS.LEDN,256/N+1 35 WAIT 17/N 40 NEXT 50 GOTO10

ichigojam-1.4.0b01.zip」 ベータ版ダウンロード
15行 IchigoSodaだとスマホからパターンの長さを指定して発光可能!


これが改造前のディスプレイの裏。すごい配線量!Arduinoでは16列個別に制御していたとのこと。


こちら改造後。16列、全部直列化して、配線すっきり!これでIchigoJamでも制御可能です!


IoTプログラミングワークショップに立ち寄ってくれた6歳の子。でたらめタイピングを伝授!


F10を押して画面が消えても、もう一度押すか、電源を入れ直せば復活!じゃんじゃん触って仲良くなろう!


楽しげなおもちゃを発見!「とりバッティングセンター」
NT金沢2019レポートは続きます。

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クリエイティブ・コモンズ・ライセンス
この作品は「Creative Commons — CC BY 4.0」の下に提供されています。
CC BY 福野泰介 - Taisuke Fukuno / @taisukef / アイコン画像 / プロフィール画像