シリアル通信
シリアル通信とは
シリアル通信とは，信号線を２本使ってその電圧差で信号を送る通信方式です．一度に複数の線を使って複数のデータを送信する方式はパラレル通信といいます．
USB は４本の線がありますが，２本は電源のための線，２本は通信を送受信するための線で，それを使ってシリアル通信をすることができます．
今回は Arduino Mega と Mac の間でシリアル通信を行い，mac から 台車を動かしてみます．
Mac から Arduino への通信
Arduino Mega では基板上に LED がありますが，これは 13 番に信号を送ることで光らせることができます．
試してみよう
以下のプログラムを書き込んでLEDの点滅を確認してください．
void setup(){
pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, LOW);
}
void loop(){
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
Arduino 側のプログラム
以下のプログラムでは，Arduino は 0 を受け取るとLEDを１秒点灯させます．
byte data = 0;
void setup(){
Serial.begin(115200);
pinMode(13, OUTPUT);
digitalWrite(13, LOW); // 初期化
}
void loop(){
if (Serial.available() > 0){
data = (byte)Serial.read();
if(data == '1'){
//３秒間LEDを光らせる
digitalWrite(13, HIGH);
delay(3000);
digitalWrite(13, LOW);
}
}
}
Python 側のプログラム
まず，以下のコマンドで pyserial をインストールします．
pip install pyserial
mac に Arduino を接続し，Terminal で接続先の番号を調べます．
接続先は /dev のディレクトリに現れますが，数が多いので， grep コマンドで "usbmodem" の文字列が含まれる名前を調べます．
ls /dev | grep usbmodem
そして以下のプログラムで，Arduino に接続します．xxxx の部分は自分で調べてください．
import serial
import time
ser = serial.Serial("/dev/tty.usbmodemXXXX", 115200, timeout = 0.1)
time.sleep(2)
ser.readline()
ser.write( bytes('1', 'utf-8') )
ser.close()
課題
Arduino の台車の動作テストプログラムを改変し，
- 0 が送られたら止まる
- 1 が送られたら前進
- 2 が送られたら後退
となるようにしてください．さらに，mac で，3秒ごとに前進と後退を繰り返し，それが３回繰り返されたら，止まるプログラムを書いてください．
kbhit
python では，ユーザー入力に input を使うことが多いですが，この関数では文字を打った後必ずリターンキーを押す必要があります．ゲーム等で操作する時には，キーを押されたらキャラクターがすぐに動きますが，そのような操作を可能にするために，kbhit を使います．通常 Terminal でキーボードの入力を制御したい場合には termio という制御ライブラリを使いますが，今回は，その制御を簡単に使えるようにしたライブラリkbhit.pyを使います．
まずは
python kbhit.py
で kbhit の使い方を確認してください．
kbhit を外部から使うには import kbhit とします。
import kbhit
kb = kbhit.KBHIT()
while True:
if kb.kbhit():
c = kb.getch()
if c == ord('a'):
print("a is pushed!")
if c == 27:
break
print("owari")
課題２
kbhit を使い，
- 's' が押されたら止まる
- 'f' が押されたら前進
- 'r' が押されたらその場で右回転
- 'l' が押されたらその場で左回転
となるようにしてください．