10/29 家庭学習◇スクラッチでLEDを点滅させる

今日の家庭学習は、プログラミングです。

使用するPCは、ラズベリーパイ3という手のひらサイズの小さなPCで、
ブレッドボードという基盤にLEDをさし、
スクラッチというプログラミングソフトでLEDを点滅させるプログラムを作ります・・・


が、



今日は、家庭学習ネタとして、どんなことをしたのか・・という話題なので、
ラズベリーパイ、ブレッドボード、スクラッチについての説明は省略させていただきます。


ネットで検索すると、詳しいサイトがたくさん出てきますが・・・
(Raspberry pi Scratch Lチカ で検索)
(ブレッドボードとは で検索)



ラズベリーパイを購入→OSを入れる→スクラッチを使ってみる→LEDで電子工作

という流れでしたら、こちらの本がとてもわかりやすいと思いました。




まずは回路。
ブレッドボードにてきとうにLEDの足を差し込みます。(真ん中のくぼみの向こう側は使いません)
LEDの足の長い方と同じ列に赤い線を、
LEDの足の短い方と同じ列に黒い線を差し込みます。


ラズベリーパイ側は、
たくさんあるピンのうち、
電池の＋と同じ働きをする「１番ピン」に赤い線を、
電池の－と同じ働きをする「６番ピン」に黒い線をつなぎます。
で、ラズベリーパイの電源を入れると、点灯します。

電流は、ブレッドボード内を赤い線のように流れています。(見づらいですが・・・)

(LEDは、抵抗内蔵のものを使っています。
抵抗なしのLEDを使う場合は、別に抵抗が必要です。
抵抗なしLEDをこのようにつないでしまうと、LEDが壊れてしまうのでお気をつけて・・・)

当然ながら、電源につながっている線をはずせばオフになり、つなげばオンになり、LEDが点滅します。



これを、手動で物理的にやるのではなくて、PCからオンオフの命令を出して、
点滅させていきます。

オンにしたりオフにしたりするには、常時オンの１番ピンではなく、別のピンを使うそうです。
今回は、本と同じ１１番ピン(「gpio17」という名前がついているそうです。)を使ってみます。
赤い線を、１１番ピン(gpio17)に付け替えます。


はじめは、オンの命令づくり。
スクラッチのブロックをあらかじめ印刷して、机上にばらまいて、
どんな風に組んだらLEDがつくかを、あれこれ考えて並べてもらおうと思ったのですが・・・



(スクラッチのブロック一覧は、こちらのサイトからお借りしました。
http://www.pu-kumamoto.ac.jp/~skpuk/_src/sc498/skpuk2_scratchguide.pdf)



わかった！
あ、違うか。
あ！わかった！
こうだ！

と、まぁ、あれこれブロックをつなぎ合わせて適当プログラミング(笑)


なんとか
「スペースキーが押されたとき」
「config17outを送る」
「gpio17onを送る」

とブロックをつなげて、
「スペースキーが押されたら、gpio17ピンから出力。で、gpio17ピンオン！」という命令ができました。


いざ、スペースキーを押すと・・・



ライトオン！


「おぉ～！」と感動してしまいました(笑)
たったこれだけなのに、うれしいものです(笑)



続いて、
「スプライト1がクリックされたとき」
「gpio17offを送る」

との指令を作っていました。
なるほど、そうきましたか。

「スプライト1(画面に映っているネコちゃん)がクリックされたら、電源オフ」



ネコちゃんをカチッとクリックすると・・・


「きえた・・・(小声)」



また感動してしまいました(笑)


でも、1つの動作で自動で点滅を繰り返してほしいので、
2つの命令を1つにまとめて、
「スペースキーが押されたとき」
「config17outを送る」
「gpio17onを送る」
「gpio17offを送る」


でも、これでは、ついたと同時に消えてしまうので、
「スペースキーが押されたとき」
「config17outを送る」
「gpio17onを送る」
「１秒待つ」
「gpio17offを送る」
「１秒待つ」


でも、これでは１回しか点滅しないので、

「スペースキーが押されたとき」
「config17outを送る」
「ずっと」
「gpio17onを送る」
「１秒待つ」
「gpio17offを送る」
「１秒待つ」
(「ずっと」はここまで)


として、プログラム完成。

(本当は、ネコちゃんはこんなところにいないんです。
ドラッグして連れてこられて、無理やり写真に写りこまされました(笑))

スペースキーを押すと、ちかちかと点滅してくれました。


簡単なプログラムですが、成功すると

「おぉ～！」

と言ってしまいますね。



その後は・・・
「gpio17on」と「１秒待つ」の間にいろいろとブロックをつけたして、
LEDがつくとネコちゃんが前進したり、ニャーとないたり、
消灯するとストップしたり、
何やら回転させたり、色を変えたり・・・好き放題プログラムしていました(笑)。



家庭学習としては、印刷したブロックをノートに貼って、LEDの写真も貼って、
どんなことをしたのかを記録して、ノートの完成です。




次回は・・・
LEDの数を3つに増やしてみたいです。

というのは、
１年生のときに、自由研究で「LEDの信号機」というのを作ったんです。
サイエンス教室で教わって作ったのですが、順番についたり消えたりするのではなく、
３つのスイッチで３色のLEDをそれぞれ点灯させるものでした。

アルミテープで作ったスイッチが劣化してきたせいか、つかなくてなってしまったので、
改良し、青→黄→赤 と自動で色を変えるプログラムにつなげてみたいと思います。