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🔳知れる事 --- ◇Aruino同士でSerial通信 　→(可変抵抗からの数値を送受信) ◇ワイヤレスで，複数のモータを制御 　→パケット設定して，送信側・受信側で通信を行う ◇ジョイスティックを操作しやすくする →不感帯の設定 🔳概要・基本構成 --- ①送信側のArduinoがオペレータのジョイスティックの操作量を読み取ります． ②操作量に応じたモータの回転速度を計算します． ③計算後は，受信側のArduinoへ数値を送ります． ④受信側のArduinoは数値を受け取って，モータへ回転指令を送ります． 🔳解説 --- 基本構成は， ①送信側のArduinoが，オペレータのジョイスティックなどの操作量を読み取って， モータの回転速度に関する数値を計算する． ②計算した後は，スレーブ側のArduinoへ数値を送って，モータの速度を調整しつつロボットが動く． 解説動画 --- ユーチューブ　ニコニコ動画　にて　解説もしています． ロボットがどのような動作をされるか見たい方は，ご参照ください． @[youtube](https://youtu.be/7zY-21NXDjU) ### ニコニコ動画 [Arduino XBeeジョイスティックワイヤレスコントローラシステム製作・解説](https://www.nicovideo.jp/watch/sm37291000) 構成 --- 基本構成は， ①送信側のArduinoが，オペレータのジョイスティックなどの操作量を読み取って， 　モータの回転速度に関する数値を計算する． ②計算した後は，スレーブ側のArduinoへ数値を送って，モータの速度を調整しつつロボットが動く． ポイント --- ●オペレータに不快感なく，モータを制御するため，送信側のArduinoが操作量を読み取る事 ●複数のモータの回転速度に関係する複数の数値を送受信する事 です． ではArduinoが操作量を読み取るには どうすればよいのか？ 疑問に思われるかもしれませんが，よくプレステのコントローラに 搭載されているジョイスティック(アナログスティック)がありますよね？ 実は，アナログスティックは電子部品で販売されています． アナログスティックには，可変抵抗という電子部品が搭載されています． ⇓図のように，縦方向・横方向それぞれに操作したときの操作量を読み取るため，可変抵抗と呼ばれる電子部品が2つあります．  可変抵抗とは，文字通り，抵抗の値を変えることができる電子部品です．こここの製作例では，Arduinoに可変抵抗にかかる電圧を読み取らせます．  1⃣可変抵抗値読み取り→A/D変換→map関数変換 --- 送信側Arduinoが電圧を読み取った後， Arduino内のA/Dコンバータで値を変換し，操作量としてそのまま受信側Arduinoへ送ることも出来ます が 受信側Arduinoは，analogwriteを使い，PWM信号出力を行って，モータの回転速度を調整するほかに， 回転方向の制御も行うため，負担が増え，通信に支障が出る可能性があります． そのため，送信側Arduinoで予め，A/Dコンバータで変換した値から　更に　map関数という関数を使って， 数値を変換し，受信側Arduinoへ送信しています． まず可変抵抗の読み取り方とArduinoで値の送受信を抑えて行きます． 練習目的で，可変抵抗からの電圧値取得→A/D変換→map関数変換→Arduino送受信の一連の流れを， 簡単な回路とプログラムを組んでみました． ArduinoのA0(黄色線),GND(黒線),5V(赤線)と可変抵抗を接続して，電圧を読み取ります． 送信側ArduinoのTXと受信側ArduinoのRXを接続(緑線)し，受信側ArduinoとPCを接続すれば回路は完成です． (送信側Arduinoにも給電は必要です．USB，DCジャック付き電池ボックスで給電しましょう．)  ```html:□Program送信 const int analogPin = A0; int inputValue = 0; int outputValue = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { inputValue = analogRead(analogPin); outputValue = map(inputValue,0,1023,0,255); Serial.write(outputValue); delay(100); } ``` ```html:□Program受信 int incomingByte = 0; // 受信データ用 void setup() { Serial.begin(9600); // 9600bpsでシリアルポートを開く } void loop() { if (Serial.available() > 0) { // 受信したデータが存在する incomingByte = Serial.read(); // 受信データを読み込む if(incomingByte >= 0){ Serial.println(incomingByte); delay(100); } } } ``` 2⃣ジョイスティックワイヤレス通信＋複数モータ制御 --- この記事のメインテーマですね． 1⃣の方法では，可変抵抗1個の操作量を変換して送受信していましたが， 目的は，複数モータの回転方向と回転速度を制御する事なので，1⃣の処理だけでは足りません． なので，以下の処理を行えるプログラムを組む必要があります． ①配列の準備と送受信 ②パケット設定 ③ジョイスティックの不感帯設定 順に説明します． ### ①配列の設定 配列を用意して，モータの回転方向と回転速度の数値を格納します．  ですが，送信中にノイズが入ると，回転方向tの値が変動して，受信側Arduinoは 回転速度の値なのか判別ができなくなります．このため，モータの指令が適切に行えず， モータは暴走する可能性があります．  そこで，モータの回転方向・速度の数値前後に送受信の開始と終了を知らせる目印となる 数値を用意します．つまり，データ開始＋モータ関連数値＋データ終了 このデータ1塊のデータを送受信します．開始の数値は255，これを2回 その後モータ関連の数値を送受信して，最後に0を送受信し，次のデータ処理を実施します． ### ②パケット通信  こうすることで，ノイズの影響を受けても．受信側のArduinoは判断を誤る可能性は低くなります． この「データ開始＋モータ関連数値＋データ終了」1塊のデータの送受信を行い，処理を行う方法を パケット通信といいます． また，今回のモータ回転速度の最大値は254としていて，「データ開始」の数値と重ならないようにしています． ### ③ジョイスティックの不感帯設定 ジョイスティックが中立位置にいると，可変抵抗をArduinoで読み取ると， map関数で0~255の間で変換を行った場合，125の値になります． 送信側Arduinoでこの値を中心に操作領域を設けて，操作量を算出して受信側に送信します． ジョイスティックの垂直位置の値をVDout 垂直位置の値をHDoutとして，モータ回転速度を計算 する式は，各値が125と比較して場合分けを行います VDout>125の場合　(VDout - 125)×2 VDout=<125の場合　(125-VDout)×2 HDout>125の場合　(HDout -125)×2 HDout =< 125の場合　(125-HDout)×2  ですが，例えばオペレータがジョイスティックに指を添えるつもりでスティックに触れ， 中立位置から少しでも動かすと，その分受信側は動作指令が届いたと判断して モータ回転指令が出ます． そこで，左図のように，不感帯という，ある程度スティックが動いても， モータ回転指令が出ないように，ジョイスティックの領域を設けます． 今回は垂直 水平にそれぞれ140,110を不感帯領域としています(左図の赤枠の部分)  スティックが不感帯領域にいる場合は， 送信側Arduinoでは，モータの回転方向の配列に2を格納して受信側へ送信． 受信側は2を受信したら，モータの回転速度は0にするようにプログラムを作成しております．  超信地旋回操作領域(緑枠)にスティックがある場合は，モータ回転方向は互い違いになるように， 送信側，受信側Arduinoでは1・0 or 0・1の組み合わせで処理するようにプログラムをしております．  ### 制御フローチャート 送信側，受信側の制御フローチャートを記載します． #### 送信側  #### 受信側  ### 電子回路 送信側，受信側の電子回路を記載します． Arduinoと電池ボックスの間にはDCジャックを半田付け モータドライバーとDCモータ，電池ボックス間にはArduino用基板を用いたうえで，端子を半田付けして 接続しています ###送信側  ### 受信側  ### プログラム #### 送信側 ```html int SendBuf[4]; int i; //const int analogPin(0) = A0; //const int analogPin(1) = A1; int HDatain,VDatain,HDataout,VDataout; uint8_t DirR; uint8_t DirL; uint8_t Duty,Duty1,Duty2; void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: VDatain = analogRead(A0); VDataout = map(VDatain,0,1023,0,254); HDatain = analogRead(A1); HDataout = map(HDatain,0,1023,0,254); //前進後退 if(VDataout>140){ if(HDataout>140){ DirL = 0; DirR = 0; Duty1 =VDataout; Duty2 =HDataout; } else if(140>=HDataout && 110<HDataout){ DirL = 0; DirR = 0; Duty1 =VDataout; Duty2 =VDataout; } else{ DirL = 0; DirR = 0; Duty1 =(120-HDataout)*2; Duty2 =VDataout; } } else if(VDataout<=140 && VDataout>=125){ if(HDataout>140){ DirL = 1; DirR = 0; Duty1 =HDataout; Duty2 =HDataout; } else if(HDataout<110){ DirL = 0; DirR = 1; Duty1 =(120-HDataout)*2; Duty2 =(120-HDataout)*2; } else{ DirL = 2; DirR = 2; Duty1 =0; Duty2 =0 } } else if(125>VDataout && VDataout>=110) { if(HDataout>140){ DirL = 1; DirR = 0; Duty1 =(HDataout-140)*2; Duty2 =(HDataout-140)*2; } else if(HDataout<110){ DirL = 0; DirR = 1; Duty1 =(110-HDataout)*2; Duty2 =(110-HDataout)*2; } else{ DirL = 2; DirR = 2; Duty1 =0; Duty2 =0; } } else{ if(HDataout>140){ DirL = 1; DirR = 1; Duty1 =(120-HDataout)*2; Duty2 =(120-VDataout)*2; } else if(HDataout<140 && 110<HDataout){ DirL = 1; DirR = 1; Duty1 =(110-VDataout)*2; Duty2 =(110-VDataout)*2; } else{ DirL = 1; DirR = 1; Duty1 =(110-VDataout)*2; Duty2 =(110-VDataout)*2; } } //SendBuf[0] = 0xFF; //SendBuf[1] = 0xFF; SendBuf[0] = DirL; SendBuf[1] = Duty1; SendBuf[2] = DirR; SendBuf[3] = Duty2; //SendBuf[4] = 0; Serial.write(255); Serial.write(255); //Serial.print(255); //Serial.print(255); for(i=0;i<4;i++){ //Serial.print(SendBuf[i]); Serial.write(SendBuf[i]); } //Serial.print(DirL); //Serial.print(DirR); //Serial.print(HDataout); //Serial.println(VDataout); Serial.write(0); delay(100); } ``` #### 受信側 ```html #define PIN_IN1 5 #define PIN_IN2 6 #define PIN_IN3 2 #define PIN_IN4 3 #define PIN_VREF1 9 #define PIN_VREF2 10 int RcvData=0;// int RcvBuf[4]; int MT_Rin=5; int MT_Lin=6; int MT_RoutSerial=0; int MT_LoutSerial=0; int i=0; int RcvState=0; //int RcvCountF=0; //int RcvCountS=0; int RcvC=0; int MT1D=0; int MT2D=0; int MT1S=0; int MT2S=0; int RcvCount=0; void setup() { Serial.begin(9600); // 9600bpsでシリアルポートを開く pinMode(PIN_IN1,OUTPUT); pinMode(PIN_IN2,OUTPUT); pinMode(PIN_IN3,OUTPUT); pinMode(PIN_IN4,OUTPUT); } void loop() { while(Serial.available() > 0){ RcvData=Serial.read(); //Serial.println(RcvData); //Serial.println(RcvState); switch(RcvState){ case 0: if(RcvData==255){ RcvState = 1; //Serial.print("RcvData1"); //Serial.println(RcvState); } break; case 1: if(RcvData==255){ RcvState = 2; //Serial.print(" RcvData2"); //Serial.println(RcvData); } else{ RcvState = 0; } break; case 2: RcvBuf[RcvCount]=RcvData; RcvCount++; if(RcvCount >= 4){ RcvCount=0; RcvState = 3; //Serial.print(" RcvData*"); //Serial.println(RcvData); } break; case 3: MotorCnt(); RcvState=0; break; } } } void MotorCnt(){ //モータ1の制御 //digitalWrite(13, HIGH ); //delay(100); //digitalWrite(13, LOW ); //delay(100); if(RcvBuf[0]==0 || RcvBuf[0]==1){ if(RcvBuf[0] == 0){ MT_LoutSerial = RcvBuf[1]; //Serial.print("左前"); //Serial.print(MT_LoutSerial); analogWrite(PIN_VREF1,MT_LoutSerial); digitalWrite(PIN_IN1,HIGH); digitalWrite(PIN_IN2,LOW); } else{ MT_LoutSerial = RcvBuf[1]; //Serial.print("左後"); //Serial.print(MT_LoutSerial); analogWrite(PIN_VREF1,MT_LoutSerial); digitalWrite(PIN_IN1,LOW); digitalWrite(PIN_IN2,HIGH); } if(RcvBuf[2] == 0){ MT_RoutSerial = RcvBuf[3]; //Serial.print("右前"); //Serial.println(MT_RoutSerial); analogWrite(PIN_VREF2,MT_RoutSerial); digitalWrite(PIN_IN3,LOW); digitalWrite(PIN_IN4,HIGH); } else{ MT_RoutSerial = RcvBuf[3]; //Serial.print("右後"); //Serial.println(MT_RoutSerial); analogWrite(PIN_VREF2,MT_RoutSerial); digitalWrite(PIN_IN3,HIGH); digitalWrite(PIN_IN4,LOW); } } else{ //Serial.println("停止"); digitalWrite(PIN_IN1,LOW); digitalWrite(PIN_IN2,LOW); digitalWrite(PIN_IN3,LOW); digitalWrite(PIN_IN4,LOW); } delay(100); } ```