micro:bitとkeyestudioでマイコン制御:反射型フォトセンサーで白色と黒色を判定してみよう。

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「反射型フォトセンサーで白色と黒色を判定してみよう。」では、シールド経由でmicro:bitに接続した反射型フォトセンサー(フォトリフレクター)に白色または黒色の紙を近づけると、 LEDマトリックスに0または1が表示されるプログラムを、MakeCodeを使って作成します。



はじめに

「micro:bitとキットでマイコン制御」では、micro:bit V2(以下 micro:bit)と市販のセンサーキットの「KEYESTUDIO 37センサースターターキット micro:bit V2付」(以下 キット)を使ってマイコン制御の基本を実習します。


microbitプログラミングを10代から大人まで簡単に学習することができ、子供たちのSTEM学習にも適した製品です。


実習はkeyestudio.comが投稿しているwiki(KS0361(KS0365) keyestudio 37 in 1 Starter Kit for BBC micro:bit)を二次利用して行います。


ライセンス

図やソースコード(ブロック)等、すべての内容はCC BY-SA 4.0ライセンスに従います。

実習準備

実習に必要な機器とキットの部品を準備します。

機器

「micro:bitとキットでマイコン制御:micro:bitをMakeCodeで使ってみよう。」記事で書きましたmicro:bitと、MakeCodeをインストールしたWindows11搭載のパソコンを準備します。


部品

反射型フォトセンサーを、Micro bit Sensor Shield V2(以下 シールド)にワイヤーで接続して使います。

▶️反射型フォトセンサー(フォトリフレクター)

反射型フォトセンサーは色に対する赤外線の反射率の違いを利用し、反射信号の強さを電流信号に変換します。

センサーが黒い色を検出すると、赤外線が放射されていないか、放射された光線の強度が十分でないため、センサーの信号端子はHighレベルを出力し、それ以外の場合はLowレベルを出力します。

このように、センサーの信号端子のHighレベルかLowレベルによって、検出された色を判断することができるため、マイコンカーの位置検出(ライントレース)等に利用されています。

注:モジュール上のポテンショメータにより、感度を調整します。



▶️ジャンパーワイヤー(メスーメス) 20cm

40本が一束になっていますので、接続する本数だけ分けて使います。


配線

配線のためのジャンパーワイヤーは、必要な本数を分けてください。

配線するときは、micro;bitのUSBケーブルを取り外して行ってください。

配線図

反射型フォトセンサーとシールドをジャンパーワイヤーで接続します。




配線リスト


反射型フォトセンサーシールド備 考
Gまたは-ピンG-2ピン
Vまたは+ピンV1-1ピン
SピンS-0ピン


外付けバッテリー

反射型フォトセンサーに使われている「TCRT5000」は5Vの電源供給が必要なため、マイクロビットから供給される3Vでは正常に動作しません。

キットに付属されている、バッテリーケース(Premium Battery Case 6-cell AA)に単三電池を6本装着して、シールドに接続し5Vの電圧を反射型フォトセンサーに供給します。



シールドの電圧選択ジャンパーで、供給電圧を5Vに設定します。


プロジェクト

「反射型フォトセンサーで白色と黒色を判定してみよう。」は、シールドに接続した反射型フォトセンサー(フォトリフレクター)に白色または黒色の紙を近づけると、 LEDマトリックスに白色ならば0、黒色ならば1が表示されるプロジェクトです。

プロジェクトの作成

配線したmicro:bitにUSBケーブルを取り付け、MakeCodeを起動します。

「新しいプロジェクト」をクリックして、プロジェクト(mb014-FollowBlackLine)を作成します。

プロジェクトはダウンロードしたKEYESTUDIO 37のマニュアルの「2.Makecode Tutorial - Makecode - Project 25_Follow Black Line」を参考にしています。

プロジェクトの作成手順やブロックの配置方法については、こちらを参考にしてください。


プロジェクトをmicro:bitへ転送

作成したプロジェクトをmicro:bitに転送して、実行できるようにします。

転送方法はこちらを参考にしてください。

コピーが完了すると、プログラムが起動し、反射型フォトセンサー(フォトリフレクター)に白色または黒色の紙を近づけると、 LEDマトリックスに白色ならば0、黒色ならば1が表示されます。




まとめ

シールドに接続した反射型フォトセンサー(フォトリフレクター)に白色または黒色の紙を近づけると、 LEDマトリックスに白色ならば0、黒色ならば1が表示されるプロジェクトをMakeCodeで作成しました。