今日は、開発プロセスのうちの5と6と7を行います。 企画(マップ作成) 部品リスト作成 実現可能性分析 ブロック図作成 回路図作成 実装 テスト 目次 11.1 全体の回路図 11.2 実装とテスト 11.3 実習 11.1 全体の回路図 先週、各デバイスのテストを行いました。おそらく、すでにみなさんは手元にあるデバイスを動かすことには成功しているわけです。今日は、それらのデバイスを組み合わせて、目的の動作を行わせることから始めます。 まずは、全体の回路図を作成します。電気部分はどのようになっているかを自分で確認するためにも他者に伝えるためにも、回路図を描くのが有効です。電気部分の全体の回路を構成してください。 11.2 実装とテスト 最終作品は、マイコンとセンサ、モータなどを組み合わせて、複雑な動作を行うものになっているはずです。その複雑な動作をいくつかの機能に切り分けて実装し、テストを行います。先週はデバイス単位のテストをしたわけですが、今週は機能単位の実装とテストを行うわけです。 機能単位の実装とテストがうまくいったら、それらを組み合わせて目的の動作を行うかどうかのテストをします。機能単位ではなくて、システムを単位としたテストということになります。 11.3 実習 報告1. 回路図と実体配線図 回路図が正しく描けているかをチェックします。全体の回路図と回路図が表す配線の写真(実体配線図)を提出してください。最終作品を完成させるにあたっては、配線は見えないようにする人も少なくないと思いますが、今日の報告にあたっては、配線が見えるような写真を撮影してください。 報告2. 作業報告書 本日の演習で行ったことを作業報告書にまとめて提出してください。必ず写真を撮って、それを報告書に含めてください。要所要所で写真を撮っておくのを忘れないようにしましょう。 — by 飯田 周作、沼 晃介、石井 健太郎　専修大学ネットワーク情報学部

Read More »

今日は、開発プロセスのうちの4から6を行います。6に関しては今後数週間にわたって実施します。 企画(マップ作成) 部品リスト作成 実現可能性分析 ブロック図作成 回路図作成 実装 テスト 目次 10.1 ブロック図 10.2 回路図 10.3 要素テスト 10.4 ライブラリ 10.5 実習 10.1 ブロック図 ブロック図は、電子回路に限らず、システムの概要を設計する際に使うことができる図です。記法は単純で、システムの要素を四角(box)で記述し、要素間の関係を矢印(arrow)で記述します。ブロック図は、”box and arrow diagram”とも呼ばれています。 上記の例では、矢印の向きが情報や電流の流れを表しています。カラーセンサから得られた情報に基づいてDCモータの回転を制御する、というようなイメージです。 ブロック図を書く理由は、ハイレベルなコミュニケーションのためのツールとして使うためです。商品企画などをしている時には、回路図では情報が詳細過ぎて、情報を提示する側にとっても、それを読む側にとっても効率が良くありません。そのために、回路図よりも大雑把なくくりで表現できるブロック図を使うわけです。 四角で何を表すかについては、色々なやり方があります。例えば、LEDを4つ使って0から15までの数を示す装置を作る場合、LED一つひとつを四角として表現することもできますし、LEDが4つ集まったものに「LED表示装置」などの名前をつけて1つの四角で表現することもできるでしょう。何れにしても、複雑すぎないように抽象度を設定し、図にメモ書きを加える等の工夫をして、わかりやすい図を作りましょう。 10.2 回路図 実際に回路を組んでシステムを作り始める前に、回路図を書きます。というのが本来の工程です。しかし、今年は諸事情により回路図に時間をかけている時間がありません。回路図は各自でメモ程度に作成して、回路を組む際の事前準備としてください。 10.3 要素テスト 実現可能性分析では、主にネット上の情報をもとにデバイスが使用可能かどうかの検討を行いました。しかし、実際に使えるかどうかは、実際のデバイスでテストしてみなければいけません。 主要なデバイスごとに、テスト用の回路とプログラムを記述して、自分が思っている通りに動作するかどうかの実験を行ってください。部品リストに掲載されている部品は全て実験します。実験は、必ずデバイス単体で行ってください。組み合わせると、また別の問題が生じることがあります。 10.4 ライブラリ Raspberry PiのGPIOを使うためにはライブラリが必要です。色々なライブラリが公開されていますが、以下の3つが有名です。 gpiozero RPi.GPIO RPIO gpiozeroは授業で使っているライブラリで、まずこれを使うことが第一選択となります。gpiozeroを使っているコードは、以下のようにライブラリをインポートしているはずです。 PWMLEDのところは、使っているデバイスによって違います。 RPi.GPIOを使っている場合は、以下のようになります。RPi.GPIOは古いライブラリでお勧めしません。 RPIOを使っている場合は、以下のようになります。RPIOはRPi.GPIOの後継のような位置付けのライブラリです。 gpiozeroで何ができるかは、必ずリファランスマニュアルを見てください。 https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/ gpiozeroには以下のような機能があります。 LEDやPWMLED、RGBLEDなどのLED制御 PWM制御 TonalBuzzer (圧電スピーカーで音を出す) Button Motor、AngularServo […]

Read More »

今日は、開発プロセスのうちの2と3を行います。 企画(マップ作成) 部品リスト作成 実現可能性分析 ブロック図作成 回路図作成 実装 テスト お知らせ: 1/20(木)にオンライン授業で最終作品の発表会を行います。1/20にうまく発表ができない場合のために、1/27(木)を発表予備日とします。あまり考えたくはないですが、1/27までは授業がある可能性があると予定しておいてください。 目次 9.1 部品リスト 9.2 実現可能性分析 9.3 部品の購入と使用準備 9.4 実習 9.1 部品リスト 使用する部品のリストを作ります。開発論で作成したスプレッドシートをベースとします。このリストには、使用する部品の具体的な製品を挙げます。 部品ごとに以下の情報を調べてください。 部品の名前: 例えば「カラーセンサー」や「デジタルコンパス」など 型番: 例えば「S11059-02DT」。秋月電子通商やSwitch Science、Amazon等で調べて型番を書きます。 価格: 部品の価格を書きます。 URL: 秋月電子やSwitch Scienceにある部品のページのURLを書きます。 最後の行に部品リストの価格の合計を入れます。この合計の目安が2,000円ということになります。 Raspberry Pi や授業で配付した部品は部品リストに入れません。その他、抵抗やLED、厚紙、ビニールテープなどのありふれたものも入れません。抵抗、LED、CdS、トランジスタ、シフトレジスタといった細かい部品は、PCプログラムでいくつかのタイプのものを保管しているので、作品に必要でしたら問い合わせてください。 9.2 実現可能性分析 せっかく良いアイディアがあっても、モノが出来上がらないのではどうしようもありません。モノが出来上がらない理由は色々とあります。 技術的に難しい 金額的に難しい 時間的に難しい これらの事柄を検討することを実現可能性分析(フィージビリティ分析)と呼びます。 この演習の実現可能性分析では、部品リストに挙げられているデバイスを Raspberry Pi と組み合わせて使うことが可能かということを中心に分析します。 実現可能性分析のやり方 実現可能性分析でやらなければならないことは大きく分けて2つあります。 Raspberry Pi で使用できるデバイスかどうか規格を調べる。 Raspberry Pi […]

Read More »

目次 8.1 最終作品 8.2 開発プロセス 8.3 企画 8.4 マップを描く 8.5 Tips 8.6 できること、できないこと 8.7 リンク集 8.8 実習 8.1 最終作品 最終作品は、以下のようなものです。 電子玩具 生活の役に立つ何か 社会の役に立つ何か 不思議なオブジェ インタラクティブアート IoTのようなものでも良いですし、ガジェットのようなものでも良いです。これまで授業で学修した内容を応用した作品にしてください。 ここで作る最終作品はプロトタイプだと考えてください。よって、実際の理想型とは違っていても構いません。プロトタイプを動かすことによって、理想型イメージが他者に伝わればOKです。 例えば、農業を支援してくれるようなシステムを作るとしましょう。実際に畑に設置して動かすことはできませんから、100均で植木鉢を買ってきて土を入れ、乾燥度合いを測って自動的に水やりをするようなものを作ることになります。 最終作品を制作するにあたっては、様々な部品が必要となります。この部品の総額は2,000円を目安としてください。もちろん2,000円よりも少なくても良いですし、超えても問題はありません。 8.2 開発プロセス 最終作品は以下のような手順で作成します。 企画: アイディアを固めてマップで表現する。 部品リスト作成:どういう部品を使うかを決める。 実現可能性分析:アイディア通りに作品を実装することができるのかどうかを調べる。部品リストに挙がっているデバイスの使い方などを調べる。 ブロック図作成:システムを構成する要素を洗い出し、それらがどのように関連するのかを定義する。 回路図作成:エレキの部分を設計する。 実装:メカ・エレキ・ソフトの実装を行う。 テスト:作成したものがアイディアを正しく実装しているかどうかテストする。 8.3 企画 作品の構想にはマップを使います。このような用途でマップを使うときには2枚描いた方が良いです。1枚は全くアイディアのイメージが湧いていない段階で描くもの(ブレインストーミングのためのマップ)、2枚目はアイディアを固めるために描くものです。1枚目のマップは自分の頭の中を整理するためのもので、人に見せるものではありません。 ブレインストーミング用のマップ アイディア視覚化のためのマップ アイディアというものは、ただ唸っているだけでは出て来ません。関連する様々な情報を頭にインプットしてかき混ぜたり、分類したり、組み合わせたりする必要があります。そのためにマップに書き出してみるということを行います。 企画にはストーリーが重要です。そのストーリーを誰かが聞いた時に、共感してもらえるものが良いです。「それ面白そうだね」「それは便利だね」「私もそれが欲しい」、そう思ってもらえるものがストーリーです。 8.4 マップを描く この演習では、マインドマップのような図を描くためにcoggleというツールを使います。以下のURLにwebブラウザでアクセスしてください。 https://coggle.it/ coggleは、googleのアカウントでサインアップするようになっています。大学のgmailアカウントを使ってください。 マインドマップのような図は、これまでも何度か書いているのでごく簡単な説明をすることに留めたいと思います。coggleを使ってマップを描くときには図の真ん中にメインテーマを置きます。このテーマから枝を伸ばして行って想起されることをどんどん書いていきます。この枝をブランチと呼びます。結果的には、中心から周りに向かってブランチが広く伸びていくような図が出来上がります。 以下のようなことに気をつけて描きます。 重要だと思うことは大きく描いたり色をつけたりする […]

Read More »