.. _device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_text:

シリアル通信によるデバイス制御
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はじめに
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ここでは，Armadillo300を対象にシリアル通信を行うプログラムに関する知識を修得する．
また，シリアル通信によってコマンド式のサーボ・センサをコントロールし，実機の扱いになれる．

概要
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本ゼミは，以下の特徴をもったプログラミング演習である．

* シリアル通信に関するプログラミングを行う
* シリアル通信によるデバイス制御を行う

シリアル通信は広範囲に使われている技術である．本演習では，最も基礎となるRS-232C経由でのシリアル通信を対象とし，シリアル通信プログラミングの基礎を修得することを目的とする．

また，本演習ではシリアル通信を用いてハードウェアデバイスの制御を行う．ハードウェアを用いた場合，シミュレーション実験では現れないノイズや個体差が問題となってくる．本演習では実機を使用することで，この特有の問題を体験してもらう．
ここで :ref:`ハードウェアを制御する方法 <device_control_how_to_control>` は直接方式とコマンド方式がある．本演習ではシリアル通信を用いて制御を行うため，コマンド方式となる．


使用する実験機器
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今回使用するデバイスを図1～5に示す．armadillo300単体を図1に示す．また図2にarmadillo300によって制御されるセンサ・アクチュエータとその制御デバイスを示す．センサコントローラ，サーボコントローラはarmadillo300からシリアル通信で送られてくるコマンドを解釈し，センサから情報取得およびサーボの動作を行う．その結果はシリアル通信でarmadillo300へ送られる．ここでarmadillo300のシリアルデバイスとコントローラのシリアルデバイス間で信号電圧に互換性がないためPC接続ボードによって信号電圧の変換を行っている．これらを使用した実験デバイスを図3～5に示す．実験デバイス前方には距離センサを1つ搭載し，アクチュエータを1つ搭載している．上部にはメータをプリントしており，アクチュエータはメータ上の針を駆動させる．

.. figure:: fig/DSC_0206.jpg
   :align: center
   :width: 300px
   :alt: armadillo300

   図1. Armadillo300

.. figure:: fig/servo_and_controller.jpg
   :align: center
   :width: 300px
   :alt: servo and controller

   図2. サーボ・センサコントローラ

.. figure:: fig/front.jpg
   :align: center
   :width: 300px
   :alt: front

   図3. 使用機器前方図

.. figure:: fig/top.jpg
   :align: center
   :width: 300px
   :alt: armadillo300

   図4. 使用機器上方図

.. figure:: fig/back.jpg
   :align: center
   :width: 300px
   :alt: armadillo300

   図5. 使用機器後方図


構成
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シリアル通信によるデバイス制御ゼミの構成は以下のようになる．

1. 準備

  * ゼミを行うためのデバイスの準備

2. サーボプログラミング

  * サーボ動作を行うプログラミング

3. センサプログラミング

  * センサからの情報取得を行うプログラミング

4. センサ・サーボプログラミング

  * センサを使って情報取得をし，それをもとにサーボを動作させるプログラミング


演習前に一読願う情報
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* :ref:`viの使用方法 <my_how_to_use_vi_section>`

  viの操作に慣れていない場合には :ref:`この章 <my_how_to_use_vi_section>` を読んでviを扱えるようにしておく．
  また，演習中にプログラムを打ち込みながらこの章を読み，viによる入力に慣れる．

* :ref:`シリアル通信プログラム概説 <outline_serial_comm_programming_text>`

  シリアル通信プログラムの概要と雛形．内容は，丸覚えでかまわない．本章では，丸覚えをすべきところを中心に記述している．特に実際にプログラムをしなくてもかまわない．掲載しているプログラムはhelloを表示するものであるが，センサ・サーボコントローラには文字表示能力はない．そのため，掲載しているプログラムを実行しても何も起こらない．

プログラム演習
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基本的には，基本的には，まずサンプルプログラムを打ち込み，コンパイル・実行してみる．その後，概要や参考情報を見ながら理解を深める．

:ref:`実験準備 <device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_ready_for_experiment_text>`
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:ref:`実験の準備 <device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_ready_for_experiment_text>` を行う．


サーボ駆動プログラムの作成
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:ref:`サーボ駆動プログラムの作成 <device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_servo_experiment_text>` を行い，サーボの制御に関して実体験する．


センサ情報取得プログラムの作成
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:ref:`センサ情報取得プログラムの作成 <device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_sensor_experiment_text>` を行い，センサからのデータ取得方法に関して実体験する．


センサ・サーボ制御プログラムの作成
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:ref:`センサ・サーボ制御プログラムの作成 <device_control_with_serial_comm_on_armadillo300_servo_and_sensor_experiment_text>` を行い，センサとサーボを両方使用するプログラムを作成する．サンプルプログラム等はなく，自分で考え作成してみる．

.. toctree::
   :hidden:

   subtext/files.rst