micro:bitとGROVE Inventor Kitを使ったものづくり入門(4) 超音波距離センサー編

この記事はmicro:bitの基本的な使い方をすでに学習した人が、GROVE Inventor Kitを使ってステップアップするためのものです。前回の記事では７セグメントディスプレイの使い方を紹介しました。今回は超音波距離センサーの使い方を紹介します。
前回の記事はこちらです。
（この記事はものゼミのために執筆しています。）

超音波距離センサーって何？

超音波距離センサーはその名前の通り、超音波を使って距離を測るためのセンサーです。Groveの超音波距離センサーは3cmから3.5mもの広いレンジで距離を計測することができます。仕組みとしては、超音波を発してから帰ってくるまでの時間を計測しているのですが、細かいところは今回は省略します。（もしかしたら追記するかもしれません。）

距離を測ってみよう

早速ですが、距離を測ってみましょう。
まずは、今までと同様にGroveの拡張機能を追加します。（今回からはこの手順は省略するので、分からない人は2回目の記事を参考にしてください。）
次に超音波距離センサーとGROVEシールドを接続します。このモジュールはP0/P14, P1/P15, P2/P16の端子が使用可能です。
繰り返しになりますが、接続の際はmicro:bitの電源を切りましょう。

次にMakeCodeエディタでプログラムを書きます。
超音波距離センサーの使い方は簡単で、接続したピンを指定して、grove.measureInCentimeters(接続しているピン)を呼び出すだけです。

今回はMakeCodeエディタの機能を使って、実際に計測した距離をリアルタイムに確認してみます。
この機能を使うには、まずmicro:bitをブラウザと接続する必要があります。
ブラウザはGoogle Chromeを使いましょう。（他のブラウザだとできません。）
また、MakeCodeエディタはBeta版がおすすめです。
右上の設定ボタンから、デバイスを接続するを選びます。

すると、このような確認画面が出てくるので、右下のデバイスを接続するをクリックします。

ブラウザのアドレスバーのところに、デバイス一覧が出てくるので、接続するデバイスを選んで、接続をクリックします。これでブラウザにmicro:bitが接続されました。

この接続をしておくと、ダウンロードボタンを押した時に自動でmicro:bitへの書き込みも行われるようになるので非常に便利です。
micro:bitをブラウザに接続した状態でプログラムを書き込むと、左中央下あたりに「コンソールを表示　デバイス」というボタンが現れます。

これをクリックすると、実際の検出距離を時系列で確認することができます。写真だと分かりませんが、リアルタイムで更新されるので手をかざしてみたりして確認してみてください。

プログラムの中で使うときは、console.logで表示するのではなく変数をif分の条件判定などに使って処理を書いたり、値に応じてLEDの表示を変えてみたらいいと思います。

また、console.logは今回のようなセンサーの値だけでなく、なんでも表示することができるので、デバッグの際に有効活用しましょう。

もしセンサーの値が表示されない場合は、
・micro:bitをブラウザに接続したか
・白い端子を接続したピンを正しく指定したか
・白い端子は奥までささっているか
・micro:bitはGROVEシールドに奥までささっているか
を確認してみましょう。

物体があるか検出してみよう

工夫をすると、物体があるかどうかの検出にも使うことができます。
手をかざすとHappyのアイコン、かざしてないとSadのアイコンを表示するプログラムを書いてみましょう。

動かすとこのように動作します。
反応が悪い際は、ノートなど面積が広いものを使ってみるといいかもしれません。

大枠は先ほどと同じで、50cm以内にものがある時にHappyを表示しています。この判定基準となる数字を閾値というのですが、実際に使う際は何度か試しながら調整してみるといいと思います。うまく調整して使えば、人の通過の検出などにも使うことができます。

超音波距離センサーは例年よく使われるセンサーの1つで、とても利用できる幅が広いセンサーの1つです。
工夫して色々な使い方をしてみましょう。
次回はスピーカーを紹介する予定です。