Arduino アナログ入出力

前回までは、LEDをオン／オフ（５V/０V）するプログラムでした。今回は、オン／オフの制御ではなく、外部からの入力によってLEDの明暗を変化させるプログラムをします。
analogWrite()を用いれば、０〜２５５の２５６段階でLEDの明るさが調節できます。モータの出力に使えば、スピード調節が可能となります。PWM（パルス幅変調）という方法で２５６段階を調整しますが、パルスについては後で説明したいと思います。まずはanalogWrite()の使い方からマスターしていくこととします。
analogWrite(ピン番号,出力値）というように二つの値を設定する必要があります。「ピン番号」は出力したいピンの番号を入れますが、Arduino基盤の０〜１３番ピンのうちの３、５、６、９、１０、１１の６つのピン（基盤上のピン番号下にPWMと書かれている番号）のどれかになります。「出力値」は、０〜２５５（０V〜５Vに対応）の値をいれます。

analogWrite(3,0);

と書けば、３番ピンを０（０V）で出力となるので、LEDであれば消灯します。

analogWrite(3,255);

であれば、一番明るい状態となり、

analogWrite(3,127);

であれば、約半分の明るさとなります。

次に、外部からの入力（センサ入力）の際に使用するanalogRead()について説明します。analogRead()は、０〜１０２３の１０２４段階で値を読み取ることができ、０〜１０２３が０V〜５Vに対応しています。Arduino基盤の右下に「ANALOG IN」と書かれた０〜５番ピンを使用します。

analogRead(0);

と書けば、「ANALOG IN」の０番ピンに接続したワイヤからの電圧を読み取って０〜１０２３の値が得られることになります。
入力用に使われるセンサは様々なものがありますが、今回は「可変抵抗器（ボリューム）」を使用することにします。一般的な可変抵抗器には３つの端子があり、両端の二つの端子を０V（GND）と５Vにつなぎ、ツマミを回すと中央の端子から任意の電圧（０V〜５V）が出力されます。つまり、中央の端子からの可変電圧をanalogRead()で読み取って、その入力値をanalogWrite()の出力値に入れれば、LEDの明るさをツマミをひねることで調整できるようになります。
ひとつ注意しなければいけないことは、analogRead()によって得られる値は０〜１０２３に対して、analogWrite()の出力値が０〜２５５までなので、入力値（読み取り値）を４で割った値を出力値に入れないといけません。
尚、analogWrite()とanalogRead()の場合は、初期設定でpinMode()の入出力を設定せずに直接使うことが出来ます。

以下に、analogWrite()、analogRead()を用いて、外部からの入力（可変抵抗器）によってLEDの明るさを変えるプログラムを書きます。

int val=0; //入力値の変数を用意し、０に設定

void setup(){
  //pinMode()の設定は不要
}

void loop(){
  //ANALOG INの０番ピンを読み取りvalに代入
  val=analogRead(0);
  //アナログ出力(PWM)の3番ピンを出力とし
  //valを4で割った値を入れる
  analogWrite(3,val/4);
  //0.1秒ループにする
  delay(100);
}

可変抵抗器のツマミの回し方（時計回り／半時計回り）と出力値の増減の向きを変えたい場合は、可変抵抗器の両端の端子（０V端子／５V端子）を入れ替えてください。