センサについて

センサには、複雑なものもありますが、ArduinoのdigitalRead()やanalogRead()ですぐに使うことができるものも多くあります。いままで習った範囲でも制御できるセンサを挙げておきます。「四谷工作研究所（2007）」にも各種センサについて使い方を記載しているので参考にして下さい。

ツマミ回転式可変抵抗器：ツマミの回転量で出力値を変化
スライド式可変抵抗器：スライダの移動量で出力値を変化
ジョイスティック式可変抵抗器：スティックの動きで出力値を変化
圧電スピーカ：マイクとして使うことで衝撃音を計測
CDSセル（光センサ）：光量を計測し出力値を変化
曲げセンサ：センサ自体を曲げることで出力値を変化
圧力センサ：押された圧力を計測
距離センサ：物体との距離を計測
加速度センサ：物体の重力方向に対する傾き角度／加速度を計測
人体感知センサ：人間の動きを感知しHIGH/LOWを出力

その他、スイッチ類を利用してセンサのように使うこともできます。

タクトスイッチ
マイクロスイッチ
傾斜スイッチ
リレースイッチ

センサやスイッチ類をそのまま単体で使うだけでは、すぐには面白い表現にたどりつかないかもしれないので、複数のセンサやスイッチを組み合わせることを考えてみてください。例えば、単純なタクトスイッチを「Wooden Stick」に多数配置すれば、棒を握った箇所を判別するセンサになるように、応用的な使い方や配置の仕方を試してみるといいでしょう。


センサとArduinoの接続について：
可変抵抗器のように段階的に出力が可能なセンサは、大抵５V線、GND線、出力線の３つの端子があり、以下のようにつなぎます。

「距離センサGP2Y0A21YK」の場合、電源（５V）とグランド（０V）にそれぞれつなぎ、出力線となる端子をArduinoのアナログ入力（ANALOG IN）のピンにつなぎ、出力線からの値をanalogRead()を使って読み込みます（プログラムについては、「Arduino　シリアル通信１」または「Arduino　アナログ入出力」を参照）。距離センサGP2Y0A21YKからanalogRead()で読み取った値を距離に置き換えるには、距離=220000/(読取値*5-200)にするといいそうです。
以下は距離センサGP2Y0A21YKの読取り電圧と距離（cm）の関係のグラフです。


このように３線（３端子）あるセンサの場合はいいのですが、２線（２端子）しかない場合は、必要な抵抗をつなぎ以下のようになります。

「CDSセル（光センサ）」や「曲げセンサ」などは、２線（２端子）のまま売られている場合が多いので、適宜抵抗を取付けて、分岐する３つ目の線をのばし（出力線）、アナログ入力のピンへつないで下さい。つまり、２線（２端子）を３線（３端子）にするということになります。この際必要となる抵抗は、「プルアップ抵抗」と呼ばれます（プラス側に取付けた抵抗）。例えば、「曲げセンサ」の場合、もともと10KΩ〜30KΩ程度の抵抗があるので、10KΩの抵抗をつなぐとちょうどいいでしょう。「CDSセル（光センサ）」の場合も、同様のつなぎ方をします。取付ける抵抗（上図の場合10KΩ）の目安は、センサ自体の抵抗値と同程度のものとなります。取付ける抵抗を変えれば、出力される電圧や出力幅も変わるので、幾つかの抵抗を試してみて、読み取る際に丁度いいものを選んでください（プログラムについては、「Arduino　シリアル通信１」または「Arduino　アナログ入出力」を参照）。

また、スイッチなども２端子しかついていないので、抵抗をつなぎ、分岐させた３つ目の線（出力線）を取付けて、デジタル入力ピンへつなぎます。

「タクトスイッチ」（あるいは２端子しかないスイッチ類）の場合、抵抗はマイナス（GND）側にとりつけてあります。これを「プルダウン抵抗」といいます。スイッチを押すと５V、放すと０Vの状態になります。５V／０Vのスイッチなので、デジタル入力によって読み取ります。
以下は、タクトスイッチを押すと13番ピンのLEDが光るプログラムです。

void setup(){
  //12番ピンをデジタル入力に設定
  pinMode(12,INPUT);
  //13番ピンをデジタル出力に設定
  pinMode(13,OUTPUT);
}

void loop(){
　//デジタル入力（12番ピン）がHIGH（5V）なら
  if(digitalRead(12)==HIGH){
    //13番ピンをHIGH（5V）で出力
    digitalWrite(13,HIGH);
  }else{       //デジタル入力がLOW（0V）なら
    //13番ピンをLOW（0V）で出力
    digitalWrite(13,LOW);
  }
}

プルダウン抵抗／プルアップ抵抗：
もし、タクトスイッチから抵抗を通してGND端子へ線を接続していなければ、スイッチを押したときだけ５Vが出力されてデジタル入力の１２番ピンがHIGHとして読み取りますが、スイッチを押していない時は１２番ピンがどこにも接続されていない状態になってしまい、１２番ピンにおいて不安定な値が読み取られます。読み取り値が不安定な値にならないためにも、抵抗を通してGNDピンに接続しておく必要があります。そうすれば、スイッチを押していない時は、GNDピンから抵抗を通して０Vが出力され、１２番ピンはLOWとして読み取ることができます。つまり、スイッチを押したときの状態（５V出力）だけでなく、押していない時の状態（０V）もきちんと定義しなければならないということになります。
また、抵抗をプラス（５V）側に取付けて線を分岐させれば、「プルアップ抵抗」となります。プルアップにした場合は、押すと０V、放すと５Vになります。スイッチを押さない時の状態、押した時の状態の設定に応じて使い分けます。

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