2022.05.25 2023.03.01

【Arduino初級】ロボットの速度調整！analogWriteの使い方を解説！

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Arduino入門編で車輪型ロボットを作った人や、教材などで車輪型ロボットを持っているという人は、ぜひ、これから始まる初級編でスキルを磨いて、ロボットの改造を楽しんでいきましょう！

これまで、動く/止まるの動作の組み合わせしかできなかったのが、この記事を読むことで、速く動く/ゆっくり動く/おそ〜く動くなど、速さを調整することができるようになります！

機体の改造をしなくても、プログラミングのスキルが向上することで、その機体の性能を最大限に引き出すことができるようになります！

今回の記事で解説すること

ロボットの速度を調整できるanalogWriteの紹介
デジタルとアナログの違い
analogWriteを使ったロボットの速度調整が可能なプログラム

Contents

解説動画
analogWriteの紹介
デジタルとアナログの違い
analogWriteを使ったロボットの速度調整が可能なプログラム
まとめ: 【Arduino初級】ロボットの速度調整！analogWriteの使い方を解説！

解説動画

今回の記事はこちらの動画を解説したものです。

analogWriteの紹介

これまで主に使っていたdigitalWriteはHIGHとLOWの2パターンしか出力できませんでしたが、今回紹介するanalogWriteは、なんと、、、HIGHとLOWの間のパワーを出力することができるんです！
使い方は、下の図のように、digitalWriteにすごく似ています。
カッコの中に、ピン番号と、出力の強さ（パワー）を書くようになっています。
パワーの最大値は255で、この場合はdigitalWriteでHIGHを出力したのと同じ状態になります。また、最小値は0（ゼロ）で、この場合はdigitalWroteでLOWを出力したのと同じ状態になります。

デジタルとアナログの違い

せっかくdigital（デジタル）とanalog（アナログ）というキーワードがそろったので、それぞれについて、解説したいと思います！

まずはイメージしやすいように、下の図を作りましたので、それを見ながら、ものすごく簡単に表現すると、
デジタルはON/OFF、5V/0V、光る/消える、動く/止まるなどの2つの状態で表現できるもの、
アナログは強〜弱のような強さを自在に調整できるものと考えておけばArduinoで使い分けることができると思います！

※正確にはanalogWriteで出力される信号は、アナログ電圧ではなくPWM（Pulse Width Modulation）信号です。気になる人は、調べてみて下さい。

analogWriteを使ったロボットの速度調整が可能なプログラム

Arduinoと市販のパーツで作る車輪型ロボットNR-02を使って、移動速度を調整するプログラムを作ってみましょう！

やりたいこと

スタートボタンを押すと1秒後に動き始める
前進と後退を高速(255)、中速(160)、低速(80)の3パターンで繰り返す
動作の間に停止を入れる

回路の情報

スイッチは8番につながっている
左モータは6番(A)と9番(B)でコントロール
右モータは5番(A)と3番(B)でコントロール

ピン番号に要注意！！

実は、analogWriteは全てのピンで使えるわけではないんです。。。
下の図のように、番号の横に「〜」が付いているピンだけがanalogWriteを使うことができます！

ソースコード

ソースコード全文です。
行数は多いですが、同じ動作の繰り返しで、パワーの数値が違うだけなので、コピペを活用して簡単に作れます（＾＾）

1void setup() {
2  //ピンの出力(Output)or入力(Input)設定
3  pinMode(6, OUTPUT);  //左モータA
4  pinMode(9, OUTPUT);  //左モータB
5  pinMode(5, OUTPUT);  //右モータA
6  pinMode(3, OUTPUT);  //右モータB
7  pinMode(8, INPUT);  //スイッチ
8
9  //スタートボタンを押されるのを待つ
10  while(digitalRead(8)==0);
11  delay(1000);  //1秒待つ
12}
13
14void loop() {
15  //高速前進
16  analogWrite(6, 255);  //左A
17  analogWrite(9, 0);  //左B
18  analogWrite(5, 255);  //右A
19  analogWrite(3, 0);  //右B
20  delay(1000);
21
22  //ブレーキ
23  digitalWrite(6, LOW);  //左A
24  digitalWrite(9, LOW);  //左B
25  digitalWrite(5, LOW);  //右A
26  digitalWrite(3, LOW);  //右B
27  delay(1000);
28
29  //高速後退
30  analogWrite(6, 0);  //左A
31  analogWrite(9, 255);  //左B
32  analogWrite(5, 0);  //右A
33  analogWrite(3, 255);  //右B
34  delay(1000);
35
36  //ブレーキ
37  digitalWrite(6, LOW);  //左A
38  digitalWrite(9, LOW);  //左B
39  digitalWrite(5, LOW);  //右A
40  digitalWrite(3, LOW);  //右B
41  delay(1000);
42
43  //中速前進
44  analogWrite(6, 160);  //左A
45  analogWrite(9, 0);  //左B
46  analogWrite(5, 160);  //右A
47  analogWrite(3, 0);  //右B
48  delay(1000);
49
50  //ブレーキ
51  digitalWrite(6, LOW);  //左A
52  digitalWrite(9, LOW);  //左B
53  digitalWrite(5, LOW);  //右A
54  digitalWrite(3, LOW);  //右B
55  delay(1000);
56
57  //中速後退
58  analogWrite(6, 0);  //左A
59  analogWrite(9, 160);  //左B
60  analogWrite(5, 0);  //右A
61  analogWrite(3, 160);  //右B
62  delay(1000);
63
64  //ブレーキ
65  digitalWrite(6, LOW);  //左A
66  digitalWrite(9, LOW);  //左B
67  digitalWrite(5, LOW);  //右A
68  digitalWrite(3, LOW);  //右B
69  delay(1000);
70
71  //低速前進
72  analogWrite(6, 80);  //左A
73  analogWrite(9, 0);  //左B
74  analogWrite(5, 80);  //右A
75  analogWrite(3, 0);  //右B
76  delay(1000);
77
78  //ブレーキ
79  digitalWrite(6, LOW);  //左A
80  digitalWrite(9, LOW);  //左B
81  digitalWrite(5, LOW);  //右A
82  digitalWrite(3, LOW);  //右B
83  delay(1000);
84
85  //低速後退
86  analogWrite(6, 0);  //左A
87  analogWrite(9, 80);  //左B
88  analogWrite(5, 0);  //右A
89  analogWrite(3, 80);  //右B
90  delay(1000);
91
92  //ブレーキ
93  digitalWrite(6, LOW);  //左A
94  digitalWrite(9, LOW);  //左B
95  digitalWrite(5, LOW);  //右A
96  digitalWrite(3, LOW);  //右B
97  delay(1000);
98}