20130119 adkハンズオン発表資料

配布物の確認をお願いします

○ ブレッドボード ○ 配線材
○ LED (赤色) ●
緑（長）× 1
○ タクトスイッチ ●
緑（長）× 2
○ 抵抗器 1kΩ × 1 ●
赤×2
○ 抵抗器 10kΩ × 2 ●
黒×2
○ Cds
○ サーミスタ

作業中でも、線材や部品の不足に気づいたら、
声をかけて下さい

01.19, 2013 Copyright C-LIS CO., LTD. 2011
2

2013/01/19

ADKハンズオン 2013

自己紹介 – 有山圭二

○ 有限会社シーリスの代表
○ 普段はAndroidのアプリ開発とかしています
●
たまにコントリビュートもしてるよ
○ 電子工作の経験は、約２ヶ月

4

今回は、

「発表ドリブン学習」です

5

発表ドリブン学習とは？

勉強会等での発表が決まってから、

ようやくその技術の勉強を本格的に始めること。

6

資料が出来上がったのは、午前３時頃でした

7

ADK(Accessory Development Kit) とは

○ Android端末にアクセサリを接続する規格AOA(Android Open
Accessory)に準拠したデバイスや、対応アプリケーションを実
装する開発キット
○ 2011年５月、Google I/Oで発表 (ADK 2011)
○ Android端末とアクセサリはUSBで接続。Android側ではアク
セサリの認識と対応アプリケーションの立ち上げまでを担当
○ Android端末とアクセサリの通信は、byte列の送受信で行う

8

ADK 2011の概要

○ オープンソースハードウェア”Arduino”に、Android端末
を接続する「USBホスト機能」を付加したもの。
○ Androidとの通信をハンドリングするライブラリが配布さ
れている。

9

Arduino とは

○ Arduino(アルドゥイーノ)は、AVRマイコン、入出力ポー
トを備えた基板、C言語風のArduino言語とそれの統合開
発環境から構成されるシステム。 (Wikipediaより)
○ USB接続経由でプログラムの書き込みが出来る

10

“Arduino IDE”の取得とインストール

http://arduino.cc/en/Main/Software
11

シリアルドライバのインストール (Mac OS)

http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm
12

Arduino IDE の起動

13

はじめてのスケッチ

#define PIN_LED 13

void setup() {
pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
}

adk-handson/led
14

Verify

15

Arduino へ書き込み

16

Arduino MEGA ADK

PCへ接続
+ 給電

Android端末へ

17

ArduinoをPCに接続

18

Arduinoを接続したポートを選択

19

Arduinoの種類を選択

20

書き込み

21

動作の確認方法は？

22

LED

短い方がGND

23

LEDを挿す

短い方がGND

24

LEDを点滅

#define PIN_LED 13

void setup() {
}

void loop() {
delay(1000);
digitalWrite(PIN_LED, LOW);
delay(1000);
}

adk-handson/blink_led
25

26

何を作っていたのか

27

電子回路

28

LEDが壊れるかも

29

抵抗を入れる

30

どこに？

31

Arduino上には、ほとんど部品が置けない

32

回路は外に作る

33

ブレッドボード

34

ブレッドボード (配線)

35

ブレッドボードに配線

36


37


13番ピンへ

GNDへ

38

LEDをゆっくりと点滅

#define PIN_LED 13

void setup() {
}

int light = 0;
int p = 1;

void loop() {
light += p;
if (light == 0 || light == 255) {
p *= -1;
}
delay(10);
analogWrite(PIN_LED, light);
} adk-handson/illuminate_led
39

オシロスコープで観察

40

Width
PWM (Pulse Wave Modulation)

41

スイッチ - タクトスイッチ

42

スイッチでLEDをON/OFFする

43

SWTCH ILLUMINATE LED

#define PIN_LED 13
#define PIN_SWITCH 8

#define ON 1

void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(PIN_SWITCH, INPUT);
}

boolean on = false;
int prevState = 0;
int light = 0;
int p = 1;

adk-handson/switch_illuminate_led
44

void loop() {
int state = digitalRead(PIN_SWITCH);
if (state == ON && state != prevState) {
on = !on;
light = 0;
p = 1;
Serial.println("State change.");
}
prevState = state;

if (on == true) {
light += p;
if (light == 0 || light == 255) {
p *= -1;
}
delay(10);
}
}

adk-handson/switch_illuminate_led
45

上手く動かない場合 - シリアルモニタ

void setup() {
pinMode(PIN_SWITCH, INPUT);
}

void loop() {
int state = digitalRead(PIN_SWITCH);
if (state == ON && state != prevState) {
on = !on;
light = 0;
p = 1;
Serial.println("State change.");
}

// 省略

46

シリアルモニタの表示

47

シリアルモニタ

48

Cds - 光伝導体素子

49

明るさに応じてLEDをON/OFFする

50

暗くなると光るLED

#define PIN_LED 13
#define PIN_CDS A0

#define ON 1
#define LIGHT_THRESHOLD 700

void setup() {
pinMode(PIN_CDS, INPUT);
}

boolean on = false;
int prevState = 0;
int light = 0;
int p = 1;
adk-handson/cds_illuminate_led
51

void loop() {
int state = analogRead(PIN_CDS);
Serial.println(state);
if (state > LIGHT_THRESHOLD && on
|| state < LIGHT_THRESHOLD && !on) {
on = !on;
light = 0;
p = 1;
}
if (on) {
light += p;
if (light == 0 || light == 255) {
p *= -1;
}
delay(10);
}
}


52

ADK 編

53

54

ADK 2011パッケージのダウンロード

https://dl-ssl.google.com/android/adk/adk_release_20120606.zip

55
http://developer.android.com/tools/adk/adk.html

ADK 2011ライブラリをコピー

arduino_libs以下を、Documents/Arduino/libraries にコピー

56

Arduino スケッチ - ADKへの対応

#include <usb.h>
#include <AndroidAccessory.h>

#define PIN_LED 13

AndroidAccessory acc("C-LIS CO., LTD.",
"ADK Test",
"This is an ADK test.",
"1.0.0",
"http://www.c-lis.co.jp",
"1234567890");
void setup() {
acc.powerOn();
}

void loop() {
if (acc.isConnected()) {
} else {
}
}

adk-handson/adk_led
57

Android端末との接続

58

Androidプロジェクトの作成

59

usb.jarをbuild pathに追加

[SDKをインストールしたディレクトリ]/add-ons/addon-google_apis-google-10/libs 60

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="jp.co.c_lis.adktest"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0" >

<uses-sdk
android:minSdkVersion="10"
android:targetSdkVersion="17" />

<application
android:allowBackup="true"
android:icon="@drawable/ic_launcher"
android:label="@string/app_name"
android:launchMode="singleInstance"
android:theme="@style/AppTheme" >
<uses-library android:name="com.android.future.usb.accessory" />

<activity
android:name="jp.co.c_lis.adktest.MainActivity"
android:label="@string/app_name" >
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />

<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
<intent-filter>
<action android:name="android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_ATTACHED" />
</intent-filter>

<meta-data
android:name="android.hardware.usb.action.USB_ACCESSORY_ATTACHED"
android:resource="@xml/accessory_filter" />
</activity>
</application>

</manifest>

AndroidManifest.xml
61

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<usb-accessory manufacturer="C-LIS CO., LTD." model="ADK Test" version="1.0.0" />
</resources>

res/xml/accessory_filter.xml

62

Android端末との接続

63

AndroidからArduinoの接続を処理する

64

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
tools:context=".MainActivity" >

<ToggleButton
android:id="@+id/toggle_led"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_centerHorizontal="true"
android:layout_centerVertical="true"
android:textOff="LED OFF"
android:textOn="LED ON" />

</RelativeLayout>

res/layout/activity_main.xml

65

import com.android.future.usb.UsbAccessory;
import com.android.future.usb.UsbManager;
// 以下、import 省略

public class MainActivity extends Activity {
private static final String LOG_TAG = "AdkTest";

private static final String ACTION_USB_PERMISSION = "jp.co.c_lis.adktest.action.USB_PERMISSION";

private UsbManager mUsbManager = null;
private PendingIntent mPermissionIntent = null;
private boolean mPermissionRequestPending = false;

private UsbAccessory mAccessory = null;

private ToggleButton mLed = null;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

mLed = (ToggleButton) findViewById(R.id.toggle_led);

mUsbManager = UsbManager.getInstance(this);
mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(
ACTION_USB_PERMISSION), 0);
IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_ACCESSORY_DETACHED);
registerReceiver(mUsbReceiver, filter);

// 現在は非推奨。Fragment#setRetainInstance(boolean)を使う
Object obj = getLastNonConfigurationInstance();
if (obj != null) {
mAccessory = (UsbAccessory) obj;
openAccessory(mAccessory);
}
}
MainActivity.java
66

private final BroadcastReceiver mUsbReceiver = new BroadcastReceiver() {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
synchronized (this) {
UsbAccessory accessory = UsbManager.getAccessory(intent);
if (intent.getBooleanExtra(
UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
openAccessory(accessory);
} else {
Log.d(LOG_TAG, "permission denied for accessory "
+ accessory);
}
mPermissionRequestPending = false;
}
} else if (UsbManager.ACTION_USB_ACCESSORY_DETACHED.equals(action)) {
UsbAccessory accessory = UsbManager.getAccessory(intent);
if (accessory != null && accessory.equals(mAccessory)) {
closeAccessory();
}
}
}
};

MainActivity.java
67

@Override
public void onResume() {
super.onResume();

if (mInputStream != null && mOutputStream != null) {
return;
}

UsbAccessory[] accessories = mUsbManager.getAccessoryList();
UsbAccessory accessory = (accessories == null ? null : accessories[0]);
if (accessory != null) {
if (mUsbManager.hasPermission(accessory)) {
openAccessory(accessory);
} else {
synchronized (mUsbReceiver) {
if (!mPermissionRequestPending) {
mUsbManager.requestPermission(accessory, mPermissionIntent);
mPermissionRequestPending = true;
}
}
}
} else {
Log.d(LOG_TAG, "mAccessory is null");
}
}

MainActivity.java
68

private ParcelFileDescriptor mFileDescriptor = null;
private FileInputStream mInputStream = null;
private FileOutputStream mOutputStream = null;

private void openAccessory(UsbAccessory accessory) {
mFileDescriptor = mUsbManager.openAccessory(accessory);
if (mFileDescriptor != null) {
mAccessory = accessory;
FileDescriptor fd = mFileDescriptor.getFileDescriptor();
mInputStream = new FileInputStream(fd);
mOutputStream = new FileOutputStream(fd);
Log.d(LOG_TAG, "accessory opened");
enableControls(true);
} else {
Log.d(LOG_TAG, "accessory open fail");
}
}

private void closeAccessory() {
enableControls(false);

try {
mFileDescriptor.close();
}
} catch (IOException e) {
} finally {
mFileDescriptor = null;
mAccessory = null;
}
Log.d(LOG_TAG, "accessory closed");
}

MainActivity.java
69

@Override
public void onPause() {
super.onPause();
closeAccessory();
}

@Override
public void onDestroy() {
unregisterReceiver(mUsbReceiver);
super.onDestroy();
}

MainActivity.java
70

protected void enableControls(boolean enable) {
mLed.setEnabled(enable);
}

MainActivity.java

71

72

AndroidからArduinoを操作
（データを送信）

73

public class MainActivity extends Activity implements OnCheckedChangeListener {

// 省略

@Override

mLed.setOnCheckedChangeListener(this);

// 省略
}

private void setLed(boolean on) {
try {
mOutputStream.write(on ? 0x1 : 0x0);
mOutputStream.flush();
Log.e(LOG_TAG, "IOException", e);
}
}

@Override
public void onCheckedChanged(CompoundButton buttonView, boolean isChecked) {
switch (buttonView.getId()) {
case R.id.toggle_led:
setLed(isChecked);
break;
}
}
}

MainActivity.java
74

Arduino - Android端末からの情報を受信

void loop() {
byte receive_msg[1];

int len = acc.read(receive_msg, sizeof(receive_msg), 1);
if (len > 0) {
if(receive_msg[0] == 1) {
} else {
}
}
}
}

adk-handson/adk_led
75

ArduinoからAndroidにデータ送信
（データの受信）

76

ADK CDS ILLUMINATE LED

#include <Usb.h>
#include <AndroidAccessory.h>

#define PIN_LED 13
#define PIN_CDS A0

#define ON 1
#define LIGHT_THRESHOLD 700

AndroidAccessory acc("C-LIS CO., LTD.",
"ADK Test",
"This is an ADK test?",
"1.0.0",
"http://www.c-lis.co.jp",
"1234567890");

void setup() {
pinMode(PIN_CDS, INPUT);
acc.powerOn();
}

77

boolean init_flg = false;
boolean on = false;
int light = 0;
int p = 1;

void loop() {
int state = analogRead(PIN_CDS);
if (!init_flg) {
analogWrite(PIN_LED, LOW);
init_flg = true;
}
byte receive_msg[1];
byte send_msg[1];
send_msg[0] = state / 4;
acc.write(send_msg, sizeof(send_msg));

int len = acc.read(receive_msg, sizeof(receive_msg), 1);
if (len > 0) {
if(receive_msg[0] == 1) {
analogWrite(PIN_LED, 255);
} else {
analogWrite(PIN_LED, 0);
}
}
} else {
init_flg = false;
// 以下、cds_illuminate_led の重複
}
}

adk-handson/adk_cds_illuminate_led
78

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
tools:context=".MainActivity" >

<ToggleButton
android:id="@+id/toggle_led"
android:layout_centerHorizontal="true"
android:layout_centerVertical="true"
android:textOff="LED OFF"
android:textOn="LED ON" />

<TextView
android:id="@+id/tv_label"
android:layout_above="@id/toggle_led"
android:layout_centerHorizontal="true" />

</RelativeLayout>

res/layout/activity_main.xml
79

public class MainActivity extends Activity implements OnCheckedChangeListener {

// 省略

private ToggleButton mLed = null;
private TextView mLabel = null;

@Override

mLed.setEnabled(false);
mLed.setOnCheckedChangeListener(this);

mLabel = (TextView) findViewById(R.id.tv_label);

// 省略
}

MainActivity.java
80

private ParcelFileDescriptor mFileDescriptor;
private FileInputStream mInputStream;
private FileOutputStream mOutputStream;

private void openAccessory(UsbAccessory accessory) {
mFileDescriptor = mUsbManager.openAccessory(accessory);
mAccessory = accessory;
FileDescriptor fd = mFileDescriptor.getFileDescriptor();
mInputStream = new FileInputStream(fd);
mOutputStream = new FileOutputStream(fd);
Thread thread = new Thread(mDataReceiveRunnable);
thread.start();
Log.d(LOG_TAG, "accessory opened");
enableControls(true);
} else {
Log.d(LOG_TAG, "accessory open fail");
}
}

private void closeAccessory() {
enableControls(false);

try {
mFileDescriptor.close();
}
} finally {
mInputStream = null;
mOutputStream = null;
mFileDescriptor = null;
mAccessory = null;
}
Log.d(LOG_TAG, "accessory closed");
}
MainActivity.java
81

private int mCdsValue = 0;

private final Runnable mDataReceiveRunnable = new Runnable() {
public void run() {
int len = 0;
byte[] buff = new byte[1];

try {
while (len >= 0) {
len = mInputStream.read(buff);
mCdsValue = ((int) buff[0] & 0xff);
mHandler.sendEmptyMessage(HANDLE_RECEIVE_MESSAGE);

synchronized (this) {
try {
wait(1000 / 8);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
Log.e(LOG_TAG, "IOException", e);
}
}
};

private static final int HANDLE_RECEIVE_MESSAGE = 0x01;
private final Handler mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case HANDLE_RECEIVE_MESSAGE:
mLabel.setText("明るさ: " + mCdsValue);
break;
}
}
};
MainActivity.java
82

83

ADK開発の取り扱い

○ ハードウエアの設計・組み立て
○ Arduino ←→ Android データ通信プロトコル設計
○ Arduinoスケッチの実装
○ Androidアプリの実装

84

参考書籍

Arduinoをはじめよう
今回のハンズオンのArduino編は、ほ
とんどこの書籍をなぞったもの。

後半がArduino言語のリファレンスに
なっているので、中級者以降にもお薦
め。

ADKの話題は無し。

http://www.amazon.co.jp/Arduino%E3%82%92%E3%81%AF%E3%81%98%E3%82%81%E3%82%88%
E3%81%86-Make-PROJECTS-Massimo-Banzi/dp/4873113989

85

参考書籍

Android ADK 組込みプログラミング
完全ガイド

深く知りたいならこの一冊。432pの
ボリュームで、基礎から丁寧に解説。

http://www.amazon.co.jp/Android-%E7%B5%84%E8%BE%BC%E3%81%BF%E3%83%97%E3%
83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E5%AE%8C%E5%85%A8%E3%
82%AC%E3%82%A4%E3%83%89-Smart-Mobile-Developer/dp/4798125938
86

質疑応答

本資料は、有限会社シーリスの著作物であり、
クリエイティブコモンズの表示-非営利-継承 3.0 Unported ライセンスの元で公開しています。

本資料の内容の一部は、Googleが作成、提供しているコンテンツを複製したもので、
クリエイティブコモンズの表示 2.5 ライセンスに記載の条件に従って使用しています。

87

ご清聴ありがとうございました。

Arduinoスケッチ+Androidアプリのソースコードは、下記で配布しています

https://github.com/keiji/adk-handson

88

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