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イチからはじめるADK北海道支部勉強会発表資料
- 1. イチからはじめる ADK 日本Androidの会神戸支部 吉田 研一 第13回Android勉強会in札幌 今回は電子工作祭り! ２０１２年６月２日（土）
- 3. 自己紹介 • よしだけんいち（45歳） @dietposter • 奈良在住 • JAG神戸&神戸GTUGメンバー • ECCコンピュータ専門学校専任教員 • 奈良高専卒、高校教諭免許（理科）有り
- 4. 今回のセミナーの経緯 3/24（土） ABC 2012 SpringにてADK勉強会（東京） の展示の際に、まいむぞうさんがコンタクト 吉田はOSC愛媛に参加し、ABC 2012 Springの「ロボットサミット」のハング アウト中継を行っていた 後日、ADK勉強会（東京）MLにて北海道支部勉強 会でADKの話をしてくれないかと依頼あり ここで事情をはじめて知り吉田が喜んで手を挙げた 吉田は秋葉原で行われるADK勉強会と ハングアウトで自宅をつないでオンラ イン参加していた
- 5. 書籍（共著）の紹介 著者（五十音順） （横浜支部ロボ部） 岩田 直樹 杉浦 登(部長） 原田 明憲 （神戸支部） 高木 基成(支部長） 「Android ADK プログラミング 吉田 研一 ＆電子工作バイブル」
- 6. 書籍（共著）の内容 第1章 ADKの概要とハードウェアの制御(高木さん）p.13 第2章 ADK ボードを動かそう（杉浦さん:RT-ADKボード）p.51 第3章 Arduino UnoとUSBホストシールドで手軽にADK p.131 格安・簡単! LED, スイッチ, 光センサとのやりとりを行う 第4章 Androidで赤外線通信（岩田さん:Arduino）p.53 第5章 Androidで温度モニタリング（原田さん：PICマイコン）p.45 第6章 MicroBridgeの利用(岩田さん:Arduino）p.27 Appendix-1 ピンソケットのハンダ付け p.11 Arduinoの拡張基板「シールド」のハンダ付け方法を丁寧に解説 （384ページ中141ページ担当しました）
- 7. イベントの紹介(本日ですが) 横浜支部ロボ部 杉浦さん 原田さん PICマイコンを使ったADKキットのハンダ付け講習会 基板のみで500 円(税込) 部品込みで2,980 円(税込) ●株式会社テクノロードWEB SHOP http://techno-road.com/shop.html
- 8. 進行
- 9. アジェンダ （概論） ADKとは？その歴史 AndroidとのUSB接続 ADK, MicroBridge, USB Host API ADKでつなぐマイコンの選択 PIC, Arduino, mbed 開発手順とデバッグ、ログ
- 11. アジェンダ（コード概説） 外部インテント（Arduinoからのアプリ起動） Androidから見た入出力ストリーム Arduinoと電子部品のやりとり コマンドデータ／データプロトコルの留意点
- 12. 概論 ADKとは？
- 13. ADKとは？ ADKと記述した場合は、「Open Accessory Development Kit」のことを指します。 ADKのAは、AndroidではなくAccessoryの頭文字 です。Android2.3.4とAndroid3.1以降に追加され た周辺機器用のAPIを利用するためのソフトウェ アやドキュメント、Accessory Demo Kitと呼ばれ るハードウェアを合わせてADKと表現します。
- 14. ADKとは？~歴史1~ • 2011年5月 Google I/O (San Francisco) アールティ社が ADKボードを提供 ブリリアントサービス社 （大阪）がLED植物工場 を展示。LEDは共立電子 （大阪日本橋） https://sites.google.com/site/bsfarmbox/
- 15. ADKとは？~歴史2~ • 2011年11月 GDD Open Call (Tokyo) ADKを 用いた 作品の 展示 （12作品） 大和田さん（横浜支部長）「OpenCall における ADK の傾向」より
- 16. 2012年1月～2月 •日本Androidの会定例会でアールティ社のプレゼン •各支部などでADK関連の勉強会が行われる。 •福岡支部、神戸支部、名古屋つ部、東京で独自に ADKハッカソンなど。
- 17. 2012年3月 • 鳥人間@hisashinさんの世界最小ADK対応Arduino 「Harpy nano」販売 回路図も公開 つくばFabLabで作成 http://www.harpyhack.com/
- 18. 2012年4月（１） itogさん CEREVO DASHにADKガジェット 「FourBeat」出展 クラウド・ファ ウンディングに よる支援 興味をもたれた 方は支援を！ http://camp-fire.jp/projects/view/254
- 19. 2012年4月（２） 石田さんのQDen 広告提供型充電サービス が、 日経BP社 A3 2012にてアイデア部門優秀賞 給電クレードル・ クラウド連携 サービス ADK勉強会（東京）のLT大会”ADK BootCamp“資料
- 20. 2012年5月 • ソシム社「Android ADKプログラミング ＆電子工作バイブル」発刊 http://www.socym.co.jp/book/809 • 日経Linux 5月号 特集1 ここまでできる“未来”の部屋 Linuxで家電を自由に操る http://nkbp.jp/LKKH3C
- 21. でもイマイチ流行らない • Adnroidのバージョンに制限 • スマートフォン2.3.4以上 • タブレット3.1以上 • マイコンや電子工作の知識が必要…興味はあ るけどなかなか手を出しづらい。 • 今年のGoogle I/OにはADKのプログラムは無 い、らしい。…オワコンか
- 22. でもでも根強く続く技術 •Android開発には様々な文化の人が関わる •組込み屋さん 「Androidレイアウトの •Web屋さん スタンダードアプローチ」 •携帯アプリ屋さん 住友さん •業務アプリ屋さん http://slidesha.re/L547Ud •ADKは様々な文化へのアプローチとなる技術で はないか。様々なものをつなぐメタファーかな。 •あと、そろそろ4.0のAndroid携帯が増えそうな んで、基本が分かれば使える技術になるハズ！
- 23. モノwith サービス＝コト • 製品単体では受け入れられない時代が来ている • モノと同時に付随するサービスを体験すること で受け入れられ浸透していく時代だと感じる • モノとサービスが組み合わさりコト（事柄）と なってヒト（人）をつなぐように思ったり •ガジェットとスマートフォン－クラウドを結ぶ ADKはそういった「コト」をつくるアーキテク トになるかも？？ ↓参考ブログ 組込み技術とモバイル技術(2)-人と技術のマッシュアップ
- 25. AndroidとのUSB接続 • USB Accessory API（Androidが電源をもらう側） • AndroidがUSBデバイス（Type-Bコネクタ） • これがいわゆるADK • USB Host API（Androidが電源供給側） • AndroidがUSBホスト（Type-Aコネクタ）
- 26. USBアクセサリモード とUSBホストモード USBホスト USBデバイス アクセサリ 電力 Androidが従 モード マイコンや A B Android FPGAなど (ADK) データ転送 USBデバイス USBホスト ホスト 電力 マイコンや Androidが主 モード FPGAなど B A Android データ転送
- 28. ADK, MicroBridge, USB Host APIまとめ • ADK（ ver.2.3.4以上で対応機種のみ） • マイコンから自動的にアプリを起動 • MicroBridge（全機種対応） • ADB接続 デバッグモードにする必要あり • USB Host API (ver.3.1以上で対応機種のみ) • 全マイコン対応可能 ラッパライブラリを利 用すると使いやすい (FTDriver)
- 29. 概論 ADKでつなぐマイコン の選択
- 30. ADKでつなぐマイコン Arduino •プロトタイピング開発が容易(プログラミング言語 も簡単） •最新のIDEに対応していない（Yaoadkで解決） •USBホスト機能が必要 Arduino Uno+USB Arduino Harpy Nano ホストシールド Mega ADK
- 31. ADKでつなぐマイコン PIC •開発環境MPLAB, MPLAB X（C言語） •組込み開発らしいプログラミング •PIC24FマイコンはUSBホスト機能を内蔵し多機能でか つ簡便に実装できる（しかも低価格） •神戸支部、原子力部(NINJA)、横浜支部ロボ部など基板を作成 •ファームウェアの書き込みに（PICKit 3など）ライタ が必要 PIC ADK mini Yokorobo RT ADK mini Board 01-PIC24F
- 32. ADKでつなぐマイコン mbed •CPUはARM Cortex-M3など •開発環境はクラウド上にあり、ブラウザでプログ ラミングする。 •ユーザ同士で公開されたライブラリやアプリ ケーションを流用できる •組込み界のソーシャルコーディング！？ •WebSocketを簡単にコーディングできたりする 実はまだ触っていませ ん。是非チャレンジした いと思っています。 mbed NXP LPC1768
- 33. Arduino, PIC, mbed まとめ •Arduino 携帯アプリ屋さん、業務アプリ屋さん向け？ •入手しやすい。情報が多くノウハウも多い。 •企業でのプロトタイピング開発も増加 •組込み関連のノウハウが無い時のコスト（=投資コ スト・教育コスト・時間）圧縮にも向く •PIC 組込み屋さん向け？ •Cによるコーディングにある程度慣れている、なお かつマイコンをある程度触っている人は、様々なこ とが比較的容易にできる •mbed Web屋さん向け？ •個人利用としてはイチ押し(まだ触ってないけど) •神戸支部でもNXPの中の人を呼ぶ予定もあり(未定）
- 34. 概論 開発手順とデバッグ、ログ
- 35. 開発手順① ①Arduinoファームウェアの開発 USBケーブルでArduinoスケッチ をアップロード
- 36. 開発手順② ②Androidアプリの開発 adb 接続 USBケーブルでapkを転送 adb接続でデバッグ＆logcat
- 37. 開発手順③ シリアルモニタ adb接続が できない！ ③ADK接続＆実行
- 38. 開発手順④ シリアルモニタ Wi-Fiによる adb接続 Wi-Fiデバッグ ADK接続＆実行
- 39. WiｰFiデバッグ中 シリアルモニタ ADK接続 ＆実行
- 40. Wi-Fiによる adb接続手順（１） 《前提》 PCとAndroid端末は同一のWi-Fi LAN上 にあること。 （１）まずはじめにPCとAndroid端末をUSBケーブ ルでつないでおいて、コマンドプロンプトより以 下の２つのコマンドを投入する Android端末の >adb tcpip 5555 IPアドレス restarting TCP mode port:5555 >adb connect 192.168.1.101:5555 connected to 192.168.1.101:5555
- 41. Wi-Fiによる adb接続手順（２） （２）Android端末からUSBケーブルを外して、 adb logcatコマンドを打ってみる > adb logcat … logcatが表示されます！ •ちなみにadb logcatコマンドを投入しなくても EclipseのLogcatビューでlogcat出力が始まりま す。 •DDMSも使え、ASM(Android Screen Monitor)も USBケーブル無しで表示されます。非常に便 利！！ADKに関係なく使ってみて下さい。
- 42. Wi-Fiデバッグの注意点 シリアルモニタ ADK接続を行うと 必ずWi-Fiデバッグ が切断される！ >adb connect 192.168.1.101:5555 でWi-Fiデバッグが再接続します
- 43. wifi logcat •Wi-FiデバッグはAndroid 3.1以上か4.0以上しか 使えません。 •Android 2.3.4の場合は、tomorrowkeyさんの 「wifi logcat」が使えます（ただしlogcatだけ）。 ブラウザからlogcatを見る（アップデートしました）
- 44. まとめ • Android 3.1以上か4.0以上ならWi-Fiデバッグ • ADKに関係なくおススメ • Android 2.3.4ならwifi logcat • Arduino側は、シリアルモニタを使いprintデバッ グが可能 • スケッチ内にSerial.println()を入れる
- 45. イチからつくってみる
- 46. 前準備（１） OSPN記事(ブレッドボード実体配線図ほか全体の説 明) http://www.ospn.jp/press/20120404no22-2-useit- oss.html ソースコードをダウンロードしておく https://github.com/yoshidaken1/GettingStartedADK Yaoadkライブラリをダウンロードしておく Yet another open accessory development kit （ADK/MicroBridgeのためのArduinoライブラリ集）
- 47. Google放置Play… •GoogleのADKサンプルソース「Demokit」はArduino IDE 0022対応のまま •Arduinoの開発環境は Arduino 1.0となり正式リリー スしたためライブラリが大きく変更 •そのままGoogleのADKサンプルを使うと動かない https://dl-ssl.google.com/android/adk/adk_release_0512.zip これもまたオワコン要因のひとつ（汗）
- 48. Arduino 1.0対応 ADKライブラリ作りました Android ADK勉強会（東京）メンバーと 協力して公開(Apache License v.2) github初心者でもZIPを ダウンロードするだけ! https://github.com/ADKstudyGroupTokyo/Yaoadk
- 49. 前準備（２） 部品を通販で購入 秋月電子通商 【URL】 http://akizukidenshi.com/
- 50. なぜこの電子部品？ • オライリーさんの書籍「Arduinoを はじめよう」で扱われるパーツに 絞りました。 • 同書はデジタル入出力・アナログ 入出力などが初心者にわかりやす く説明されてます。 • スイッチサイエンスでは必要なパ ーツだけをそろえた「Arduinoをは じめようキット」が販売されてい ます。
- 51. 大まかな手順 1. ブレッドボード上にパーツを配置する 2. Arduino 1.0でスケッチを作成し、Arduino Uno + USBホストシールドにアップロード 3. Arduino Uno + USBホストシールドにAndroidを接続 し外部インテントが起動するかダイアログを確認 4. Androidプロジェクトを作成,Androidにアップロード 5. Arduino Uno + USBホストシールドとAndroidを接続 し、動作確認
- 52. 1.ブレッドボード上に 部品を配置 ① ② 【ブレッドボード上の接続】 ①黄色のジャンパーワイヤをa2と（＋）へ A0へ ④ ③ ②光センサ（ CdS セル）をe2とe4 へ ③抵抗10kΩをc4とc8へ ⑤ ⑥ ④オレンジのジャンパーワイヤをa8と（－）へ ⑤黄色のジャンパーワイヤをa9と（＋）へ ⑥タクトスイッチをe9, e11, f9, f11 へ D4へ ⑧ ⑦ ⑦抵抗10kΩをc11とc15へ ⑧オレンジのジャンパーワイヤをa15と（－）へ ⑩ ⑨オレンジのジャンパーワイヤをa16と（－）へ ⑩青色LEDの短い足（カソード）をe16へ ⑨ ⑪ ⑪青色LEDの長い足（アノード）をe18へ ⑫ ⑫抵抗1kΩをc18とc22へ D3へ ⑬オレンジのジャンパーワイヤをa23と（－）へ ⑭ ⑭赤色LEDの短い足（カソード）をe23へ ⑮赤色LEDの長い足（アノード）をe25へ ⑬ ⑮ ⑯抵抗1kΩをc25とc29へ D2へ ⑯
- 53. Arudinoと配線 ① 緑色のジャンパーコードをa4と USBホストシールドのA0番へ ② 緑色のジャンパーコードをa11 とUSBホストシールドの4番へ ③ 黄色いジャンパーコードをa22 とUSBホストシールドの3番へ ④ 黄色いジャンパーコードをa29 とUSBホストシールドの2番へ ⑤ 黒いジャンパーコードを（－） とUSBホストシールドのGND ピンへ ⑥ 赤いジャンパーコードを（＋） とUSBホストシールドの+5Vピ ンへ ブレッドボードとジャンパーワイヤーの配線はやり直しが できるので、プロトタイピングには最適！ でも、そのまま置いておくと抜けてしまったり、たまに使 うときに配線をし直したり…。面倒でもある。
- 54. ハンダ付けしてもヨシ ユニバーサル基板（ブレッド ボード配線パターンタイプ） （秋月電子:P-04303） 80円 ブレッドボード用ワイヤ / SHW-S0.65mm-7 （共立エレショップ: A1T141） 605円 あと、アルトイズの ミント缶 （楽天で 400円ほど）があれば
- 55. どこでもフィジカル・ コンピューティング 原稿書いてる最中には常に持ち歩いていました これで あなたも Maker気分 ADKの動作リファレンスにひとつ作っておくと便利です
- 56. 2.スケッチを作成し Arduinoにアップロード https://github.com/yoshidaken1/GettingStartedADK/blob/ma ster/firm_Arduino0100/AdkDaio/AdkDaio.ino
- 57. 3.ArduinoとAndroidを接続し外部 インテントが起動するか確認 ADK用Androidアプリを 自動起動しようとするが 見つからないとの ダイアログが表示される ADKの接続確認と機種対応の確認
- 58. 4.Androidプロジェクトの作成 Androidプロジェクトを作成しAndroidにアップ ロードするまでの作成手順は以下の通り 4.1 AndroidManifest.xmlに要素を追加 4.2 res/xml/accessory_filter.xmlの作成 4.3 res/layout/main.xmlで画面レイアウト作成 4.4 javaプログラムを作成 https://github.com/yoshidaken1/GettingStartedADK /tree/master/AdkDaioProj
- 59. 5.ArduinoとAndroidを 接続し動作確認 ADK用Androidアプリを自動 起動してもいいか確認する ダイアログが表示される ADK接続＆実行
- 61. Arduinoスケッチ
- 62. Androidソース res/xml/accessory_filter.xml 3つの文字列が一致していれ ば、外部インテントを受け取り アプリが起動する。
- 63. Androidプロジェクトは Google APIs 2.3.3 ターゲット名は「Google APIs」 プラットフォームは「2.3.3」APIレベル10
- 64. AndroidManifest.xmlに 使用ライブラリを指定 Google API 2.3.3に含まれるUSB アクセサリのライブラリを指定 USBアクセサリ接続が行われるとaccessory_filter.xml 起動するか否かフィルター設定を参照するよう指定
- 66. コード概説 Androidから見た入出力 ストリーム
- 67. 出力ストリーム （Android→Arduino） イベントリスナー からプライベート なメソッド sendCommand()が 呼び出されると… FileOutputStream クラスのwriteメ ソッドでArduinoに データを出力する
- 69. 入力ストリーム （Android←Arduino） スレッドを用い、 run()メソッド内で FileIntputStream クラスのreadメソ ッドでArduinoか らのデータを入力 受信したデータは Messageクラスの インスタンスとし てハンドラで表示 処理
- 70. AdkDaioProjActivity.java Arduinoからの入力があるときだけスレッドが必要 （出力だけなら不要） あらかじめ大きめのバイト配列buffer[]を用意しておき、 read()で入力ストリームから入力する
- 71. AdkDaioProjActivity.java run()メソッド内でUI処理ができないため、Messageクラス のインスタンスをwhat識別子つきでハンドラへ送信
- 74. 基本的な入出力 汎用入出力(GPIO) Arduinoの関数 RT-ADK&RT-SDK その他代表的なパー のパーツ ツ デジタル出力 リレー LED（単色） digitalWrite() デジタルピンのOUT アナログ出力 RGB LED、サー DCモータ デジタルピンのPWM出力 analogWrite() ボモータ デジタル入力 タクトスイッチ 磁気センサ、モーシ デジタルピンのIN digitalRead() ョンセンサ アナログ入力 温度センサ、照度 加速度センサ、距離 アナログ入力ピン analogRead() センサ、タッチセ センサ ンサ ４つの基本パターンができると色んな 電子部品を制御できるようになります。
- 75. デジタル出力 （Arduino→電子部品） digitalWrite(ピン番号, HIGHかLOWの値) HIGH:5V(LEDオン）LOW:0V（LEDオフ）
- 77. Arduinoスケッチ loop( )ブロック内 Androidからread
- 78. デジタル入力 （Arduino←電子部品） digitalRead(ピン番号) 戻り値はHIGHまたはLOWとなります。
- 79. Arduinoスケッチ loop( )ブロック内 Androidへwrite
- 80. アナログ入力 （Arduino←電子部品） analogRead(ピン番号) 0V～5Vを1024段階（10ビット）に分けて入力
- 81. Arduinoスケッチ loop( )ブロック内 Androidへwrite 10ビットのデータを2バイトに分けて バイト配列に格納し送信する必要がある
- 82. 完成です
- 84. Javaはunsignedが無い •C言語でいう所の unsigned char（8ビット符号 なし整数）が無い。 •unsignedは符号なし整数型の修飾子 •これが結構、始末が悪い（私見ですけど…。 苦々しく思っている組込み屋さんも少なくな いと思う、多分。）
- 86. AdkDaioProjActivity.java byte型の値をintの変数に代入する場合 0xFFと論理和を取って8ビットの値を取り出 す。 でもど～して8ビット(=1バイト）ごとに分けて 送る必要があるの？？
- 87. Socket通信は バイトストリーム • ネットワークバイトオーダー • 機種ごとのエンディアンの違いを吸収す るため1バイトづつ配列に並べてストリ ームとする • Arduinoはリトルエンディアン • Android端末はビッグエンディアン Wokashi:[arduino][android]ADKでfloat型のデータを扱う
- 88. ByteBufferクラス • byte[] バイト配列よりもByteBufferクラス の方が効率よくストリームを利用できる、 らしい。 • StringとStringBuffer的な存在？ [arduino][android][adk]構造体を送る ADK使ってAndroid端末側に構造体で データを送りつける。
- 89. Java(Android)と Arduinoのデータ型 データ型 Java Arduino byte 1byte 1byte int 4byte 2byte long 8byte 4byte float 4byte 4byte double 8byte 4byte ArduinoはAtmel社のAVRマイコンの データ型の”sizeof”を アーキテクチャに依存する 意識する場面がある
- 90. という訳で何か出来たら 一緒に展示しましょう！！ 2012年3月OSC愛媛とABC 2012 2012年5月オープンセミナー2012岡山とOSC名古屋 ハングアウトでつないで講演・展示しました。 北海道と神戸で展示会場をハングアウトでつないだり 都合が合えば是非お願いします(^-^)／