Hardware

Introduction

Concept

　既存のコンピュータの機能上の制約を超え、日常生活環境に沿った人（身体）とコンピュータとの新しいインタラクションを探る、そうすることで身の回りの世界に新しい広がりが生まれるのではないか。 フィジカル・コンピューティングはこのような考えのもと、ニューヨーク大学 Dan O'Sullivan 教授により提案(※1)されました。

　フィジカル・コンピューティングの思想に沿ったインタフェースの開発を行う場合、ソフトウェアのみならずハードウェア、意匠デザインなどの幅広い要素を含めて考える必要があります。 つまり、それぞれの分野で一定のスキルが必要となるため、人とコンピュータとのインタラクションについて深く議論することは容易ではありませんでした。

　このような背景から、これまでフィジカル・コンピューティングのツールキットとして「GAINER」「FUNNEL」「Arduino」などが開発、提供されました。 これらはコンピュータの入出力機能を外部に拡張する小規模なコンピュータであり、エンジニア以外にもわかりやすいように説明や開発環境が工夫されています。 モジュール化された入出力機能とその扱いやすさから、フィジカル・コンピューティングを考えるためのツールとして、現在、多くのアーティスト、デザイナ、エンジニアの間で広く普及し、その相互連携に貢献しています。

　しかし現在、我々の日常生活環境における “コンピュータ” という存在は、これまでの「デスクトップ型」や「ノートブック型」の端末ではなく「スマートフォン型」や「タブレット型」の端末へと移行しているのではないでしょうか。

　このような考えから、弊社ではスマートフォンやタブレットで利用可能かつ、これらの開発環境で扱うことが可能なツールキットとして “konashi” の開発をおこないました。

(※1) Tom I. and Dan O., Physical Computing: Sensing and Controlling the Physical World with Computers, Thomson, (May, 2004).

Architecture

　konashiはiPhoneアプリから簡単にコントロールできるようになっています。

　独自にkonashiと同じような、無線接続で簡単にコントロールできるものを実現するためには、

• Bluetooh Low Energy(以下BLE) のしくみの理解
• BLEモジュールを搭載したMPUの調達とBLEの通信を含めたプログラミング
• 上記MPUとBLEで通信するiPhoneアプリの開発

を行う必要があります。また、iPhoneアプリでBLEを扱うためには、CoreBluetoothAPIのハンドリングやMPUとの複雑なデータのやり取りが必要となってきます。

そのため、konashiでは、

• konashi独自のBLEのServiceやCharacteristicsの開発
• BLEモジュール+MPUのプログラミング
• iPhoneでのCoreBluetoothAPIのハンドリングを konashi-ios-sdk でラッピング

を行なっているので、konashiとiPhoneアプリの通信のハンドリングを意識することやMPUのプログラミングをせずに、iPhoneアプリからkonashiを簡単にコントロールすることができるようになっています。

また、konashiを操作するためのAPIもシンプルなものがほとんどです。たとえば、konashiのデジタルポートPIO0の出力をHIGHにするには以下のコードだけで完結します。

[Konashi digitalWrite:PIO0 value:HIGH];

mKonashiManager.digitalWrite(Konashi.PIO0, Konashi.HIGH);

このコードにより、iPhoneアプリからkonashiに対して「PIO0の出力をHIGHに」という命令が送られ、konashiに内蔵されているMPUがそれを解釈しPIO0の出力をHIGHにするようになっています。 　

Versions

2013年1月の konashi の発売以降、konashi 同様にふるまう konashi 互換ハードウェアが複数登場しています。ここではそれらを紹介し、特徴を示します。

詳しいハードウェアのドキュメントはこちらをご覧ください。

Specifications

Supported devices

Appearance

konashi 2.0

konashi 3.0

Schematic

konashi2.0

konashi3.0

Core functions

Digital

konashiには、8つのデジタルI/Oピンが搭載されています。 デジタルI/Oピンでは、HighとLowの2つの状態を入力/出力することができます。

konashiの場合、デジタルI/Oの基準電圧は3Vですので、3Vまたは0Vの電圧を入力/出力することができます。

なお、初期状態ではすべてのデジタルI/Oは 入力 として設定されています。

デジタルI/Oピンを入力に設定した場合、pinMode, pinModeAll 関数で内部プルアップを設定することも可能です。

pinModeAll, digitalReadAll での戻り値や、pinPullupAll, digitalWriteAll での引数は、PIO0〜PIO7を8bit(1byte)として表現しています。どのビットがどのピン番号に対応しているかを以下に示します。

PIO0が0bit目(LSB)に、PIO7が7bit目(MSB)です。

また、それぞれのビットの0/1がなにを表現するかはそれぞれの関数によって異なります。

例えば、PIO0(S1)を入力に、それ以外のPIOを出力に pinModeAll で設定する場合、入力=0、出力=1なので、以下のように11111110(254)と設定します。

[Konashi pinModeAll:0b11111110]

mKonashiManager.pinModeAll(254);

また、PIO0(S1)がHIGH、それ以外がLOWの状態だった時に digitalReadAll を実行すると、Objective-Cで1(00000001)は戻り値として返ってきます。

int input = [Konashi digitalReadAll];
NSLog(@"input = %d", input);   // input = 1(00000001)

int input = mKonashiManager.digitalReadAll()
      Log.d("input = ", value); //1    // input = 1

Analog

konashi には、3つのアナログI/Oピンが搭載されています。 アナログI/Oピンは、mV単位で入力されている電圧の値を取得したり(ADC)、指定の電圧を出力することができます(DAC)。

konashiの場合、アナログI/Oの基準電圧は1.3Vですので、0Vから1.3Vまでの電圧をmV単位で入力/出力することができます。

なお、初期上ではすべてのアナログI/Oは ADC(入力) として設定されています。

注意点として、ADC と DAC を同時に使用することはできません。ADC として3ピンを使用するか、DAC を使用するかのどちらかとなります。

また、DAC は同時に1ピンしか使用できません。他のピンをDACすると他のピンは出力がリセットされます(ADCになる)。

PWM

PWM(Pulse Width Modulation：パルス幅変調）は、ピンのON/OFFを繰り返すことでパスルを出力し、ONの時間(デューティ比)をコントロールする制御方式です。モータの回転速度やLEDの光の強さを制御するときによく使われる方式です。

konashi には、デジタルI/O(PIO)のすべてのピンをPWMモードに設定することが可能です。

konashi の PWM を使うににあたって、pwmMode, pwmPeriod, pwmDuty 関数でデューティ比や周期を決めるモード の他に、LEDの明るさを0〜100%で指定して簡単にドライブできるモード（ pwmLedDrive 関数を使用）があります。どの PWM モードにするかは、 pwmMode 関数で指定できます。

konashi の PWM はソフトウェアPWMで実装されているため、短い間隔でデューティ比を変更するなど、konashi側でBLE系の処理が連続して走る状態になると、一瞬だけ、指定したデューティー比を正確に出力できなくなる場合があります。つきましては、konashiに対するBLEのアクセスを連続して行わないようにするか、デューティ比がずれることがあっても影響を受けないものを制御の対象としてください。

また、設定できる PWM の周期の最低値は 1000 [us] です。

Communication

konashiには、他のデバイスとシリアル通信するための機能として、I²CとUARTとSPIの3種類に対応しています。

I²C

I²Cで利用する信号線は、シリアルデータ（SDA）とシリアルクロック（SCL）の2本のみです。

この通信規格は電子機器制御用のシンプルなバスシステムとして開発されたもので、規格の詳細はNXPセミコンダクター社のサイトから知ることができます。（詳細は以下の参考文献をご参照ください）

参考文献： I²Cバス仕様書 バージョン2.1 (NXPセミコンダクター社) （PDFファイル / 780KB）

konashi は、I²Cのマスタとして動作し、接続された周辺機器（スレーブ）と通信をおこないます。

2つの信号線SDA，SCLは、konashi ではそれぞれ PIO6 (SDA)、PIO7 (SCL) が対応し ています。 上記の図のように接続し、デバイスの通信プロトコルに応じてプログラムを作成することで、I²C対応のLCDやセンサなどのデバイスと通信することができます。

注意点として、SDA と SCL には必ずプルアップ抵抗を挿入してください。

konashiライブラリ のI²C用関数 を利用することで、効率よくI²C 通信のプログラミングが可能です。

UART

UARTは調歩同期方式によるシリアル通信を行う機能の総称であり、konashi ではこれをもちいて RS-232(ANSI/TIA/EIA-232-F-1997) に準拠したシリアル通信をおこなうことができます。

konashi は、送信データ線（TX）と受信データ線(RX)の2本の信号線を利用して、UARTでのシリアル通信を行います。 上記の図のように接続し、プログラムを作成することでPCなどの周辺機器と簡単に通信することができます。

信号の電圧は 3V です。

設定できる通信速度は Constants / UART をご覧ください。

データを送信する場合は uartWrite を実行してください。

データを受信する場合は、KONASHI_EVENT_UART_RX_COMPLETE イベントを addObserver でキャッチしてください。

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(recvUartRx) name:KONASHI_EVENT_UART_RX_COMPLETE];
}

- (void) recvUartRx
{
    NSLog(@"UartRx %d", [Konashi uartRead]);
}

- (IBAction)find:(id)sender {
    [Konashi find];
}

@Override
        public void onUpdateUartRx(KonashiManager manager, byte[] value) {
            mResultText.setText(new String(value));
        }

SPI

SPI通信で扱う信号線は

となっています。 KonashiのライブラリのSPI用関数を利用することで、効率よくSPI通信のプログラムをすることが可能です。

Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy(以下、BLE)はBluetooth SIG によって策定された低消費電力版Bluetoothであり、iPhone や iPad，最新のMacBookにも搭載されるようになりました。

konashi は、このBLEを利用してiPhoneやiPadと接続されます。

konashi は 初めてのユーザにも簡単に使用していただけるように設計しているため、CPUがスリープに入っている時間が少ないなど、省電力設計になっておりません。普通のBLEデバイスよりも消費電力が大きくなっておりますのでご注意ください。

以下に、konashi のServiceやCharacteristicsのUUIDを示します。

Services

Characteristics

PIO

PWM

Analog

I²C

UART

Hardware control

Event-driven

konashiはiPhoneとは無線で接続されているため、konashiの状態を取得するにも数msほど通信時間を要します。取得できるまで待機する場合スレッドにロックが掛かってしまうため、基本的に非同期でデータを取得することになります。そのため、取得完了時にはイベントという形で、iPhoneアプリに対して通知されます。

konashiを使うにあたっての、基本的なイベントサイクルは以下のようになります。灰色の部分がアプリを起動してから、konashiの接続を切断するまでに発行されるイベントです。

また上記とは別に、Read系のAPI実行したあとに取得完了イベントも発行されます。これらのイベントを取得するためには、addObserver という関数を使用し、イベントがあったときに実行される関数(イベントオブザーバ)を登録します。イベントの種類は Constants - Events をご覧ください。

API Reference

iOS SDKに関するより詳しいドキュメントはこちらを参照ください。

Constants

Pin name

PIO

AIO

PWM

UART

I²C

SPI

Function return

Events

Base

initialize

Description

konashiの初期化を行います。

一番最初に表示されるViewControllerのviewDidLoadなど、konashiを使う前に必ず initialize をしてください。

Syntax

[Konashi initialize];

Parameters

なし

Returns

成功時: KonashiResultSuccess (0), 失敗時: KonashiResultFailure (-1)

find

[Konashi find];

mKonashiManager.find((Activity)activity, (boolean)isShowKonashiOnly=true);

mKonashiManager.find(current_activity, true);

findWithName

[Konashi findWithName:(NSString *)name];

[Konashi findWithName:@"konashi#4-0452"];

mKonashiManager.findWithName((Activity)activity, (String)name);

mKonashiManager.findWithName(activity, "konashi#4-0452");

disconnect

Description

konashiとの接続を解除します。

Syntax

[Konashi disconnect];

mKonashiManager.disconnect();

Parameters

なし

Returns

成功時: KonashiResultSuccess (0), 失敗時: KonashiResultFailure (-1)

isConnected

Description

konashiと接続中かを返します。

KonashiEventConnectedNotification のイベントが発火するタイミングでTRUEとなります。それ以前はFALSEです。

[Konashi isConnected];

mKonashiManager.isConnected();

Returns

BOOL

peripheralName

[Konashi peripheralName];

NSString* name = [Konashi peripheralName];
NSLog(name);

mKonashiManager.getPeripheralName();

String name = mKonashiManager.getPeripheralName();
Log.d("Konashi", name);

Events

addObserver(on)/addListener

[Konashi addObserver:(id)notificationObserver selector:(SEL)notificationSelector name:(NSString*)notificationName];

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiConnected) name:KonashiEventConnectedNotification];
}

- (void) konashiConnected
{
    NSLog(@"CONNECTED");
}

mKonashiManager.addListener((KonashiListener)listener);

KonashiListener listener = new KonashiListener() {
    @Override
    public void onConnect(KonashiManager manager) {
      Log.d("Konashi", "CONNECTED");
    }

    @Override
    public void onDisconnect(KonashiManager manager) {}

    @Override
    public void onError(KonashiManager manager, BletiaException e) {}

    @Override
    public void onUpdatePioOutput(KonashiManager manager, int value) {}

    @Override
    public void onUpdateUartRx(KonashiManager manager, byte[] value) {}

    @Override
    public void onUpdateBatteryLevel(KonashiManager manager, int level) {}
};
mKonashiManager.addListener(listener);

removeObserver/removeListener

[Konashi addObserver:(id)notificationObserver selector:(SEL)notificationSelector name:(NSString*)notificationName];

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiConnected) name:KonashiEventConnectedNotification];
}

- (void) konashiConnected
{
    NSLog(@"CONNECTED");
}

mKonashiManager.addListener((KonashiListener)listener);

KonashiListener listener = new KonashiListener() {
    @Override
    public void onConnect(KonashiManager manager) {
      Log.d("Konashi", "CONNECTED");
      mKonashiManager.removeListener(this);
    }

    @Override
    public void onDisconnect(KonashiManager manager) {}

    @Override
    public void onError(KonashiManager manager, BletiaException e) {}

    @Override
    public void onUpdatePioOutput(KonashiManager manager, int value) {}

    @Override
    public void onUpdateUartRx(KonashiManager manager, byte[] value) {}

    @Override
    public void onUpdateBatteryLevel(KonashiManager manager, int level) {}
};
mKonashiManager.removeListener(listener);

Android Promise

done

Description

PromiseオブジェクトのActionが成功したときに実行するcallbackの設定を行います。 詳細はjdeferred/jdeferred · GitHubをご覧ください。

Syntax

//pmはPromiseオブジェクト
pm.done((DoneCallback<T>)callback);

Parameters

Returns

Promise<T, BletiaException, Object>

Example

LED2をOUTPUTにする。成功した場合Succeededと表示する。

mKonashiManager.pinMode(Konashi.LED2, Konashi.OUTPUT).done(new DoneCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
    @Override
    public void onDone(BluetoothGattCharacteristic result) {
        Log.d("Konashi", "Succeeded");
    }
});

fail

Description

PromiseオブジェクトのActionが失敗したときに実行するcallbackの設定を行います。 詳細はjdeferred/jdeferred · GitHubをご覧ください。

Syntax

//pmはPromiseオブジェクト
pm.fail((FailCallback<T>)callback);

Parameters

Returns

Promise<T, BletiaException, Object>

Example

LED2をOUTPUTにする。失敗した場合Failedと表示する。

mKonashiManager.pinMode(Konashi.LED2, Konashi.OUTPUT).fail(new FailCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
    @Override
    public void onFail(BluetoothGattCharacteristic result) {
        Log.d("Konashi", "Failed");
    }
});

then

Description

PromiseオブジェクトのActionが成功/失敗したときに実行するcallbackの設定を行います。 詳細はjdeferred/jdeferred · GitHubをご覧ください。

Syntax

//pmはPromiseオブジェクト
pm.then((DoneCallback<T>)callback1);
pm.then((DoneCallback<T>)callback1, (FailCallback<T>)callback2);
pm.then((DonePipe)pipe);

Parameters

Returns

Promise<T, BletiaException, Object>

Example

LED2をOUTPUTにする。成功した場合Succeededと表示し失敗した場合Failedと表示する。

mKonashiManager.pinMode(Konashi.LED2, Konashi.OUTPUT).then(new DoneCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
    @Override
    public void onDone(BluetoothGattCharacteristic result) {
        Log.d("Konashi", "Succeeded");
    }
}, new FailCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
    @Override
    public void onFail(BluetoothGattCharacteristic result) {
        Log.d("Konashi", "Failed");
    }
});

Digital I/O (PIO)

pinMode

Description

PIOのピンを入力として使うか、出力として使うかの設定を行います。詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

[Konashi pinMode:(int)pin mode:(int)mode];

[Konashi pinMode:LED2 mode:OUTPUT];

mKonashiManager.pinMode((int)pin, (int)mode);

mKonashiManager.pinMode(Konashi.LED2, Konashi.OUTPUT).done(new DoneCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
      @Override
      public void onDone(BluetoothGattCharacteristic result) {
            Log.d("Konashi", "Succeeded");
      }
      }).fail(new FailCallback<BluetoothGattCharacteristic>() {
      @Override
      public void onFail(BluetoothGattCharacteristic result) {
            Log.d("Konashi", "Failed");
      }
      });

pinModeAll

• ObjectiveC
• Android

ObjectiveC

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0は入力を、1は出力を表現しています。 例えばこの関数で、PIO0(S1)を入力に、それ以外のPIOを出力に設定する場合、入力=0、出力=1なので、以下のように11111110(254)と設定します。

[Konashi pinModeAll:0b11111110];

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

[Konashi pinModeAll:(int)mode];

Parameters

mode

int

PIO0 〜 PIO7 の計8ピンの設定。OUTPUT を1、INPUT を0として 0x00 〜 0xFF を指定してください。

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

PIOすべてのピンをOUTPUTにする

[Konashi pinModeAll:0xFF];

Android

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0は入力を、1は出力を表現しています。 例えばこの関数で、PIO0(S1)を入力に、それ以外のPIOを出力に設定する場合、入力=0、出力=1なので、以下のように11111110(254)と設定します。

mKonashiManager.digitalWriteAll(8);

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

mKonashiManager.pinModeAll(254);

Parameters

modes

int

PIO0 〜 PIO7 の計8ピンの設定。OUTPUT を1、INPUT を0として 0x00 〜 0xFF を指定してください。

Returns

Promise<Integer, BletiaException, Object> Promiseオブジェクト。詳細はPromise をご覧ください。

Example

PIOすべてのピンをOUTPUTにする

mKonashiManager.pinModeAll(0xFF);

pinPullup

Description

PIOのピンをプルアップするかの設定を行います。

初期状態では、PIOはプルアップされていません。詳細は Core Functions / Digital の項をご覧ください。

[Konashi pinPullup:(int)pin mode:(int)mode];

[Konashi pinPullup:PIO7 mode:PULLUP];

mKonashiManager.pinPullup((int)pin, (int)pullup);

mKonashiManager.pinPullup(Konashi.PIO7, Konashi.PULLUP);

pinPullupAll

• ObjectiveC
• Android

ObjectiveC

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットでは、プルアップ無効を0、プルアップ有効を1として表現します。 例えばこの関数で、PIO0(S1)をプルアップし、それ以外はプルアップ無効にする場合、以下のように00000001(1)と設定します。

[Konashi pinPullupAll:0b00000001];

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

[Konashi pinPullupAll:(int)mode];

Parameters

pin	int	設定するPIOのピン名。設定可能なピン名は Constants / Pin name をご覧ください。
mode	int	PIO0 〜 PIO7 の計8ピンのプルアップの設定。0x00 〜 0xFF を指定してください。

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

PIOのすべてのピンをプルアップする

[Konashi pinPullupAll:0xFF];  // 0b11111111, 255

Android

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットでは、プルアップ無効を0、プルアップ有効を1として表現します。 例えばこの関数で、PIO0(S1)をプルアップし、それ以外はプルアップ無効にする場合、以下のように00000001(1)と設定します。

mKonashiManager.pinPullupAll(1);

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

mKonashiManager.pinPullupAll(pullups);

Parameters

modes

int

PIO0 〜 PIO7 の計8ピンの設定。OUTPUT を1、INPUT を0として 0x00 〜 0xFF を指定してください。

Returns

Promise<Integer, BletiaException, Object> Promiseオブジェクト。詳細はPromise をご覧ください。

Example

PIOのすべてのピンをプルアップする

mKonashiManager.pinPullupAll(0xFF);

digitalRead

Description

PIOの特定のピンの入力状態を取得します。

ピンの入力状態を取得する前に、必ず pinMode, pinModeAll でピンのモードを入力にしておいてください。出力モードの場合は正しい入力状態を取得することはできません。

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

[Konashi digitalRead:(int)pin];

[Konashi digitalRead:S1];

mKonashiManager.digitalRead(pin);

mKonashiManager.digitalRead(Konashi.S1);

digitalReadAll

• ObjectiveC
• Android

ObjectiveC

Description

PIOのすべてのピンの状態を取得します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0はLOW(0V)を、1はHIGH(3V)を表現しています。 例えば、PIO0(S1)がHIGH、それ以外がLOWの状態だった時にこの関数を実行すると、00000001(1)が戻り値として返ってきます。

int input = [Konashi digitalReadAll];
NSLog(@"input = %d", input);   // input = 1

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

[Konashi digitalReadAll];

Parameters

なし

Returns

PIOの8ピンの入力情報(0x00〜0xFF)

Example

PIOのすべてのピンの入力状態を取得する。

[Konashi digitalReadAll];

Android

Description

PIOのすべてのピンの状態を取得します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0はLOW(0V)を、1はHIGH(3V)を表現しています。 例えば、PIO0(S1)がHIGH、それ以外がLOWの状態だった時にこの関数を実行すると、00000001(1)が戻り値として返ってきます。

Android

int value = mKonashiManager.digitalReadAll();
Log.d("Konashi", String.valueOf(value)); //1

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

mKonashiManager.digitalReadAll();

Parameters

なし

Returns

int PIOの8ピンの入力情報(0x00〜0xFF)

Example

PIOのすべてのピンの入力状態を取得する。

mKonashiManager.digitalWriteAll(0xFF);

digitalWrite

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

[Konashi digitalWrite:(int)pin value:(int)value];

[Konashi digitalWrite:LED2 value:HIGH];

Konashi.digitalWrite((int)pin, (int)value);

mKonashiManager.digitalWrite(Konashi.LED2, Konashi.HIGH);

digitalWriteAll

• ObjectiveC
• Android

ObjectiveC

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0はLOW(0V)を、1はHIGH(3V)を表現しています。 例えば、この関数でPIO3(LED4)をHIGH、それ以外をLOWの状態にする場合、00001000(8)を引数に設定します。

[Konashi digitalWriteAll:0b00001000];

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

[Konashi digitalReadAll];

Parameters

value

int

PIO0〜PIO7の出力に設定する値。 0x00 〜 0xFF が設定可能です。

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

PIOのすべてのピンをHIGHにする

[Konashi digitalWriteAll:0xFF];

Android

Description

PIOの特定のピンの出力状態を設定します。 この関数での戻り値は、PIO0〜PIO7の入力状態が8bit(1byte)で表現されます。bitとピンの対応は以下です。

それぞれのビットで、0はLOW(0V)を、1はHIGH(3V)を表現しています。 例えば、この関数でPIO3(LED4)をHIGH、それ以外をLOWの状態にする場合、00001000(8)を引数に設定します。

mKonashiManager.digitalWriteAll(8);

詳細は Core functions / Digital をご覧ください。

Syntax

mKonashiManager.digitalWriteAll(value);

Parameters

なし

Returns

Promise<Integer, BletiaException, Object> Promiseオブジェクト。詳細はPromise をご覧ください。

Example

PIOのすべてのピンの入力状態を取得する。

mKonashiManager.digitalReadAll();

Analog I/O (AIO)

analogReference

Description

アナログ入出力の基準電圧を返します。

Syntax

[Konashi analogReference];

Konashi.ANALOG_REFERENCE;

Parameters

なし

Returns

1300 が返ります(mV)。

analogReadRequest

Description

AIO の指定のピンの入力電圧を取得するリクエストを konashi に送ります。

この関数は konashi にリクエストを送るものなので、実際に値を取得するには、KonashiEventAnalogIODidUpdateNotification もしくは Constants / Events に定義されている入力電圧取得完了イベントを addObserver でキャッチした後、analogRead で値を取得できます。

アナログの機能に関しては、 Core functions / Analog をご覧ください。

Syntax

[Konashi analogReadRequest:(int)pin];

Parameters

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

AIO0の入力電圧を取得する

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(readAio0) name:KONASHI_EVENT_UPDATE_ANALOG_VALUE_AIO0];
}

// konashiを探すボタンタップのアクション
- (IBAction)findKonashi:(id)sender {
    [Konashi find];
}

// AIO0電圧取得ボタンタップのアクション
- (IBAction)requestReadAio0:(id)sender {
    [Konashi analogReadRequest:AIO0];
}

- (void) readAio0
{
    NSLog(@"READ_AIO0: %d", [Konashi analogRead:AIO0]);
}

analogRead

KonashiEventAnalogIODidUpdateNotification

[Konashi analogRead:(int)pin];

- (void)viewDidLoad
      {
      [super viewDidLoad];
      
      [Konashi initialize];
      
      [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
      [Konashi addObserver:self selector:@selector(readAio0) name:KONASHI_EVENT_UPDATE_ANALOG_VALUE_AIO0];
      }

      // konashiを探すボタンタップのアクション
      - (IBAction)findKonashi:(id)sender {
      [Konashi find];
      }

      // AIO0電圧取得ボタンタップのアクション
      - (IBAction)requestReadAio0:(id)sender {
      [Konashi analogReadRequest:AIO0];
      }

      - (void) readAio0
      {
      NSLog(@"READ_AIO0: %d", [Konashi analogRead:AIO0]);
      }

KonashiAnalogEvent.UPDATE_ANALOG_VALUE

mKonashiManager.analogRead((int)pin);

mKonashiManager.analogRead(Konashi.AIO0)
                .then(new DoneCallback<Integer>() {
                    @Override
                    public void onDone(Integer result) {
                        mValueText.setText(String.valueOf(result) + "mV");
                    }
                });

analogWrite

[Konashi analogWrite:(int)pin milliVolt:(int)milliVolt];

[Konashi analogWrite:AIO0 milliVolt:1000];

PWM

pwmMode

Description

PIO の指定のピンを PWM として使用する/しないかを設定します。

PIO のいずれのピンも PWMモード に設定できます。

KonashiPWMModeEnable モードを指定する場合は、事前に pwmPeriod, pwmDuty で周期とONになる時間を指定してください。

PWM の詳細は Core functions / PWM をご覧ください。

[Konashi pwmMode:(int)pin mode:(int)mode];

[Konashi pwmMode:LED2 mode:KONASHI_PWM_ENABLE];
[Konashi pwmPeriod:LED2 period:10000];
[Konashi pwmDuty:LED2 duty:5000];

mKonashiManager.pwmMode((int)pin, (int)mode);

k.pwmMode(k.LED2, k.KONASHI_PWM_ENABLE);
k.pwmPeriod(k.LED2, 10000);
k.pwmDuty(k.LED2, 5000);

pwmPeriod

Description

指定のピンのPWM周期を設定します。

周期の単位はマイクロ秒(us)で指定してください。

PWM の詳細は Core functions / PWM をご覧ください。

[Konashi pwmPeriod:(int)pin period:(unsigned int)period];

[Konashi pwmPeriod:LED2 period:10000];

mKonashiManager.pwmMode((int)pin, (int)mode);

mKonashiManager.pwmPeriod(Konashi.LED2, 10000);

pwmDuty

Description

指定のピンのPWMのデューティ(ONになっている時間)を設定します。

単位はマイクロ秒(us)で指定してください。

PWM の詳細は Core functions / PWM をご覧ください。

[Konashi pwmDuty:(int)pin duty:(unsigned int)duty];

[Konashi pwmDuty:LED2 duty:5000];

mKonashiManager.pwmDuty((int)pin, (int)duty);

Konashi.pwmDuty(Konashi.LED2, 5000);

pwmLedDrive

Description

指定のピンのLEDの明るさを0%〜100%で指定します。

pwmLedDrive 関数を使うには pwmMode で KonashiPWMModeEnableLED を指定してください。

PWM の詳細は Core functions / PWM をご覧ください。

mKonashiManager.pwmLedDrive((int)pin, (double|float)dutyRatio);

[Konashi pwmMode:LED2 mode:KONASHI_PWM_ENABLE_LED_MODE];
[Konashi pwmLedDrive:LED2 dutyRatio:30];

mKonashiManager.pwmLedDrive((int)pin, (double|float)dutyRatio);

mKonashiManager.pwmMode(Konashi.LED2, Konashi.PWM_ENABLE_LED_MODE);
mKonashiManager.pwmLedDrive(Konashi.LED2, 30.0);

UART

uartMode

Description

UART の有効/無効を設定します。

有効にする前に、uartBaudrate でボーレートを設定しておいてください。

UART の詳細は Core functions / Communication - UART をご覧ください。

[Konashi uartMode:(int)mode];

[Konashi uartMode:KONASHI_UART_ENABLE];

mKonashiManager.uartMode((int)mode);

mKonashiManager.uartMode(Konashi.UART_ENABLE);

uartBaudrate

Description

UART の通信速度を設定します。

UART の詳細は Core functions / Communication - UART をご覧ください。

[Konashi uartBaudrate:(int)baudrate];

[Konashi uartBaudrate:KONASHI_UART_RATE_9K6];

mKonashiManager.uartBaudrate((int)baudrate);

mKonashiManager.uartBaudrate(Konashi.UART_RATE_9K6);

uartWrite

Description

UART でデータを1バイト送信します。

UART の詳細は Core functions / Communication - UART をご覧ください。

[Konashi uartWrite:(unsigned char)data];

[Konashi uartWrite:'A'];

mKonashiManager.uartWrite((unsigned char)data);

mKonashiManager.uartWrite("A");

I2C

i2cMode

Description

I²C を有効/無効を設定します。

I²C で通信できる速度として 100kbps と 400kbps がありmode引数で指定します。

I²C の詳細は Core functions / Communication - I²C をご覧ください。

[Konashi i2cMode:KONASHI_I2C_ENABLE];

mKonashiManager.i2cMode(Konashi.I2C_ENABLE);

i2cStartCondition

[Konashi i2cStartCondition];

mKonashiManager.i2cStartCondition();

mKonashiManager.<T>i2cStartConditionPipe();

mKonashiManager.<T>i2cStartConditionPipe();

i2cRestartCondition

[Konashi i2cRestartCondition];

mKonashiManager.i2cRestartCondition();

mKonashiManager.<T>i2cRestartConditionPipe();

mKonashiManager.<T>i2cRestartConditionPipe();

i2cStopCondition

[Konashi i2cStopCondition];

mKonashiManager.i2cStopCondition();

mKonashiManager.<T>i2cStopConditionPipe();

mKonashiManager.<T>i2cStartConditionPipe();

i2cWrite

[Konashi i2cWrite:(int)length data:(unsigned char*)data address:(unsigned char)address];

mKonashiManager.i2cWrite((int)length, (byte[])data, (byte)address);

mKonashiManager.<T>i2cWritePipe((int)length, (byte[])data, (byte)address);

mKonashiManager.<T>i2cWritePipe((int)length, (byte[])data, (byte)address);

i2cReadRequest

Description

I²C で指定したアドレスからデータを読み込むリクエストを行います。

この関数はリクエストを行うだけでデータは取得できません。実際に値を取得するには、KonashiEventI2CReadCompleteNotification を addObserver でキャッチした後、i2cRead で値を取得できます。

Syntax

[Konashi i2cReadRequest:(int)length address:(unsigned char)address];

Parameters

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

i2cRead

[Konashi i2cRead:(int)length data:(unsigned char*)data];

mKonashiManager.i2cRead((int)length, (byte)address);

mKonashiManager.<T>i2cReadPipe((int)length, (byte)address);

mKonashiManager.<T>i2cReadPipe((int)length, (byte)address);

SPI

spiMode/spiConfig

Description

SPIのモードを設定します。

SPIで設定出来るのは、動作モードと動作速度、ビットオーダーになります。

[Konashi spiMode:(int)mode speed:(int)speed bitOrder:(int)bitOrder];

mKonashiManager.spiConfig((int)mode, (int)byteOrder,(int)speed);

mKonashiManager.spiConfig(Konashi.SPI_MODE_ENABLE_CPOL0_CPHA0,Konashi.SPI_BIT_ORDER_LITTLE_ENDIAN,Konashi.SPI_SPEED_1M)

spiWrite

Description

SPI経由でデータを書き込みます。

[Konashi spiWrite:(NSData *)data];

Byte data[11] = {0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b};
      [Konashi spiWrite:[NSData dataWithBytes:&data length:11]];

mKonashiManager.spiWrite(byte[] data);

byte data[] = [0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b];
      mKonashiManager.spiWrite(data)

spiReadData/spiRead

Description

SPI経由でデータを読み込みます。

Syntax

[Konashi spiReadData];

mKonashiManager.spiRead()

Parameters

なし

Returns

spiReadRequest

Description

SPI経由で取得したデータを読み込むリクエストを行います。koshianからiOSデバイスにデータを転送します。

Syntax

[Konashi spiReadRequest];

Parameters

なし

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

SPI経由でデータを読み込み出力をする。

[[Konashi shared] setSpiWriteCompleteHandler:^{
        [Konashi spiReadRequest];
}];
[[Konashi shared] setSpiReadCompleteHandler:^(NSData *data) {
    self.spiLogTextView.text = [data description];
    NSLog(@"SPI Read %@", [data description]);
}];

Hardware Control

reset

[Konashi reset];

[Konashi reset];

mKonashiManager.reset();

mKonashiManager.reset();

batteryLevelReadRequest

Description

konashi のバッテリ残量を取得するリクエストを konashi に送ります。

この関数は konashi にリクエストを送るものなので、実際に値を取得するには、KonashiEventBatteryLevelDidUpdateNotification (バッテリ残量取得完了イベント)を addObserver でキャッチした後、batteryLevelRead で値を取得できます。

Syntax

[Konashi batteryLevelReadRequest];

Parameters

なし

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

konashi のバッテリ残量を取得する

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(battery) KONASHI_EVENT_UPDATE_BATTERY_LEVEL];
}

// konashiを探すボタンタップのアクション
- (IBAction)findKonashi:(id)sender {
    [Konashi find];
}

// バッテリ残量取得ボタンタップのアクション
- (IBAction)batteryLevelReadRequest:(id)sender {
    [Konashi batteryLevelReadRequest];
}

- (void) battery
{
    NSLog(@"READ_BATTERY: %d", [Konashi batteryLevelRead]);
}

batteryLevelRead

[Konashi batteryLevelRead];

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(battery) KONASHI_EVENT_UPDATE_BATTERY_LEVEL];
}

// konashiを探すボタンタップのアクション
- (IBAction)findKonashi:(id)sender {
    [Konashi find];
}

// バッテリ残量取得ボタンタップのアクション
- (IBAction)batteryLevelReadRequest:(id)sender {
    [Konashi batteryLevelReadRequest];
}

- (void) battery
{
    NSLog(@"READ_BATTERY: %d", [Konashi batteryLevelRead]);
}

mKonashiManager.getBatteryLevel();

mKonashiManager.getBatteryLevel().done(new DoneCallback<Integer>() {
    @Override
    public void onDone(Integer result) {
        Log.d("Konashi", String.valueOf(result));
    }
});

signalStrengthReadRequest

Description

konashi の電波強度を取得するリクエストを行います。

この関数はリクエストを行うだけでデータは取得できません。実際に値を取得するには、KonashiEventSignalStrengthDidUpdateNotification (電波強度取得完了イベント)を addObserver でキャッチした後、signalStrengthRead で値を取得できます。

Syntax

[Konashi signalStrengthReadRequest];

Parameters

なし

Returns

成功時: KonashiResultSuccess, 失敗時: KonashiResultFailure

Example

konashi の電波強度を取得する

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(strength) KONASHI_EVENT_UPDATE_SIGNAL_STRENGTH];
}

// konashiを探すボタンタップのアクション
- (IBAction)findKonashi:(id)sender {
    [Konashi find];
}

// 電波強度取得ボタンタップのアクション
- (IBAction)signalStrengthReadRequest:(id)sender {
    [Konashi signalStrengthReadRequest];
}

- (void) strength
{
    NSLog(@"READ_STRENGTH: %d", [Konashi signalStrengthRead]);
}

signalStrengthRead

[Konashi signalStrengthRead];

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    [Konashi initialize];
    
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(konashiReady) name:KONASHI_EVENT_READY];
    [Konashi addObserver:self selector:@selector(battery) KONASHI_EVENT_UPDATE_BATTERY_LEVEL];
}

// konashiを探すボタンタップのアクション
- (IBAction)findKonashi:(id)sender {
    [Konashi find];
}

// バッテリ残量取得ボタンタップのアクション
- (IBAction)batteryLevelReadRequest:(id)sender {
    [Konashi batteryLevelReadRequest];
}

- (void) battery
{
    NSLog(@"READ_BATTERY: %d", [Konashi batteryLevelRead]);
}

mKonashiManager.getSignalStrength();

mKonashiManager.getSignalStrength().done(new DoneCallback<Integer>() {
    @Override
    public void onDone(Integer result) {
        Log.d("Konashi", String.valueOf(result));
    }
});

Extension Boards

AD変換拡張ボード

AC調光拡張ボード

Grove拡張ボード

konashi AD変換拡張ボード(YE-EX001)

konashi AD変換拡張ボードは、フィジカル・コンピューティング・ツールキットkonashiのアナログ入力を、I²Cを用いて拡張するためのインタフェース基板です。 Groveセンサモジュールをそのまま接続して使用することができます。

initADC / init

Description

AD変換基板の初期化を行います。AD変換基板のアドレスを指定し、アナログの電圧値をI²C経由で読み取ることができるように設定を行います。

Syntax

[Konashi initADC:address];

Parameters

Returns

なし

Example

スイッチS1がそれぞれOFF,OFF(アドレス 0x48)のときの初期化

[Konashi initADC:ADDR_00];

readADCWithChannel / read

Description

チャンネル番号を指定して、AD変換基板からデータを受け取ります。

Syntax

[Konashi readADCWithChannel:channel];

Parameters

Returns

なし

Example

チャンネル0から読み取り

[Konashi readADCWithChannel:KONASHI_ADC_CH0];

readDiffADCWithChannels / readDiff

Description

チャンネル番号を指定して、AD変換基板から差動をとったデータを受け取ります。 この機能を使うと、チャンネル間の電圧の差を取得することができます。

Syntax

[Konashi readDiffADCWithChannels:channels];

Parameters

Returns

なし

Example

チャンネル1を基準電圧(0V)としたときのチャンネル0の値を取得

[Konashi readDiffADCWithChannels:KONASHI_ADC_CH0_CH1];

selectADCPowerMode / selectPowerMode

Description

AD変換拡張ボードに搭載されているICのモードを切り替えます。 IC内部の各機能への電源の供給をON/OFFすることができます。

Syntax

[Konashi selectADCPowerMode:mode];

Parameters

Returns

なし

Example

AD変換機能と参照電圧機能をONにする

[Konashi selectADCPowerMode:KONASHI_ADC_REFON_ADCON];

konashi AC調光拡張ボード(YE-EX003)

konashi AC調光拡張ボード(YE-EX003)は、フィジカル・コンピューティング・ツールキットkonashi(YE-WPC001)のディジタル出力とPWMを使用して、コンセントからの電源を使用するライトやヒータなどの出力を制御する拡張ボードです。

initACDrive / init

Description

AC調光拡張ボードで使用するピンの初期化を行います。

Syntax

[Konashi initACDrive:mode freq:freq];

Parameters

Returns

なし

Example

PWMモードを東日本で使用するために初期化する

[Konashi initACDrive:KONASHI_AC_MODE_PWM freq:KONASHI_AC_FREQ_50HZ];

onACDrive / on

Description

ON/OFFモードのとき、出力をONにします。

Syntax

[Konashi onACDrive];

Parameters

なし

Returns

なし

offACDrive / off

Description

ON/OFFモードのとき、出力をOFFにします。

Syntax

[Konashi offACDrive];

Parameters

なし

Returns

なし

updateACDriveDuty / updateDuty

Description

AC調光拡張ボードのDuty比を設定します。 この関数を使用するには，PWMモードに設定している必要があります．

Syntax

[Konashi updateACDriveDuty:ratio];

Parameters

Returns

なし

Example

Duty比を50%に設定する

[Konashi updateACDriveDuty:50];

selectACDriveFreq / selectFreq

Description

AC調光拡張ボードで使用するコンセントの周波数を設定します。

Syntax

[Konashi selectACDriveFreq:freq];

Parameters

Returns

なし

Example

PWMモードを東日本で使用するために周波数を設定する