【Arduino】シリアル通信で複数のデータを送受信する　第2段！（精度向上！？）

前回の記事で、このような内容を書きました。

shizenkarasuzon.hatenablog.com

この記事では、二台のArduino間で複数のデータをやり取りするプログラムをアップしましたが、こっちの方が精度が良さそうなので、再アップです。

1.プログラムの内容
2.実験してみる

1.プログラムの内容

二台のArduino間で複数のbyteデータをやり取りすることができます。データは byte data[data number] の配列に格納され、この配列の値を読み込んだり、書き換えて送信命令を送るだけで、データの送受信が可能です。

データの送受信方法はこのようになっています。

送信するデータの種類と、データの値そのものを二回に分けて Serial.write() で送信しています。
f:id:pythonjacascript:20180921014441j:plain

前回の記事では、上位バイト（黄色の部分）と下位バイト（青い部分）を見分ける方法がなかったため、万が一、下位バイトから受信してしまった場合、上位バイトを下位バイトと勘違いして、誤作動が起こる可能性がありました。ですが、この記事のプログラムは、送信されるそれぞれのデータの最上位ビットに、上位バイト（黄色）か下位バイト（青色）かを区別するための識別値を設定しました。上位バイトの場合は、最上位ビットが0になり、下位バイトの場合は、最上位ビットが1になります。

こうすることで、シリアル通信におけるデータの破損などを防ぐことができます。

2.実験してみる

1.実験内容

このプログラムは、二台のAruduino間での通信プログラムなので、最低2台のArduinoが必要です。今回は、このような実験をしてみました。

・Arduinoを2台準備して、xBee S2C を使って2台をシリアル通信ができるようにする
・Arduinoにそれぞれ、送信機用と受信機用プログラムを書き込む（受信機は、Softwarerialを使ってxBee通信）
SoftwareSerialについては、ここをご覧ください。
shizenkarasuzon.hatenablog.com

・受信機用プログラムを書き込んだArduinoをPCにつなぎ、シリアルモニタを表示すると、受信したデータが表示される
f:id:pythonjacascript:20180921024559j:plain

このようにデータを送受信してみます。
f:id:pythonjacascript:20180921022546j:plain
緑の吹き出しで書いてある部分が、今回メイン処理として記述する部分です。基本的な仕組みは、byte型の data という配列を作って、その中身を随時更新/同期していくことで、複数のデータの送受信を実現している、というものです。

単にfor文を使って一定時間ごとに全データを送受信してもいいのですが、データの数が多くなってくると、➀データの送受信に時間がかかる、②値が変わっていない部分まで送信するのは効率が悪い、③シリアル通信が正しく行われなかったとき、すべてのデータが受信できないことになるので、データが破損するリスクが高い、などの欠点が発生して、正しくデータの送受信が行われませんでした。

そのため、すべてのデータを送受信するのではなく、data配列の中でも特定の（値の更新された）一つを送信するプログラムを書きました。詳しくはCommunication.cppを見てください。
あとのdata配列を同期する関数などは、別のソースファイルにクラスの形で書いています。

2.ハードウェア

このように組んでください。
f:id:pythonjacascript:20180910093613j:plain

組み立てると、こんな感じです。

f:id:pythonjacascript:20180921020458j:plain
写真では、ｘBeeを使って無線でシリアル通信を行っていますが、同じような動作をします。
ｘBeeの使い方については、この記事をご覧ください。

プログラム

送信機、受信機ともにプログラムは、メインループのプログラム（.ino）、シリアル通信用のクラスを実装したソースファイル（.cpp と .h）の3つで構成されています。
f:id:pythonjacascript:20180921020959j:plain

そのうち、ここには .ino のみを載せます。残りのソースとヘッダファイルGitHubのリンクを貼っておくので、そちらからお願いします。ダウンロードしたファイルは、inoファイルと同じフォルダ内に入れてください。

送信機用プログラム

#include "Comunication.h"

Communication Com = Communication();

void setup(){
  Com.Com_setup();
}

void loop(){
  Com.RecieveManyData();
  delay(100);
  Com.data[3] = Com.data[0];
  Com.data[4] = 200;
  Com.data[5] = Com.data[2] + 151;
  Com.SendOneData(3);
  Com.SendOneData(4);
  Com.SendOneData(5); 
}

その他にCommunivcation.cpp と Communication.hをここからダウンロードしてください。
MissionF/Communication.cpp at master · IndyAnMD/MissionF · GitHub
MissionF/Comunication.h at master · IndyAnMD/MissionF · GitHub

受信機用プログラム

#include "Comunication.h"

Communication Com = Communication();

void setup() {
  Serial.begin(38400);
  Com.Com_setup();
}

void loop() {
  Com.data[0] = 10;
  Com.data[1] = 54;
  Com.data[2] = 49;
  
  Com.SendOneData(0);
  Com.SendOneData(1);
  Com.SendOneData(2);
  delay(500);

  Com.RecieveManyData();

  int a = 0;
    Serial.print(Com.data[3]);
    Serial.print(", ");
    Serial.print(Com.data[4]);
    Serial.print(", ");
    Serial.println(Com.data[5]);
}