LEGO Mindstorms EV3をmrubyで制御

1. 組込みシステムで IoTへの扉を開こう！
mruby on LEGO Mindstorms EV3 ®
Takehiko YOSHIDA
@chihayafuru
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2. アジェンダ
自己紹介
レゴマインドストームとは
◦標準プログラミング環境
◦拡張プログライング環境(ev3dev)
組込みシステムにmrubyを採用できる か？
◦マインドストームRCX用光センサーの例
◦mrubyにて実装したEV3用カラーセンサー のAPI
まとめ
"RUBY神社"のデモンストレーション
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3. 自己紹介
長野県松本市在住
情報関連機器メーカーにおいて プログラマーとして勤務
Takehiko YOSHIDA
@chihayafuru
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4. 国内メーカーのヒエラルキー
士
農
工
商
メカ屋
エレキ屋
ソフト屋
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5. レゴマインドストームとは
教材＞玩具
STEM教育
◦科学(Science)
◦技術(Technology)
◦工学(Engineering)
◦数学(Mathematics)
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6. レゴマインドストームの歴史
初代
MindstormsRCX
二代目 MindstormsNXT
三代目
MindstormsEV3
発売時期
1998年
2006年
2013年
CPU
H816MHz
ARM7
48 MHz
ARM9
300 MHz
RAM
32 KB
64 KB
16 MB
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7. ビジュアルプログラミング環境
EV3ソフトウェア
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8. リモートコントロール
Mindstorms
EV3
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9. 標準ファームウェアアーキテクチャ
OS (Linux)
システム
プログラム
デバイスドライバー(kernel module)
VM (仮想マシン)
ユーザー
プログラム
ダイレクト
コマンド
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10. 拡張ファームウェア
ev3dev
◦フルDebian7 (wheezy) Linux ディストリビュー ション
◦レゴマインドストー ムEV3 コントローラ向 けカスタマイズ
◦microSD/SDHC カード から起動
利用可能な プログラミング言語
C / C++
Python
JavaScript (Node.js)
Lua
Go
Ruby
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11. mrubyとは？
mruby is the lightweight implementation of Ruby language complying to (part of) the ISO standard. Its syntax is Ruby 1.9 compatible.
mruby can be linked and embedded into your application.
https://github.com/mruby/mruby
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12. 組込みシステムに"mruby"を採用できるか？
リアルタイム制約
•mrubyはデッドラインを守れるか？
•GC (Garbege Collection)処理は 他の割込処理を禁止する
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13. 初代マインドストームRCXの 光センサーの例
LEDライト
光検出器
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14. 一般的な光センサーの回路図
信号線
電源線
共通線
出力
入力
LED
フォト
ダイオード
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15. マインドストームRCXのコネクタ
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16. RCXの光センサーの回路図
信号線
電源線
共通線
出力
入力
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17. RCX用光センサーの信号波形
オシロスコープ
反射光：強
反射光：弱
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18. 制御サイクルの遅延
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19. mrubyによるマインドストーム EV3用カラーセンサーAPI
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20. カラーセンサーのイニシャライザー
Ev3Color.new(port)
port : "in1", "in2", "in3" , "in4"
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21. マインドストームEV3のコネクター
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22. カラーセンサーの３種のモード
Ev3Color#mode=(mode)
EV3Color.Mode.COL-REFLECT
EV3Color.Mode.COL-AMBIENT
EV3Color.Mode.RGB-RAW
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23. マインドストームの進化
インテリジェント
ブロック
光
センサ
初代
マインドストームRCX
二代目
マインドストームNXT
三代目
マインドストームEV3
アナログ
アナログ
デジタル
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24. まとめ
mrubyはどんな分野に適するか？
mrubyはどんな分野に適さないか？
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25. mrubyが適さない分野
ソフトウェア制御で ハードウェア性能の 限界まで引き出す。
C/C++やアセンブラ と格闘して、メカや エレキを支える縁の 下の力持ちとして頑 張りましょう！
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26. mrubyが適する分野
高機能／多機能な電子デバイス
日進月歩のクラウドサービスと連携し て新しい価値を創造
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27. リファレンス
LEGO Mindstorms®
http://www.lego.com/en-us/mindstorms/
ev3dev
http://www.ev3dev.org/
mruby
https://github.com/mruby/mruby
mruby-ev3dev
https://github.com/chihayafuru/mruby-ev3dev
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