【マイクロビット×メイクコード】日常生活にいかす工作！冷蔵庫の見張り番をプログラミング

この記事では、マイクロビット（micro:bit）を使った工作「冷蔵れいぞう庫の見張みはり番ばん」の作り方を紹介しょうかいします。

マイクロビットを使った工作にチャレンジしたい方や、夏休みの自由研究でおどろかれたい方、そして日常にちじょう生活で役立つものを作りたい方におすすめです。

初心者しょしんしゃさんでもわかりやすい手順てじゅんで解説かいせつしています。

また、プログラムはなるべく簡単かんたんなものにし、内容ないようが理解りかいしやすくなるように工夫くふうしました。

今回作ったプログラム「冷蔵庫の見張り番」

冷蔵れいぞう庫のドアを10秒開けたままにすると、庫内の温度は3～5℃も上がり、元の温度にもどるまでに10分以上いじょうもかかると言われています。

そこで冷蔵れいぞう庫を開けている時間を視覚的しかくてきにお知らせする装置そうちを作ってみました。

マイクロビットを冷蔵れいぞう庫の中に置おいて、開いている時間によって表情ひょうじょうが変かわります。

冷蔵れいぞう庫を開けると「うれしい顔」を表示ひょうじする
冷蔵れいぞう庫を開けてから5秒後に「かなしい顔」を表示ひょうじする
冷蔵れいぞう庫を開けてから10秒後に「おこり顔」が表示ひょうじする

必要なもの

マイクロビット
電池ボックス＆電池
マイクロビット単体たんたいで動かしたい場合、電池ボックスが必要ひつようです。
USBケーブル
パソコン側がわがUSB TypeA、マイクロビット側がわがMicro USB TypeBです。
パソコン
インターネットができてUSBポートがついているもの。
工作する場合、その材料ざいりょう
画用紙や牛乳ぎゅうにゅうパック、空き箱など

リンク

使用するマイクロビットの機能

今回は、マイクロビットのLEDと明るさセンサーを使います。

LED

マイクロビットの表面の中央にある25個こ（5×5）の赤色に光るLED。

文字や数字などを表示ひょうじさせることができます。

明るさセンサー

LEDは明るさセンサーとしても使うことができます。

まわりの明るさを計測けいそくし、0～255の値ね（真っ暗だと0、明るくなるほど値ねが大きくなる）で表します。

冷蔵れいぞう庫が閉しまっている時、庫内は暗くなります。また、冷蔵れいぞう庫を開けた時に照明しょうめいがついて庫内は明るくなります。

明るさセンサーを使えば、冷蔵れいぞう庫が開いている・閉しまっているを判断はんだんできますね。

MakeCodeエディターでプログラミング

MakeCode（メイクコード）エディターで、プログラミングしてみましょう。

MakeCodeエディターの基本的きほんてきな使い方は、「【マイクロビット】MakeCode（メイクコード）エディターの使い方」にまとめています。

光量計を作ってみる

まず最初さいしょに、光量こうりょう計を作ってみましょう。

ボタンAがおされた時、明るさの値あたいをLEDに表示ひょうじするプログラムです。

ツールボックスから必要ひつようなブロックを、ドラッグアンドドロップしてプログラミングエリアに出します。

「ボタンAが押おされたとき」ブロックと「明るさ」ブロックは入力のカテゴリ、「数を表示ひょうじ」ブロックは基本きほんのカテゴリにあります。

必要ひつようなブロックをプログラミングエリアに出したら、ドラッグアンドドロップでブロックを組み立てていきます。

シミュレーターで確認してみよう

プログラムが完成かんせいしたら、シミュレーターでテストしましょう。

「明るさ」ブロックを使っていると、マイクロビットの左上にコントローラーが出てきます。

丸の中をドラッグして、明るさの値あたいを変かえてみてください。

LEDに明るさの値あたいが表示ひょうじされたでしょうか。

実機で動かしてみよう

シミュレーターで確認かくにんできたら、マイクロビットにプログラムを転送して実際じっさいに動かしてみましょう。

パソコンとマイクロビットをUSBケーブルでつなぐ
Makecodeエディターの「ダウンロード」ボタンをクリックし、.hexファイルをダウンロードする
ダウンロードした.hexファイルを「MICROBIT」ドライブに保存ほぞんする

マイクロビットにプログラムを転送する方法は「【マイクロビット】パソコンとのつなぎ方・外し方、プログラムの転送方法」でくわしく解説しています。

転送が完了かんりょうすると、プログラムが自動的じどうてきに実行されます。

部屋べやの中や外など色々な場所の明るさを測はかってみてください。

この時、冷蔵れいぞう庫の中の明るさを測はかってメモしておいてくださいね。

冷蔵庫の見張り番のプログラムをつくる

LEDと明るさセンサーの使い方が分かりました。では、本題の冷蔵れいぞう庫の見張みはり番ばんをプログラミングしてみましょう。

使っているブロックの中で、ちょっとむずかしいものを解説かいせつします。

変数の使い方

「スタート稼働かどう時間」と「経過けいか時間」は変数へんすうです。

変数へんすうとは、データを一時的いちじてきに覚おぼえておくための入れ物のことです。プログラムで人間が分かるように名前を付つけます。

変数へんすうカテゴリで「変数へんすうを追加ついかする」ボタンをクリックして作ってください。

変数へんすうの値あたいを変かえる「変数へんすう～を～にする」ブロックも、変数へんすうカテゴリにあります。

変数については「変数へんすうとは？スクラッチ（Scratch）を使って解説かいせつ」でくわしく解説しています。

稼働時間を取得する

「稼働かどう時間（ミリ秒）」は、電源でんげんが入ってから経過けいかした時間を取得しゅとくするブロック。入力カテゴリのその他ほかにあります。

時間の単位たんいはミリ秒です。

ミリ秒は1,000分の1秒、マイクロ秒は1,000,000分の1秒です。

条件分岐（もし～なら）

「もし～なら」や「○○＞□□」は条件じょうけんによって処理しょりを分けるブロックです。論理ろんりのカテゴリにあります。

条件じょうけんにあっていれば「～なら」、条件じょうけんにあわなければ「でなければ」の中の処理しょりを行います。

プログラムの内容を解説

今回のプログラムをフローチャートにしてみました。

フローチャート（流れ図）とは、仕事の流れや処理しょりの手順てじゅんを図式化したもので、プログラムの設計せっけいに使われています。

くわしくみてみましょう。

最初だけ・ずっと

「最初さいしょだけ」のブロックの中には、プログラムの起動時に1回だけ実行する処理しょりが入ります。

変数へんすう「スタート稼働かどう時間」を「稼働かどう時間（ミリ秒）」にする命令めいれいで、変数へんすう「スタート稼働かどう時間」に冷蔵れいぞう庫を開けた時点の稼働かどう時間を記憶きおくしておきます。

以降いこうは「ずっと」のブロックの中の内容ないようをくり返します。

もし冷蔵庫が開いていたらの判定

もし「明るさ」> 5 なら
冷蔵れいぞう庫が開いている状態じょうたいです。経過けいか時間の判定はんていを行います。
　
でなければ
冷蔵れいぞう庫が閉しまっている状態じょうたいです。「スタート稼働かどう時間」をリセット（稼働かどう時間（ミリ秒）にする）してLEDの表示ひょうじを消します。

明るさセンサーは、マイクロビットのLEDの明るさも測定そくていしてしまうので、0だとうまく動きません。

また冷蔵れいぞう庫の中の明るさの値あたいより大きな値あたいにしてしまうと、冷蔵れいぞう庫を開けても反応はんのうしなくなってしまいます。

最初さいしょに作った光量こうりょう計で測はかった冷蔵れいぞう庫の中の明るさを参考さんこうに、判定はんていの値あたいを調整してみてください。

経過時間の判定

「経過けいか時間」を「稼働かどう時間（ミリ秒）」－「スタート稼働かどう時間」にする命令めいれいで、冷蔵れいぞう庫を開けてから何秒たったか計算しています。

もし「経過けいか時間」< 5000 なら
「冷蔵れいぞう庫を開けてから5秒未満みまんなら」の判定はんていです。
「うれしい顔」を表示ひょうじします。
　
でなければもし「経過けいか時間」<= 10000 なら
「冷蔵れいぞう庫を開けてから5秒～10秒」ならの判定はんていです。
「かなしい顔」を表示ひょうじします。
　
でなければ
「10秒より長く冷蔵れいぞう庫を開けている状態じょうたい」なので「おこり顔」を表示ひょうじします。