くるみラップライマー

概要

ＧＲ－ＫＵＲＵＭＩマイコンボードを使て、くるみラップタイマーを制作しました。

これは、マイコンカーレース等でマイコンカーのラップライムを計測するために使用します。赤外線距離センサーを使って、マイコンカーがラップタイマーの前を通過すると赤外線距離センサーの計測値が変化するので、それを利用してラップライムのオン・オフを制御します。くるみラップタイマーの前をマイコンカーが通過した時点からラップタイムがスタートし、またマイコンカーが返って来てセンサーの前を横切りるとタイマーがストップします。ラップライムクリアスイッチでリセットでき、カウントスタートの状態に戻ります。

赤外線距離センサーには、写真のような箱のような反射壁が必要で４０ｃｍほど離して置いてください。

プログラムは外部割込みやタイマー割込みは使用せず、millis( )タイマーでＬＥＤをダイナミック点灯しています。赤外線距離センサーは,loop() 内で計測していますが、毎回１ｍｓ以内に計測しています。ソフトウェアの変更なしで、Arduino-ProMini等への移植も可能で確認済みです。

部品

赤外線センサー： SHARP GP2Y0A21YK
8セグメントＬＥＤモジュール： WSN233 (www.wsnak.com)
プッシュスイッチ： Ａ０ピン（アナログ値で読む）

ソースコード

// Applicable Segment LED Module: WSN233 (www.wsnak.com)
//  LED Pin <--> KURUMI Pin
#define COM1 11
#define COM2 12
#define COM3 13
#define COM4 5
#define SEG_A 2
#define SEG_B 3
#define SEG_C 4
#define SEG_D 6
#define SEG_E 7
#define SEG_F 8
#define SEG_G 9
#define DOT A3

// Applicable Infra-red Distance Sensor: Sharp GP2Y0A21YK
#define IRD A1      // Infeared Distance Sensor Port

// Super Sonic Distance Sensor
#define Echo 10
#define Trg A2



// Applicable Tact-switch: SFE-COM-00097 (Switch-Science)
#define PUSH_SW A0  // Push Switch Port.  Read the switch state by analog. Push < 10 
#define PUSH_SW1 A1

#define CALIB 0   // Calibration Mode
#define WAIT_CAR 1
#define GO 2      // Car cross the sensor and wrap-timer started
#define FINISH 3  // Car cross the sensor and wrap-timer stopped
#define AGAIN  4  // Switch to GO mode


unsigned long Blinking = 0;
unsigned long Interval = 0;
int Seg1 = 17, Seg2 = 17, Seg3=17, Seg4 = 17; // Display Value for Segment LEDs
int SegPoint = 1;
unsigned long Sec1 = 0;
int Mode;                               // Flow Control with SW and IRD
int IrdLevel = 0x100;
int CarIsHere = 0;                // 1 -- Car is Here


void setup( ) {    
  Serial.begin(9600);  
  Init_Led_Seg();
  Mode = CALIB;        // Set Caribration mode 
}

void loop() {      // Do not use delay()  in loop()
  LedDrive();        // Seg-LED driver. 
  RunMode();
}

void RunMode(){
  switch (Mode) {
    case CALIB:
      CalibrationMode();
      break;
    case WAIT_CAR:
      WaitCar();
      break;
    case GO:
      GoMode();
      break;
    case FINISH:
      FinishMode();
      break;
    default:
      break;
  }
}

void CalibrationMode(){
  Seg1 = 17;
  Seg2 = 17;
  Seg3 = 17;
  Seg4 = 17;
  if (analogRead(PUSH_SW) > 10) {
     if((millis() - Interval > 100) ) {
          Interval = millis();
          Serial.println(analogRead(IRD));
     }
     Mode = CALIB;
  } else {
   Seg1 = 0;
   Seg2 = 0;
   Seg3 = 0;
   Seg4 = 0;
   Mode = WAIT_CAR;
  } 
}
void WaitCar(){
  if (analogRead(IRD) > 200) {
    CarIsHere = 1;
  }
  if (analogRead(IRD) < 200 && CarIsHere == 1){
    CarIsHere = 0;
    Mode = GO;
  }
}
  
void GoMode() {
    if (analogRead(IRD)> 200){
      Mode = FINISH;
    } else {
      if((millis() - Interval > 10) ) {
          Interval = millis();
          if (++Seg1 > 9){
            Seg1 = 0;
            Seg2++;
          }
          if (Seg2 > 9){
            Seg2 = 0;
            Seg3++;
          }
          if(Seg3 > 9) {
            Seg3 = 0;
            Seg4++;
          }
          if (Seg4 > 6){
            Seg4 = 0;
          }
        }
    }
}

void FinishMode(){
  if (analogRead(PUSH_SW) < 10) {
    Mode = CALIB;  
  }
}
      
void LedDrive(){
  if(micros() - Blinking > 1000) {
    Blinking = micros();
    switch (SegPoint++){
      case 1:
        Led(1, Seg1);
        break;
      case 2:
        Led(2, Seg2);
        break;
      case 3:
        Led(3, Seg3);
        break;
      case 4:
        Led(4, Seg4);
        break;
      case 5:
        Led(4, Seg4);
        break;
      default:
        SegPoint = 1;
    }
  }
}

void Led(int com, int n){        // 'n' must be 0x0 to 0x10 (OFF)                            
  digitalWrite(COM1, LOW);          // 'com' must be 1 to 3, and other number is OFF  
  digitalWrite(COM2, LOW); 
  digitalWrite(COM3, LOW); 
  digitalWrite(COM3, LOW); 
  switch(n){
    case 0:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
     case 1:
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 2:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 3:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 4:
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 5:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 6:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 7:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 8:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 9:
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 10:  // Charracter A
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 11:    // Character B
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 12:    // Character C
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 13:    // Character d
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_C, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 14:    // Character E
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, HIGH);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 15:     // Character F
      digitalWrite(SEG_A, HIGH);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_F, HIGH);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
    case 16:    // Chareacter .
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, HIGH);      
      break;
    case 17:    // '-' Minus
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, HIGH);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;    
    default:    // OFF
      digitalWrite(SEG_A, LOW);
      digitalWrite(SEG_B, LOW);    
      digitalWrite(SEG_C, LOW);    
      digitalWrite(SEG_D, LOW);
      digitalWrite(SEG_E, LOW);    
      digitalWrite(SEG_F, LOW);    
      digitalWrite(SEG_G, LOW);    
      digitalWrite(DOT, LOW);      
      break;
  }
  switch(com){ 
    case 1:
      digitalWrite(COM1, HIGH); 
      digitalWrite(COM2, LOW); 
      digitalWrite(COM3, LOW); 
      digitalWrite(COM4, LOW);
      break; 
    case 2:
      digitalWrite(COM1, LOW); 
      digitalWrite(COM2, HIGH); 
      digitalWrite(COM3, LOW); 
      digitalWrite(COM4, LOW);
      break; 
    case 3:
      digitalWrite(COM1, LOW); 
      digitalWrite(COM2, LOW); 
      digitalWrite(COM3, HIGH); 
      digitalWrite(COM4, LOW);
      break; 
    case 4:
      digitalWrite(COM1, LOW); 
      digitalWrite(COM2, LOW); 
      digitalWrite(COM3, LOW); 
      digitalWrite(COM4, HIGH);
      break; 
    default:
      digitalWrite(COM1, LOW); 
      digitalWrite(COM2, LOW); 
      digitalWrite(COM3, LOW); 
      digitalWrite(COM4, LOW);
      break; 
    }
}
  
void  Init_Led_Seg(){
  pinMode(COM1, OUTPUT);  
  digitalWrite(COM1, LOW); 
  pinMode(COM2, OUTPUT);  
  digitalWrite(COM2, LOW); 
  pinMode(COM3, OUTPUT);  
  digitalWrite(COM3, LOW); 
  pinMode(COM3, OUTPUT);  
  digitalWrite(COM3, LOW); 
   
  pinMode(SEG_A, OUTPUT);  
  digitalWrite(SEG_A, LOW);   
  pinMode(SEG_B, OUTPUT); 
  digitalWrite(SEG_B, LOW);     
  pinMode(SEG_C, OUTPUT);  
  digitalWrite(SEG_C, LOW);       
  pinMode(SEG_D, OUTPUT); 
  digitalWrite(SEG_D, LOW);        
  pinMode(SEG_E, OUTPUT);  
  digitalWrite(SEG_E, LOW);     
  pinMode(SEG_F, OUTPUT); 
  digitalWrite(SEG_F, LOW);     
  pinMode(SEG_G, OUTPUT);  
  digitalWrite(SEG_G, LOW);       
  pinMode(DOT, OUTPUT); 
  digitalWrite(DOT, LOW);      
 }