microbit 地磁気センサーを使って方角を知ろう!

microbitでプログラミング
この記事は約11分で読めます。

こんにちは、ナナです。

「microbit」には方角ほうがくを知ることができる機能きのう搭載とうさいされており、この機能を「地磁気ちじきセンサー」とびます。

それでは、方角を使ったプログラミングをしてみましょう!

この記事きじでは、次のことを学習がくしゅうできます。

この記事で学習できること
  • 方角ほうがくってどうやって知ることができるの?
  • 「方角」ブロックの使つかかたとは?
  • 「もし」「かつ」「または」ブロックの使い方とは?
  • シミュレータを使った方角の変更方法へんこうほうほうとは?
  • 「microbit」に方角を表示するプログラムの書き方とは?
  • 「microbit」への電池でんちボックスのつなぎ方とは?

では、makecodeを使った、「地磁気ちじきセンサー」の使い方をまなんでいきましょう。

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「方角」をどうやって知ることができるの?

師範しはん!「microbit」では、何やら方角ほうがくを知ることができるということを聞きましたよ。ここだけの話ですが、わたくしは忍者にんじゃなのに方向音痴ほうこうおんちなんです…。

「microbit」があればわたくしの弱点じゃくてんがひとつ克服こくふくできると思うのです。「方角」はどうやってることができるんですか? どうなんですか?ドンッ!

ナナ
ナナ

弱点じゃくてん克服こくふくしたい気持ちの真剣しんけんさがつたわってくるよ!

microbitでは「地磁気ちじきセンサー」と呼ばれる部品ぶひんが付いていて、このセンサーを利用りようすると「東西南北とうざいなんぼく」の方角ほうがくがわかるんですよ。それでは、使ってみましょう!

方角とは「東西南北とうざいなんぼく」の方向ほうこうのことですね。microbitでプログラミングをすることで、方角を知ることができるのです。

コンパスで方角を知る方法

みなさんが「方角ほうがく」をるための一番簡単いちばんかんたん方法ほうほうは「コンパス」を使うことです。

コンパス

赤い針が向いている方向が「北」の方角を示します。

地球は巨大な磁石でできている

コンパスを使うと、どうして方角ほうがくがわかるでしょうか?

地球ちきゅう巨大きょだい磁石じしゃくでできており、北極ほっきょくS極エスきょく南極なんきょくN極エヌきょくがあります。これを地磁気ちじきと呼びます。

地球の磁力

コンパスの赤いはりは「S極」に引き付けられるため、赤い針は「北」を示すことになるのです。

microbitに付いている地磁気センサー

地磁気ちじき検出けんしゅつし、方角ほうがくを知ることができる機器ききを「地磁気ちじきセンサー」と呼びます。microbitには、この「地磁気センサー」が付いているため方角ほうがく調しらべることができるのです。

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「方角」ブロックの使い方

師範しはん!これで私はいつでも「方角ほうがく」を知ることができるのですね。早くっ、早くっ、プログラミングの方法ほうほうおしえてくださいっ!

一刻いっこくも早く、方向音痴ほうこうおんちというのろいをくんですよ~。はやく~

ナナ
ナナ

早くしないと僕がのろわれそうだから、おしえようね。ブロックの中に「方角」を調しらべるものがあるから、そのブロックを使うんだよ!

「方角」ブロックで方角を数字で表示しよう!

方角ほうがく」ブロックは入力ブロック一覧いちらんの中にふくまれています。

方角ブロック

「ずっと」ブロックと「数字を表示」ブロックと組み合わせてみましょう!

方角の角度の数字を表示

方角は「0°」~「360°」の角度で表現ひょうげんされます。

シミュレータの角度の変え方

シミュレータにおいて「microbit」の方角を変えるためには、次のようにアイコンを回転かいてんさせることで行います。

シミュレータの角度の変え方

このようにマイクロビットのかおをマウスを使って回すことができるのです。角度かくどの数字も表示ひょうじされていますね。

ナナ
ナナ

この操作そうさは「方角」ブロックを使用しようしたときにだけ、できるようになっています。普段ふだんはできませんよ。

角度と「東・西・南・北」の関係性

「方角」ブロックがしめ角度かくど「0°~360°」とはいったい何の角度なのかを説明せつめいします。

この角度は「きたを0°とした時に、mcirobitのあたまいている右回りの角度」のことです。

東西南北と角度の関係

たとえば、「microbit」の頭を『東』に向けると角度かくどは「90°」となります。

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microbit機器で方角を表示してみよう!

ちょ、ちょ、ちょ、ちょ、ちょ、師範しはん!「microbit」がこわれちゃいました!

わたくし、早く方角ほうがくが知りたいと思って、プログラムをmicrobit機器ききに書き込んでみたんです。そしたら何か文字が表示されてLEDが点滅てんめつしてるんです。

これです。早く、修理しゅうりしてください!

ナナ
ナナ

あっ、それね。それはこわれてないから大丈夫だいじょうぶだよ。使い方を説明しようね!

実際じっさいのmicrobit機器ききに「方角」ブロックを使ったプログラムを書き込む場合ばあいは、最初さいしょ特別とくべつ手順てじゅん必要ひつようとなります。それを解説かいせつしましょう。

microbit機器に地磁気センサーのプログラムを書き込むと・・・

地磁気ちじきセンサーのプログラムを「microbit」に書き込むと、最初さいしょは「TILT TO FILL SCREEN」という英語えいごがスクロールしながら表示ひょうじされます。

TILTTOFILLSCREANの表示

この英語えいごは「microbitをかたむけて全てのLEDを点灯てんとうめてください」という意味いみです。

LEDを全て点灯させる

LEDを全て光らせると、地磁気ちじきセンサーがようやく方角ほうがく検知けんちできるようになります。

ナナ
ナナ

この作業さぎょうはmicrobitのプログラムをえたときには毎回最初まいかいさいしょ必要ひつようとなります。プログラムを書き換えずに電源でんげんを入れ直しただけなら、2回目以降いこうはやらなくていいんですよ!

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「方角」ブロックを使ったプログラムを作ってみよう!

師範しはん!「方角」の数字って2ケタや3ケタの場合ばあいもあるので、数字すうじがスクロールしちゃいますね。

これだとすぐに方角ほうがくがわからないので、ちょっと不便ふべんです。

ナナ
ナナ

そうだね。LEDで表示ひょうじできるはばは5×5個しかないからね。数字の表現ひょうげんではスクロールしちゃうんだね。

それじゃあ、数字以外すうじいがい方法ほうほうで「方角」をしめしてみようっ!

それでは、「方角」をアルファベットで表示してみましょう。

「東西南北」の方角をアルファベットで表す

「東・西・南・北」の方角は英語えいごでは、次のようにアルファベット1文字でも表現ひょうげんします。

方角アルファベット英語表記
NNorth(ノース)
EEast(イースト)
SSouth(サウス)
西WWest(ウェスト)

アルファベットであれば、LEDに簡単かんたんに表示することができます。さらに、1文字のためスクロールもしませんね。

ナナ
ナナ

それじゃあ、次は方角をアルファベットで表現ひょうげんするプログラムを作る練習れんしゅうをしようね。

方角の角度とアルファベットの関係性を決める

方角の角度である「0°」~「360°」を4つに分割して、東西南北を分けてみましょう。

東西南北を角度に分割

たとえば、角度かくどが「46°~135°」の場合ばあいに、方角ほうがくを「E(東)」として表示ひょうじするとします。

「もし」ブロックと「かつ」ブロックを組み合わせよう!

方角の角度が、とある数字すうじ範囲内はんいないであるかどうかは、「かつ」ブロックを利用りようして条件式じょうけんしきを作ります。

かつブロックとまたはブロック

「東」の角度かくど判断はんだんするためには、「もし『角度』が『46°』以上で『かつ』、『角度』が『135°』以下のとき」のように、2つの条件じょうけんを組み合わせる必要ひつようがあります。

2つの条件を組み合わせる

そのために「かつ」ブロックを利用りようするのです。

「かつ」ブロックと「または」ブロックは、次のように使い分けを行います。

かつ条件1と条件2がどちらも「真」のときに、全体が「真」となる
または条件1か条件2のどちらかが「真」のときに、全体が「真」となる
ナナ
ナナ

この2つのブロックは、意味いみ間違まちがえやすいんだよ。しっかりと考えて使いこなそうね!

方角の角度によって「東西南北」をLEDにするプログラムを作ろう!

それでは、ここまでの知識ちしきをもとにプログラムを作ってみましょう!

角度によって「東西南北」を表示するプログラム
  • 「方角」ブロックを使って角度かくどを求めること
  • 角度におうじて4種類しゅるいのをLEDに表示すること
  • きたは「N」、ひがしは「E」、みなみは「S」、西にしは「W」を表示すること
ナナ
ナナ

まずは、みんな自分でプログラムを考えて動かしてみよう!プログラムができたら、「練習れんしゅうの答え」を見てみよう!

みんな、できたかしら。「もし」ブロックで4つの条件じょうけんならべればできるのよ。「または」「かつ」ブロックを上手じょうずに使いこなす必要ひつようがあるわ!

東西南北のプログラム例

よく見ると、北である「N」を表示ひょうじする条件じょうけんだけは「または」ブロックを利用りようしていることに注意ちゅうい必要ひつようです。

「N」の表示条件:角度が316°以上、または角度が45°以下のとき

そのため、「N」だけは「または」ブロックを使うのです。

ナナ
ナナ

このように「または」と「かつ」のブロックは、よく考えないと間違まちがえて使ってしまいます。ゆっくりこえに出して条件じょうけんを言ってみると間違まちがいにづきやすいですよ!

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質問コーナー:「方角」ブロックについて気になること

ナナ
ナナ

何か質問しつもんがある人は聞いてね!何でもいいよ!

質問:「microbit」を電池で動かすためにはどうするの?

師範しはん!わたくし、この「microbit」があれば迷子まいごにならずにみそうです。でもでも、「microbit」ってUSBユーエスビーケーブルでパソコンとつながってないとうごかないじゃないですか…。

修行中しゅぎょうちゅうにパソコンなんてあるけないですよ~。なんとかしてくださいっ!

ナナ
ナナ

「microbit」を動かすためには電気でんき必要ひつようになるからね。普段ふだんみんながプログラミングするときは、USBケーブルで電気をながしているから動いているんだね。

「microbit」には電池でんちをつなげて、動かすこともできるんだよ。「microbit」の箱の中に入っているので確認かくにんしてみてね。

今後こんご、「microbit」をち歩いてうごかしたいってことが出てきます。「microbit」は電池でんちで動かすこともできるのです。

microbit機器を電池で動かすために用意するものと組み立て方

「microbit」を購入こうにゅうしたはこの中に、電池でんちボックスが入っていることでしょう。これを使いますよ。単4電池は2本は、この電池でんちボックスの中にいれます。

電池ボックス一式

電池ボックスにはON/OFFのスイッチがいています。ONにすると電源でんげんが入りますよ。

ナナ
ナナ

「単4電池」は少し小さめの電池でんちだよ。これは「microbit」のはこには入っていないから、おうちにある電池でんちを使おう。電池がなければ、お父さんやお母さんに相談そうだんしてね!

電池ボックスをつなげるときに注意してほしいこと‼

電池ボックスを「microbit」につなげるときに注意してほしいことがあります!

電池ボックスをつなぐときの注意

電池ボックスのコネクタはおくまで入れずに少しだけんでください』

ナナ
ナナ

おくまでし込んでしまうと、なかなかはずれなくなってしまうんです。だから、少しだけし込んだ状態じょうたいにしてあげてね!

電池ボックスをONにすると「microbit」が動くぞ!

電池ボックスのスイッチを「ON」にしてみましょう。電源でんげんが入りますよ!

電池で動かす

電池でんちボックスを使うと電池でんち消耗しょうもうするから、普段ふだん使うときは電池でんちボックスをはずしておこうね!

これで、外に出ても「microbit」をうごかすことができるわ!フフフッ、方角ほうがくさえわかれば、みちまようことはないわね!

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やってみようコーナー:「方角」を使ったプログラミングの巻

ナナ
ナナ

それじゃあ「方角」ブロックを使ったプログラムをさらに作って、使い方をマスターしようね!

修行その1:「方角」ブロックを使ったプログラム

修行内容:常に北を示すコンパスを作ってみよう!

コンパスの赤いはりは、つねきたの方向を指し示しています。このコンパスをプログラムで再現さいげんしてみましょう。

コンパス
北を示す矢印をLEDに表示するプログラム
  • 「方角」ブロックを使って角度かくどを求めること
  • 角度におうじて8種類しゅるい矢印やじるしをLEDに表示すること
  • 矢印の方向はつねに「北」にくようにすること
8方向矢印

矢印のマークは「矢印を表示」ブロックを使って表示しましょう。これを使えばLEDに8方向の矢印を簡単かんたん点灯てんとうできます。

矢印を表示ブロック

さぁみんな、私の方向音痴ほうこうおんち克服こくふくするために協力きょうりょくしてよねっ!忍者にんじゃなのに、こんな弱点じゃくてんがあったらずかしいんだからねっ!

ナナ
ナナ

プログラムができたみんなは、答え合わせをしてみようね。「microbit」に書き込んで、電池でんちうごかしてみるよいいよ!

フフフ、ようやくできたわ!8パターンの角度かくどを「もし」ブロックを使って、分岐ぶんきすればいいわよね。みんな角度の値には注意ちゅういしてよ。

コンパスのプログラム

角度に対して表示する矢印やじるしが「北」をくように設定せっていしてください。

最初さいしょの338°~22°までは「または」ブロックを利用しますよ。