Johnny-Fiveでマイコン制御36 - IOエクスパンダ

○Expanderオブジェクトを作成する

　IOエクスパンダを使用するには、Expanderオブジェクトを使います。Expanderオブジェクトは、物理的なボードに接続された単一のIOエクスパンダを表すオブジェクトです。

Expanderオブジェクトを作成するには、Expanderコンストラクタを使います。引数にはデバイス名を指定します。

new five.Expander("デバイス名");

　オプションの「controller」プロパティを使用して、次のように書くこともできます。

new five.Expander({   controller: "デバイス名" });

Johnny-FiveのサポートするIOエクスパンダは、次のとおりです。IOエクスパンダのほかに、AD/DAコンバータ、多チャンネルサーボ―コントローラなどもサポートしています。

・MCP23017、MCP23008

MCP23017 Raspberry Pi用GPIOエクスパンダ

・PCF8574、PCF8574A、PCF8575

PCF8574 IO拡張ボードI2C開発ボード

・PCA9685

16チャネル PWM/サーボ ドライバー

・PCF8591

PCF8591AD/ DA コンバータモジュール

・MUXSHIELD2

・GROVEPI(Raspberry Pi用)

・74HC595, SN74HC595

74HC595搭載シフトレジスタボード

・CD74HC4067

CD74HC4067 CMOS 16チャンネル デジタル アナログ 多重ブレックアウトモジュール

　各IOエクスパンダの機能は、次のとおりです。

デバイス名	ピン数	モード
MCP23017	16	INPUT、OUTPUT
MCP23008	8	INPUT、OUTPUT
PCF8574	8	INPUT、OUTPUT
PCF8574A	8	INPUT、OUTPUT
PCF8575	16	INPUT、OUTPUT
PCF8591	4	INPUT、OUTPUT
PCA9685	16	OUTPUT、PWM、SERVO
MUXSHIELD2	48	INPUT、OUTPUT、ANALOG
GROVEPI	10(※)	INPUT、OUTPUT、ANALOG、PWM、SERVO
CD74HC4067	16	ANALOG
74HC595	8	OUTPUT

※7デジタル、3アナログ

○IOエクスパンダのI2Cアドレスを指定する

　I2CインターフェイスのIOエクスパンダのI2Cアドレスを指定するには、「address」プロパティを使います。

new five.Expander({   controller: "デバイス名",   address: 0x?? });

　各デバイスの既定のI2Cアドレスは、次のとおりです。

デバイス名	範囲	既定値
MCP23017	0x20-0x27	0x20
MCP23008	0x20-0x27	0x20
PCF8574	0x20-0x27	0x20
PCF8574A	0x38-0x3F	0x38
PCF8575	0x20-0x27	0x20
PCF8591	0x48-0x4F	0x48
PCA9685	0x40-0x4F	0x40
GROVEPI	0x04	0x04
CD74HC4067	0x0A	0x18

○74HC595用のExpanderオブジェクトを作成する

　シフトレジルタの74HC595を使用するためExpanderオブジェクトを作成するには、「controller」プロパティに「74HC595」を指定し、「pins」プロパティに「data」「clock」「latch」「reset(オプション)」用のピンの値を含む配列またはオブジェクトを指定します。

　たとえば、2ピンを「data」、3ピンを「clock」、4ピンを「latch」に使用する「74HC595」のExpanderオブジェクトを作成するには、次のように書きます。

// J5-Arduino\12\Expander\anode-common.js new five.Expander({   controller: "74HC595",    pins: {     data: 2,     clock: 3,     latch: 4   } })

・配線図

○IOエクスパンダのI/Oポートを制御する

　IOエクスパンダのI/Oポートを制御するには、ExpanderオブジェクトのAPIメソッドを使います。

・ピンモードの設定

　ピンモードを設定するには、「pinMode」メソッド使います。引数にはピン番号とモードを指定します。各IOエクスパンダで設定可能なモードは、こちらの表を参照してください。

pinMode(ピン番号, モード)

　たとえば、0ピンのモードを入力(デジタル入力)に設定するには、次のように書きます。

expander.pinMode(0, expander.MODES.INPUT);

・アナログ入力値の読み取り

　アナログピンのアナログ入力値を読み取るには、「analogRead」メソッドを使います。引数には、ピン番号とハンドラを指定します。ハンドラには、(読み取り時に実行するコールバック関数を指定します。読み取った値はハンドラの引数に返されます。

analogRead(ピン番号, ハンドラ( 引数 ) )

　たとえば、0ピンのアナログ入力値を読み取り、取得した値を表示するには、次のように書きます。

expander.analogRead(0, function(value) {   console.log(value); });

・デジタル入力値の読み取り

　デジタルピンのデジタル入力値を読み取るには、「digitalRead」メソッドを使います。引数には、ピン番号とハンドラを指定します。ハンドラには、(読み取り時に実行するコールバック関数を指定します。読み取った値はハンドラの引数に返されます。

digitalRead(ピン番号, ハンドラ( 引数 ) )

　たとえば、0ピンのデジタル入力値を読み取り、取得した値を表示するには、次のように書きます。

expander.digitalRead(0, function(value) {   console.log(value); });

・デジタル値の出力

　デジタル値を出力するには、「digitalWrite」メソッドを使います。引数には、ピン番号と出力値(「0」または「1」)を指定します。

digitalWrite(ピン番号, 出力値)

　たとえば、0ピンに「1」(HIGH)を出力するには、次のように書きます。

expander.digitalWrite(0, 1)

・PWMの出力

　PWMを出力するには、「pwmWrite」メソッド、または「analogWrite」メソッドを使います。引数には、ピン番号と出力値(0～255)と指定します。

pwmWrite(ピン番号, 出力値) analogWrite(ピン番号, 出力値)

　たとえば、0ピンにPWM値「255」を出力するには、次のように書きます。

expander.pwmWrite(0, 255);

・サーボ値の出力

　サーボ値(サーボモーターの回転角度)を出力するには、「servoWrite」メソッドを使います。引数には、ピン番号と角度(0～180)を指定します。

servoWrite(ピン番号, 角度)

　たとえば、0ピンのサーボ値180度を出力するには、次のように書きます。

expander.servoWrite(0, 180);

○IOエクスパンダとコンポーネントを関連付ける

　IOエクスパンダは、コンポーネントと関連付けすることで、コンポーネントのオブジェクトからシームレスでアクセスできるようになります。

　IOエクスパンダは、コンポーネントと関連付けするには、まずIOエクスパンダの仮想ボードを作成します。仮想ボードを作成するには、Board.Virtualコンストラクタの引数にExpanderオブジェクトを渡します。

　たとえば、「PCF8575」の仮想ボードを作成するには、次のように書きます。

var virtual = new five.Board.Virtual(    new five.Expander("PCF8575")   );

　次にコンポーネントのオブジェクトを作成します。このとき、「board」プロパティに仮想ボードのオブジェクトを指定します。「pin」や「pins」プロパティには、仮想ボード上のピン番号を指定します。

　たとえば、「PCF8575」の0ピンにLEDを、17ピンにボタンを接続して、コントロールできるようにするには、次のように書きます。

// J5-Arduino\12\Expander\pcf8575.js   // Ledオブジェクトを作成   // 「PCF8575」の0ピンにLEDを接続   var led = new five.Led({     board: virtual,     pin: 0,   });   // Buttonオブジェクトを作成   // 「PCF8575」の17ピンにボタンを接続   var button = new five.Button({     board: virtual     pin: 17,   });

・配線図