Scratch遠隔センサーとESP8266

2016年12月24日(土) CoderDojo Nara

むとうたけし(@610t)

• http://qml.610t.org/squeak/CodarDojoNara201612.html
• http://qml.610t.org/squeak/CodarDojoNara201612.presen (Presentation mode)

• 発表用は、1024x768程度に最適化されています。

• Scratch 1.4には、遠隔センサーという機能があります。
• ネットワーク経由で、入出力が可能です。
• 遠隔センサーの実例として、AndroidとESP8266でデモします。

Scratch Remote Sensors Protocol (遠隔センサープロトコル) は、ネットワーク経由でScratchと情報をやり取りするためのプロトコルです。

Scratch側では、TCP42001で遠隔センサーからの接続を待ち受けします。

パケットの構成

<size: 4 bytes><msg: size bytes>

• 4バイトのパケットサイズヘッダ
• メッセージ
• broadcast "msg"
• sensor-update "var1" value1 "var2" value2 ......

メッセージを送ります。

• Scratch→センサー: [msgを送る]と「broadcast "msg"」が送られる

• センサー→Scratch: 「broadcast "msg"」を送ると、msgイベントを受け取る

すべてのスプライト用変数の値の変更をおこなう。

• センサー→Scratch: sensor-updateを受け取ると、変数の値を更新する。

• Scratch→センサー: 全てのスプライト用変数の値が更新された時に、sensor-updateを送る。

• Physical Sensor for Scratchを使って、Androidから遠隔センサー

• ざくっというと、Arduino+WiFi(無線LAN)
• 日本では、ESP-WROOM-02がメジャー。
• 各社から製品が出ています。
• ESPr Developer(2160円)がおすすめ

ScratchからWifiで遠隔操作してみる: Scratch 遠隔センサープロトコルの実装例

• ScratchにWiFi経由で接続する
• ESP8266 4番ピンのスイッチの値によって、変数vを更新(sensor-update "v" 0 or 1)
• この時、メッセージmも送る(broadcast "m")

 #include <ESP8266WiFi.h>
const char* ssid     = "PUT SSID HERE";
const char* password = "PUT PWD HERE";
const char* host = "PUT PC IP ADDRESS HERE";
const int Port = 42001;
void setup() {
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
  }
}
void loop() {
  WiFiClient client;
  if (!client.connect(host, Port)) {return;} // fail
  (snip)
        if (client.write((const uint8_t*)scmd, 4 + strlen(scmd+4))) {
  (snip)
}

void loop() {
  (snip)
    if(digitalRead(4)!=sw) {
      sw=digitalRead(4);stat=1;
      strcpy(scmd+4,"broadcast \"m\"");
    } else {
      if(stat==1) {
        stat=0;
        if(digitalRead(4)==LOW) {
          strcpy(scmd+4,"sensor-update \"v\" 0 ");
        } else {
  (snip)
    scmd[3]=(uint8_t)strlen(scmd+4); // scmd[3]はコマンド長
    if(0!=strlen(scmd+4)) {
      for(uint32_t i = 0; i < 4 + strlen(broadcastcmd); i++) {
        if (client.write((const uint8_t*)scmd, 4 + strlen(scmd+4))) {
        } else {
  (snip)

• ESP8266→Scratch
• ESP8266のD3ボタンを押すと、"button"メッセージが飛んで、状態が変数btnに。
• 温度・湿度センサーの値を、変数t,hとして送る

• Scratch→ESP8266: 変数r,g,bで、RGB LEDを制御する。

• Scratch 1.4の、遠隔センサープロトコルについて説明しました。
• AndroidとESP8266からScratch遠隔センサーを使ってみました。

おまけ

• Scratch 1.4で、ArduinoをPicoBoardとして使うこともできます: Scratch+Arduino
• Scratch 2では遠隔センサーは使えませんが、拡張機能があります: PicoBoard, LEGO WeDo 1.0 & 2.0
• ScratchXでは、もっと色々な拡張機能があります。

• Scratch Remote Sensors Protocol
• Scratch（スクラッチ）を外部のプログラムなどとつなぐ「遠隔センサー接続」を解説する（その1）
• ScratchからWifiで遠隔操作してみる
• ANDROIDスマートフォンとSCRATCHを組み合わせて使う話