シリアルサーボ制御方法（５）　PCから直接制御編（その２）

Posted on 2010.09.29 in

はじめに

今回はボタンやトラックバーにイベントを追加して、ICSサーボモーター制御プログラムを完成します。イベントとは「ボタンをクリックすると～～になる」というプログラムを作るときの「クリックすると」の部分です。例えばボタンの場合ですと「Click」というイベントがすでに用意されていますので、そのイベントについてプログラムを書き込むだけです。前回フォーム上にたくさんのコントロールを配置しましたが、ここでは必要なイベントをまとめておきます。

コントロール名	イベント名	内容
Button1	Click	クリックされたらCOMポートを接続する
ComboBox1	DropDown	メニューが表示されたら接続可能なCOMポート名を表示する
TrackBar1	ValueChanged	トラックバーの位置が変わったらサーボのポジションを移動する

イベントの追加

前回のプロジェクト（またはソリューションファイル）を読み込み、次の手順でイベントを追加します。フォームが表示されない場合は、ソリューションエクスプローラーウィンドウを開き、「Form1.vb」アイコンをダブルクリックしてください。

Form1.vb[デザイン]タブをクリックしてフォームを表示します。
イベントを追加したいコントロールをクリックして選択します。
プロパティウィンドウのツールバーにあるイベントボタン（稲妻マーク）をクリックして、選択したコントロールのイベント一覧を表示します。
イベント名の横の空欄をダブルクリックするとソースコードにイベントのひな形が追加されますので、そのひな形の中にプログラムを書きます。

ComboBox1でCOMポート選択

ComboBox1コントロールのプルダウンメニューを開いたら、現在PCで接続可能なCOMポート一覧を表示するイベントを作ってみます。プルダウンメニューを開くイベントは「DropDown」イベントです。フォーム上のComboBox1コントロールをクリックして、プロパティウィンドウの「DropDown」イベント名の横にある空欄をダブルクリックするとプログラムウィンドウが表示され、DropDownイベントのひな形が表示されます。ひな形が表示されましたら、下のプログラムを入力してください。入力するのはComboBox1.Items.Clear()～の２行だけです。

Private Sub ComboBox1_DropDown(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles ComboBox1.DropDown
  ComboBox1.Items.Clear() 'ComboBoxメニューの中身をいったん削除する
  ComboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames()) '接続中の全COMポート名をメニューに追加する
End Sub

Private Sub ComboBox1_DropDown(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles ComboBox1.DropDown

ComboBox1.Items.Clear() 'ComboBoxメニューの中身をいったん削除する

ComboBox1.Items.AddRange(System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames()) '接続中の全COMポート名をメニューに追加する

End Sub

入力が完了しましたら、F5キーを押してデバッグ実行してみてください。ComboBox1コントロールの横にある下向き矢印ボタンを押すと、現在PCに接続されているCOMポート一覧が選択できるようになっています。

Button1でCOMポートに接続

次にButton1を使ってComboBox1コントロールで選択したCOMポートに、SerialPort1コントロールを接続してシリアル通信可能な状態にします。フォーム上にあるButton1コントロールを選択し、プロパティウィンドウから「Click」イベント名を探します。見つかったら左の欄をダブルクリックして「Click」イベントのひな形をプログラムに追加します。追加できたら下のプログラムを入力してください。

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click
  SerialPort1.Close() 'いったんポートを閉じる
  If ComboBox1.Text &lt;&gt; String.Empty Then 'COMポート名が空っぽでなかったら（正しく選択されていた場合）
    SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text 'ポート名を指定する
    SerialPort1.Open()                    'ポートを開く（接続する）
  End If
End Sub

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

SerialPort1.Close() 'いったんポートを閉じる

If ComboBox1.Text <> String.Empty Then 'COMポート名が空っぽでなかったら（正しく選択されていた場合）

SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text 'ポート名を指定する

SerialPort1.Open() 'ポートを開く（接続する）

End If

End Sub

ボタンを押したときに現在の接続状態を調べることは面倒なので、ボタンを押したら無条件でいったん通信を切断しています。そのあとでComboBoxコントロールで正しいCOMポートが選択されているか確認し、接続を行っています。

TrackBar1を動かしたらサーボを動かす

最後にTrackBar1を左右にスライドさせたら、その位置に合わせてサーボモーターを動かすプログラムを作成します。TrackBar1コントロールを選択し、プロパティウィンドウから「ValueChanged」イベントを追加してください。このイベントは、TrackBarコントロールをスライドさせたり直接値を代入した場合に発生します。イベントのひな形が追加されたら、下のプログラムを入力してください。

Private Sub TrackBar1_ValueChanged(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles TrackBar1.ValueChanged
  Dim Pos As Integer 'サーボから返ってきたデータを保存するための変数
  If SerialPort1.IsOpen = True Then 'COMポートが接続済みである場合だけ処理を行う
    Pos = SetPos(NumericUpDown1.Value, TrackBar1.Value) 'SetPosコマンドにID番号とTrackBarの位置（ポジション）を送る
    If Pos &lt;&gt; -1 Then 'モーターがきちんと動作した場合
      TextBox1.Text = Pos.ToString() '受け取った現在位置データを文字列に変換して、TextBoxコントロールに表示する
    End If
  End If
End Sub

Private Sub TrackBar1_ValueChanged(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles TrackBar1.ValueChanged

Dim Pos As Integer 'サーボから返ってきたデータを保存するための変数

If SerialPort1.IsOpen = True Then 'COMポートが接続済みである場合だけ処理を行う

Pos = SetPos(NumericUpDown1.Value, TrackBar1.Value) 'SetPosコマンドにID番号とTrackBarの位置（ポジション）を送る

If Pos <> -1 Then 'モーターがきちんと動作した場合

TextBox1.Text = Pos.ToString() '受け取った現在位置データを文字列に変換して、TextBoxコントロールに表示する

End If

End Sub

ここでは前回作成したSetPosコマンドを使っています。ID番号（NumericUpDown1.Value）とTrackBarコントロールのスライド位置（TrackBar1.Value）をSetPos関数に送ってサーボモーターを動かし、サーボモーターから返ってきた値が正しい場合はTextBox1コントロールに結果を表示しています。

SetPos関数でポジションコマンドを送ったときに返ってくる値は、サーボモーターがコマンドを受け取った時点での位置です。サーボモーターはコマンドで指示された位置へ到達しているわけではありませんので、スライドバーの位置とTextBox1の値は必ずしも連動しません。なお、「If Pos <> -1 Then ～　End If」の部分では、SetPos関数でポジションコマンドをサーボモーターに送ったとき、何らかのエラーがおきるとSetPos関数は-1を返すように設計しました（詳細は「シリアルサーボ制御方法（４）　PCから直接制御編（その１）」を参照）ので、「エラーが起きていない場合は返値をTextBox1に表示する」という処理をしています。 Visual Basicでは「～に等しくない」という条件を「<>」と表現します。C言語における「!=」にあたります。

プログラムを実行しましょう

以上でプログラムは完了です。F５キーを押してプログラムを実行し、下記手順でモーターを動かしてみてください。

サーボモーターをICS USBアダプターに接続する。
プログラムを起動して、ICS USBアダプターのCOMポートを選択する
接続ボタンを一回押す
ID入力欄でサーボモーターのIDを選択する
トラックバーをスライドさせて、モーターを動かす

その他追加事項

内容を非常に簡略化したので、ボタンを押したときにCOMポートが正しく接続されているか分かりにくいので、正しく接続したときにはにフォームのタイトルバーに「接続完了」と表示するように下記プログラムを追加してもいいでしょう。

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click
  SerialPort1.Close() 'いったんポートを閉じる
  If ComboBox1.Text &lt;&gt; String.Empty Then 'COMポート名が空っぽでなかったら（正しく選択されていた場合）
    SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text 'ポート名を指定する
    SerialPort1.Open()                    'ポートを開く（接続する）
    '-----  追加部分 -----
    If SerialPort1.IsOpen = True Then     'ポートが接続完了した場合
      Me.Text = Me.Text + " [接続完了] "  'フォーム（ここではMe）のタイトルバーに[接続完了]の文字を追加する
    End If
    '-----  追加部分 -----
  End If
End Sub

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

SerialPort1.Close() 'いったんポートを閉じる

If ComboBox1.Text <> String.Empty Then 'COMポート名が空っぽでなかったら（正しく選択されていた場合）

SerialPort1.PortName = ComboBox1.Text 'ポート名を指定する

SerialPort1.Open() 'ポートを開く（接続する）

'----- 追加部分 -----

If SerialPort1.IsOpen = True Then 'ポートが接続完了した場合

Me.Text = Me.Text + " [接続完了] " 'フォーム（ここではMe）のタイトルバーに[接続完了]の文字を追加する

End If

'----- 追加部分 -----

End If

End Sub

まとめ

サーボモーターを動かすGUIプログラムが、なんと４０行程度の入力で完成しました（※予期せぬエラーを防ぐような仕組みは、説明を簡単にするためにあまり取り入れていません）。全５回構成でICSシリアルサーボモーターの制御方法などの説明と、サーボモーターを実際動かしてみるプログラムを作成しました。近藤科学株式会社のICS規格は半二重通信ですので、特に送受信タイミングもそれほどシビアではなく、プログラミングも簡単です。SetPos関数と同様にSetSpeedやSetStretch関数などを作成して、コントロールを追加すれば簡単にサーボモーターの特性を変えることもできます。ぜひお試しください。今回はVisual Basicでプログラムを作成しましたが、同様の方法でVisual C++とVisual C#でプログラムを作成しましたので、ダウンロードしてご利用ください。＜注意点＞

下のZIPファイルを解凍しますと、それぞれ「IcsSetPosition_CSS」、「IcsSetPosition_CPP」、「IcsSetPosition_VB」というフォルダができます。それぞれのフォルダには「Debug」というフォルダがありますので、その中にある「IcsSetPosition.exe」を起動してください。
また、それぞれのフォルダにはIcsSetPosition.slnというVisual Studioソリューションファイルがあります。プログラムを書き直したい場合はこちらをダブルクリックして開いてください。
2010より以前のVisual Studioではソリューションファイルを開くことはできません。その場合は各フォルダにあるソースコード（C#: Form1.cs、C++: Form1.h、VB： Form1.vb）を参照にプログラムを書き直してください。古いVisual Studioでも使い方はそれほど変わりません。
ソリューションファイルを開いたときにフォームが表示されない場合は、ソリューションエクスプローラーウィンドウからForm.vb（またはForm.cs、Form.h）をダブルクリックして開くとフォームが表示されます。

Visual C# のソースコード　