【マイクロビット応用】[４] プラモの飛行機のプロペラ（３）回転が徐々に遅くなって止まるように改造

　飛行機のプロペラのプログラムだが、よりリアルな動きを追求するため、改造を施したよ。

　どんな改造を施したのですか？

　プロペラが止まるときに、いきなり止まるのではなく、徐々に回転が遅くなってから止まるようにしたのだ。

　リアルですね～

どんな改造を施したのか？
「徐々に減速」の動きを行うための関数を追加
「徐々に減速」の状態の関数の内容
「エンジンの状態」の改造
「状態切り替え」方式のプログラムは改造しやすい。
まとめ

どんな改造を施したのか？

　これまで見てきたプログラムでは、「エンジンでプロペラが高速回転」の状態で「Ｂボタン」を押すと、いきなりプロペラが止まってしまうようになっていた。

　これを、徐々に回転が遅くなるように改造したのですね？

　うむ。その通り。これを実現するため、新たに「徐々に減速」という状態を追加したのだ。

状態	プロペラの動き	Ａボタン	Ｂボタン	プロペラが減速完了
停止	止まっている。	セルモーターの状態になる。	停止の状態のまま	（減速しない）
セルモーター	ゆっくり回る。	エンジンの状態になる。	停止の状態になる	（減速しない）
エンジン	速く回る。	エンジンの状態のまま	徐々に減速の状態になる	（減速しない）
徐々に減速	徐々に遅くなる。	徐々に減速のまま	徐々に減速のまま	停止の状態になる。

　前に出てきた表ですね。一番下に「徐々に減速」が追加されていますね。

　そうなのだ。そして、この「徐々に減速」では、他の状態と異なり、プロペラの回転速度が徐々にゆっくりに変化していくのが特徴なのである。

　「エンジン」の状態で「Ｂボタン」を押すと、この「徐々に減速」の状態になるのですね？

　修正前のプログラムでは、「停止」の状態に移行していたが、今回は「徐々に減速」の状態に移行するようにしたのだよ。

　「プロペラが減速完了」という列が増えていますね。これはどういうことですか？

　これは、状態を切り替えるためのきっかけが１つ増えた、ということなのだ。　

　「きっかけ」ですか？？？

　元のプログラムでは、「Ａボタン」や「Ｂボタン」で状態が変わっていたのは覚えているね？

　ボタンを押すことが「きっかけ」ということですね？

　その通りだ。ところが、「徐々に減速」の状態では、ボタンはきっかけにならず、プロペラの減速が完了することがきっかけとなり、「停止」に状態が変わるのだ。

　ということは、減速中はボタンを押しても、何も起こらない、ということですか？

　うむ。今回は、そういうふうにプログラムを改造したのだよ。

　なるほど・・・

「徐々に減速」の動きを行うための関数を追加

　ところで、それぞれの状態の動きを行う部分を「関数」にまとめていたのは覚えているかい？

　「State何とか」というやつですね？

　うむ。そして、今回追加したのは、徐々に減速して停止を行っている最中ということで、「StateStopping」という名前にしてみた。

状態	番号	関数の名前
停止の状態	０	StateStop
セルモーターの状態	１	StateCellMotor
エンジンの状態	２	StateEngine
徐々に減速の状態	３	StateStopping

　４つある関数のうち、一番名前が長いですね！

　「徐々に減速」の状態に割り当てた番号は３、変数名はSTATE_STOPPINGとしたぞ。

３行目 STATE_STOP = 0
４行目 STATE_CELL_MOTOR = 1
５行目 STATE_ENGINE = 2
６行目 STATE_STOPPING =3

　「関数」が追加されたら、呼び出す部分も追加されるのですか？

　ヤ～。プログラムでは、下のようになるのだ。

　（ドイツ語できたぞ？？）

76行目 while True:
77行目 if state == STATE_CELL_MOTOR:
78行目 state = StateCellMotor()
79行目 elif state == STATE_ENGINE:
80行目 state = StateEngine()
81行目 elif state == STATE_STOPPING:
82行目 state = StateStopping()
83行目 else:
84行目 state = StateStop()

　赤の部分に「StateStopping()」の呼び出しが追加されているのが分かるね？

　ヤ～！

「徐々に減速」の状態の関数の内容

　これまでの流れから言って、次は関数の中身の説明ですね？

　うむ。「StateStopping」は、次のような動作をするように作られている。

プロペラの回転数を徐々に遅くする。
Aボタン、Ｂボタンが押された場合は現状維持とする。
減速が完了したら、「次は停止である」ということを知らせる。

　そして、これが「StateStopping」の中身だ。

53行目 def StateStopping():
54行目 rpm = RPM_ENGINE
55行目 nextState = STATE_STOPPING
56行目 display.show(‘:’)
57行目 while True:
58行目 if button_a.get_presses():
59行目 nextState = STATE_STOPPING
60行目 if button_b.get_presses():
61行目 nextState = STATE_STOPPING
62行目 rpm = rpm – D_RPM
63行目 if rpm <= RPM_CELL:
64行目 nextState = STATE_STOP
65行目 break
66行目 pin1.write_analog(rpm)
67行目 sleep(200)
68行目 return nextState

　回転数の設定値は、エンジンの状態の回転数RPM_ENGINEから徐々に小さくしていくことになる。まずは、５４行目で回転数を保持するために「rpm」という変数を用意した。

　「変数」は、数字を入れておく箱でしたね。

　箱に入れてある数字を少しづつ小さくすることで、徐々に減速させるのだ。最初は高速回転しているので、この変数「rpm」に、RPM_ENGINEを入れておく。

　ふむふむ。

　この変数「rpm」に格納された値を、５７行目以降のループの中の６２行目で小さくする。

62行目 rpm = rpm – D_RPM
63行目 if rpm <= RPM_CELL:
64行目 nextState = STATE_STOP
65行目 break
66行目 pin1.write_analog(rpm)
67行目 sleep(300)

　そして、６６行目でマイクロビットからモーター駆動回路に出力するのだ。モーター駆動回路については、以前の記事をご覧ください。

【プログラミング応用】（１）モーターを動かしてみよう。

　ループの中にあるので、どんどん遅くなっていく、という訳ですね。

　そうだね。また、６７行目で少し待つことで、遅くなる具合を調整している。

　「減速が完了したら・・・」の部分はどこですか？

　それは６３～６５行目の部分だ。

63行目 if rpm <= RPM_CELL:
64行目 nextState = STATE_STOP
65行目 break

　モーターの回転数がセルモーターの時の回転数「RPM_CELL」以下になったら、減速完了と判断して、「次は停止」というお知らせを用意して、ループを抜けるのだ。

　「break」でループを抜けるのでしたね。

　ループを抜けると、「return」があるので、この関数の呼び出しもとに「お知らせ」が届くことになるのだ。

68行目 return nextState

　５８行目から６１行目は、ボタンについての部分ですね。後で問題が起こらないようにするために、ここでボタンが押されたかどうかを見ているのでしたね。

　これは前回説明したところだね。詳しくは、前回の記事をご覧ください。

【プログラミング応用】（３）プラモの飛行機のプロペラ（２）

「エンジンの状態」の改造

　改造はこれで全てですか？何か忘れているような気がしますが・・・

　関数「StateEngine」の改造が残っているぞ。「Ｂボタン」を押した後に、「停止」の状態ではなく、「徐々に減速」の状態に切り替わるようにしないといけないのだ。

　思い出した！そういえば、こんな表がありましたね。

状態	プロペラの動き	Ａボタン	Ｂボタン	プロペラが減速完了
停止	止まっている。	セルモーターの状態になる。	停止の状態のまま	（減速しない）
セルモーター	ゆっくり回る。	エンジンの状態になる。	停止の状態になる	（減速しない）
エンジン	速く回る。	エンジンの状態のまま	徐々に減速の状態になる	（減速しない）
徐々に減速	徐々に遅くなる。	徐々に減速のまま	徐々に減速のまま	停止の状態になる。