LabVIEW – 計測・解析ラボ

LabVIEWは研究開発や工場の自動化などで使われているプログラミング環境で、計測・制御分野で強みを持っています。今年の5月に非商用であれば無料で使えるCommunity Editionがリリースされましたので、ArduinoやRaspberry Piを使っているメイカーに使い方を紹介したいと考えています。

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初めてLabVIEWに触る人でもこの本だけで使いこなせるように、29個のサンプルプログラムを用意しました。きっとプログラムを動かしながら理解を深められると思います。
電子ブックの内容
1章 : LabVIEWで学ぶプログラミング
2章 : LabVIEWコミュニティ版を使ってみよう
3章 : グラフィカルプログラミングにふれる
4章 : 自分のアプリを作ってみる
5章 : LabVIEWとArduino
6章 : LEDの特性を調べてみよう
7章 : 半導体センサを使ってみる

「球体をテトラヘクス結合したピースによるピラミッドパズル」

六角形を４個並べた図形をテトラへクスと言い、7種類の図形があります。

六角形の内接円でテトラへクスを作ると下のようになります。
薄い円形の板ではなく球でピースを作ります。
7種類を２セットで、14個のピースを作るには56個の球が必要です。
56個の球を積み上げると一辺が6個の正四面体になります。
1+(1+2)+(1+2+3)+(1+2+3+4)+(1+2+3+4+5)+(1+2+3+4+5+6) = 56

さて、球体をテトラヘクス結合した14個のピースでうまく正四面体が出来上がるでしょうか？

難しいパズルだと感じるかもしれませんが、組立手順はたくさんあります。

問題です。球に外接する立体を使って同じように正四面体を作るにはどんな立体を使えば良いでしょうか？

菱形12面体と言います。表裏が120°ずれているので、表裏違いのピースが3種類増えます。表裏違いのピースを組みとして、７組14個でパズルを作ったのですが、球のパズルよりも8倍難しいと考えられます。

来場者にこんな話をしたかったのですが、今年は残念です。

フルカラーウェルカムボードの製作

壁時計に使っているESP32と32×8 LEDパネルのスケッチを書き換えてSendai Micro Maker Faire用のウェルカムボードを作りました。

使用部品と配線はESP32と32×8フルカラーLEDでデジタル壁時計をつくるを参照してください。
外装についてはデジタル壁時計の組み立てを参照してください。

英数字の5×8フォントを作って表示させたのが新しい点です。フォントデータが96行あるので見苦しいですが、それ以外はシンプルに書いたつもりです。左端から右端に向かってLEDの色が変化していくプログラムに、”フォントピクセルだけ表示する”という条件をつけています。

フォントデータはAppleⅡeの資料を見かけたのでデータ化してみました。

//ESP32(MH-ET LIVE ESP32 MiniKIT)
//Quimat RGB LEDパネルQWS03 (8X32)
//2020.01.18 Koji Ohashi MaDA Lab@Morioka Iwate Japan

#include <FastLED.h>
#define DATA_PIN 16

#define WIDTH  32
#define HEIGHT 8
#define NUM_LEDS (WIDTH * HEIGHT)

CRGBArray<NUM_LEDS> leds;

int Pos[WIDTH][HEIGHT];
boolean FontMask[WIDTH][HEIGHT];

//96 font starting from ' '(space)
byte FFont[96*5]={
    0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
    0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00,
    0x00,0x07,0x00,0x07,0x00,
    0x14,0x7F,0x14,0x7F,0x14,
    0x24,0x2A,0x7F,0x2A,0x12,
    0x23,0x13,0x08,0x64,0x62,
    0x36,0x49,0x56,0x20,0x50,
    0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
    0x00,0x1C,0x22,0x41,0x00,
    0x00,0x41,0x22,0x1C,0x00,
    0x22,0x14,0x7F,0x14,0x22,
    0x08,0x08,0x3E,0x08,0x08,
    0x00,0x40,0x30,0x00,0x00,
    0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,
    0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,
    0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,
    0x3E,0x51,0x49,0x45,0x3E,
    0x00,0x42,0x7F,0x40,0x00,
    0x62,0x51,0x49,0x49,0x46,
    0x21,0x41,0x49,0x4D,0x33,
    0x18,0x14,0x12,0x7F,0x10,
    0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,
    0x3C,0x4A,0x49,0x49,0x31,
    0x01,0x71,0x09,0x05,0x03,
    0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,
    0x46,0x49,0x49,0x29,0x1E,
    0x00,0x00,0x14,0x00,0x00,
    0x00,0x40,0x34,0x00,0x00,
    0x08,0x14,0x22,0x41,0x00,
    0x14,0x14,0x14,0x14,0x14,
    0x00,0x41,0x22,0x14,0x08,
    0x02,0x01,0x59,0x05,0x02,
    0x3E,0x41,0x5D,0x59,0x4E,
    0x7C,0x12,0x11,0x12,0x7C,
    0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36,
    0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22,
    0x7F,0x41,0x41,0x41,0x3E,
    0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41,
    0x7F,0x09,0x09,0x09,0x01,
    0x3E,0x41,0x41,0x51,0x71,
    0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,
    0x00,0x41,0x7F,0x41,0x00,
    0x20,0x40,0x40,0x40,0x3F,
    0x7F,0x08,0x14,0x22,0x41,
    0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40,
    0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F,
    0x7F,0x04,0x08,0x10,0x7F,
    0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E,
    0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06,
    0x3E,0x41,0x51,0x21,0x5E,
    0x7F,0x09,0x19,0x29,0x46,
    0x26,0x49,0x49,0x49,0x32,
    0x01,0x01,0x7F,0x01,0x01,
    0x3F,0x40,0x40,0x40,0x3F,
    0x1F,0x20,0x40,0x20,0x1F,
    0x7F,0x20,0x18,0x20,0x7F,
    0x63,0x14,0x08,0x14,0x63,
    0x03,0x04,0x78,0x04,0x03,
    0x61,0x51,0x49,0x45,0x43,
    0x7F,0x7F,0x41,0x41,0x41,
    0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,
    0x41,0x41,0x41,0x7F,0x7F,
    0x10,0x08,0x04,0x08,0x10,
    0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,
    0x00,0x01,0x02,0x04,0x00,
    0x20,0x54,0x54,0x54,0x78,
    0x7F,0x44,0x44,0x44,0x38,
    0x38,0x44,0x44,0x44,0x44,
    0x38,0x44,0x44,0x44,0x7F,
    0x38,0x54,0x54,0x54,0x58,
    0x08,0x7E,0x09,0x09,0x02,
    0x18,0xA4,0xA4,0xA4,0x78,
    0x7F,0x04,0x04,0x04,0x78,
    0x00,0x44,0x7D,0x40,0x00,
    0x40,0x80,0x84,0x7D,0x00,
    0x00,0x7F,0x10,0x28,0x44,
    0x00,0x41,0x7F,0x40,0x00,
    0x7C,0x04,0x18,0x04,0x7C,
    0x7C,0x04,0x04,0x04,0x78,
    0x38,0x44,0x44,0x44,0x38,
    0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18,
    0x18,0x24,0x24,0x24,0xFC,
    0x7C,0x08,0x04,0x04,0x04,
    0x48,0x54,0x54,0x54,0x24,
    0x04,0x3F,0x44,0x40,0x20,
    0x3C,0x40,0x40,0x20,0x7C,
    0x1C,0x20,0x40,0x20,0x1C,
    0x7C,0x40,0x30,0x40,0x7C,
    0x44,0x28,0x10,0x28,0x44,
    0x1C,0xA0,0xA0,0xA0,0x7C,
    0x44,0x64,0x54,0x4C,0x44,
    0x08,0x3E,0x77,0x41,0x41,
    0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,
    0x41,0x41,0x77,0x3E,0x08,
    0x02,0x01,0x03,0x02,0x01,
    0x2A,0x14,0x2A,0x14,0x2A,
};

int count=0;
//Display Word
char word0[] = "Nice";
char word1[] = "to";
char word2[] = "MEET";
char word3[] = "YOU";
char word4[] = "SQUARE";
char word5[] = "CUBE";
char word6[] = "PUZZLE";

void setup() { 
  Serial.begin(115200);
  FastLED.addLeds<WS2812B, DATA_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  //LEDS.setBrightness(20);
  LEDS.setBrightness(40);
  Serial.println("WelcomeDisplay06");
  initFontMask();
  setPosArray();
}

void loop(){  
  static uint8_t hue;
  if(count>18){ count=0;}
  if(count==0){ dispWord(word0,4);}
  if(count==2){ dispWord(word1,2);}
  if(count==4){ dispWord(word2,4);}
  if(count==6){ dispWord(word3,3);}
  if(count==8){ initFontMask();}
  if(count==9){ dispWord(word4,6);}
  if(count==12){ dispWord(word5,4);}
  if(count==15){ dispWord(word6,6);}
  
  for(int j=0;j<WIDTH;j++){
    for(int i=0; i < HEIGHT; i++){
      if(FontMask[j][i]==true){
        int led_num=Pos[j][i];
        leds[led_num] = CHSV(hue++,255,255);
      }
    }
    leds.fadeToBlackBy(10);
    FastLED.delay(50);
  }
  count=count+1;
}


void FontArray2BitMap(int Num, int Pos){
  for(int i=0;i<5;i++){
    byte font_col=FFont[Num*5+i];//FullFont
    for(int j=0;j<8;j++){
      if((font_col & 1)==1){
        FontMask[Pos+i][j]=true;
      } else {
        FontMask[Pos+i][j]=false;
      }
      font_col=font_col>>1;
    }
  }
}

void dispWord(char *s1,int n){
  initFontMask();
  for(int i=0;i<n;i++){
    FontArray2BitMap(s1[i]-' ',i*5);//from space
  }
}

void setPosArray(){
  for(int i=0; i < HEIGHT; i++){
    for(int j=0; j < WIDTH; j++){
      if(i%2==0){
        Pos[j][i]=i*WIDTH+j;
      } else{
        Pos[j][i]=(i+1)*WIDTH-j-1;
      }
    }
  }
}

void initFontMask(){
  for(int i=0; i < HEIGHT; i++){
    for(int j=0; j < WIDTH; j++){
      FontMask[j][i]=false;
    }
  }
}

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//ESP32(MH-ET LIVE ESP32 MiniKIT)

//Quimat RGB LEDパネルQWS03 (8X32)

//2020.01.18 Koji Ohashi MaDA Lab@Morioka Iwate Japan

#include <FastLED.h>

#define DATA_PIN 16

#define WIDTH 32

#define HEIGHT 8

#define NUM_LEDS (WIDTH * HEIGHT)

CRGBArray<NUM_LEDS> leds;

int Pos[WIDTH][HEIGHT];

boolean FontMask[WIDTH][HEIGHT];

//96 font starting from ' '(space)

byte FFont[96*5]={

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00,

0x00,0x07,0x00,0x07,0x00,

0x14,0x7F,0x14,0x7F,0x14,

0x24,0x2A,0x7F,0x2A,0x12,

0x23,0x13,0x08,0x64,0x62,

0x36,0x49,0x56,0x20,0x50,

0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,

0x00,0x1C,0x22,0x41,0x00,

0x00,0x41,0x22,0x1C,0x00,

0x22,0x14,0x7F,0x14,0x22,

0x08,0x08,0x3E,0x08,0x08,

0x00,0x40,0x30,0x00,0x00,

0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,

0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,

0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,

0x3E,0x51,0x49,0x45,0x3E,

0x00,0x42,0x7F,0x40,0x00,

0x62,0x51,0x49,0x49,0x46,

0x21,0x41,0x49,0x4D,0x33,

0x18,0x14,0x12,0x7F,0x10,

0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,

0x3C,0x4A,0x49,0x49,0x31,

0x01,0x71,0x09,0x05,0x03,

0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,

0x46,0x49,0x49,0x29,0x1E,

0x00,0x00,0x14,0x00,0x00,

0x00,0x40,0x34,0x00,0x00,

0x08,0x14,0x22,0x41,0x00,

0x14,0x14,0x14,0x14,0x14,

0x00,0x41,0x22,0x14,0x08,

0x02,0x01,0x59,0x05,0x02,

0x3E,0x41,0x5D,0x59,0x4E,

0x7C,0x12,0x11,0x12,0x7C,

0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36,

0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22,

0x7F,0x41,0x41,0x41,0x3E,

0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41,

0x7F,0x09,0x09,0x09,0x01,

0x3E,0x41,0x41,0x51,0x71,

0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,

0x00,0x41,0x7F,0x41,0x00,

0x20,0x40,0x40,0x40,0x3F,

0x7F,0x08,0x14,0x22,0x41,

0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40,

0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F,

0x7F,0x04,0x08,0x10,0x7F,

0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E,

0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06,

0x3E,0x41,0x51,0x21,0x5E,

0x7F,0x09,0x19,0x29,0x46,

0x26,0x49,0x49,0x49,0x32,

0x01,0x01,0x7F,0x01,0x01,

0x3F,0x40,0x40,0x40,0x3F,

0x1F,0x20,0x40,0x20,0x1F,

0x7F,0x20,0x18,0x20,0x7F,

0x63,0x14,0x08,0x14,0x63,

0x03,0x04,0x78,0x04,0x03,

0x61,0x51,0x49,0x45,0x43,

0x7F,0x7F,0x41,0x41,0x41,

0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,

0x41,0x41,0x41,0x7F,0x7F,

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0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,

0x00,0x01,0x02,0x04,0x00,

0x20,0x54,0x54,0x54,0x78,

0x7F,0x44,0x44,0x44,0x38,

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0x38,0x54,0x54,0x54,0x58,

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0x7F,0x04,0x04,0x04,0x78,

0x00,0x44,0x7D,0x40,0x00,

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0x00,0x41,0x7F,0x40,0x00,

0x7C,0x04,0x18,0x04,0x7C,

0x7C,0x04,0x04,0x04,0x78,

0x38,0x44,0x44,0x44,0x38,

0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18,

0x18,0x24,0x24,0x24,0xFC,

0x7C,0x08,0x04,0x04,0x04,

0x48,0x54,0x54,0x54,0x24,

0x04,0x3F,0x44,0x40,0x20,

0x3C,0x40,0x40,0x20,0x7C,

0x1C,0x20,0x40,0x20,0x1C,

0x7C,0x40,0x30,0x40,0x7C,

0x44,0x28,0x10,0x28,0x44,

0x1C,0xA0,0xA0,0xA0,0x7C,

0x44,0x64,0x54,0x4C,0x44,

0x08,0x3E,0x77,0x41,0x41,

0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,

0x41,0x41,0x77,0x3E,0x08,

0x02,0x01,0x03,0x02,0x01,

0x2A,0x14,0x2A,0x14,0x2A,

};

int count=0;

//Display Word

char word0[] = "Nice";

char word1[] = "to";

char word2[] = "MEET";

char word3[] = "YOU";

char word4[] = "SQUARE";

char word5[] = "CUBE";

char word6[] = "PUZZLE";

void setup() {

Serial.begin(115200);

FastLED.addLeds<WS2812B, DATA_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);

//LEDS.setBrightness(20);

LEDS.setBrightness(40);

Serial.println("WelcomeDisplay06");

initFontMask();

setPosArray();

}

void loop(){

static uint8_t hue;

if(count>18){ count=0;}

if(count==0){ dispWord(word0,4);}

if(count==2){ dispWord(word1,2);}

if(count==4){ dispWord(word2,4);}

if(count==6){ dispWord(word3,3);}

if(count==8){ initFontMask();}

if(count==9){ dispWord(word4,6);}

if(count==12){ dispWord(word5,4);}

if(count==15){ dispWord(word6,6);}

for(int j=0;j<WIDTH;j++){

for(int i=0; i < HEIGHT; i++){

if(FontMask[j][i]==true){

int led_num=Pos[j][i];

leds[led_num] = CHSV(hue++,255,255);

}

leds.fadeToBlackBy(10);

FastLED.delay(50);

}

count=count+1;

}

void FontArray2BitMap(int Num, int Pos){

for(int i=0;i<5;i++){

byte font_col=FFont[Num*5+i];//FullFont

for(int j=0;j<8;j++){

if((font_col & 1)==1){

FontMask[Pos+i][j]=true;

} else {

FontMask[Pos+i][j]=false;

}

font_col=font_col>>1;

}

void dispWord(char *s1,int n){

initFontMask();

for(int i=0;i<n;i++){

FontArray2BitMap(s1[i]-' ',i*5);//from space

}

void setPosArray(){

for(int i=0; i < HEIGHT; i++){

for(int j=0; j < WIDTH; j++){

if(i%2==0){

Pos[j][i]=i*WIDTH+j;

} else{

Pos[j][i]=(i+1)*WIDTH-j-1;

}

void initFontMask(){

for(int i=0; i < HEIGHT; i++){

for(int j=0; j < WIDTH; j++){

FontMask[j][i]=false;

}

Sendai Micro Maker Faireに出展します

仙台マイクロメイカーフェアに出展します。( #SendaiMMF )

2020年1月25日 12:00-17:00
産業見本市会館(仙台市) サンフェスタ301

いろいろな素材で作ったスクエアキューブパズルの紹介とLabVIEW 2014 Home版で書いた解探索プログラムのデモを行います。

リーフレット

LabVIEWユーザー会(2019)のお知らせ

例年NI Daysで開催されてきたLabVIEWユーザー会ですが、今年は日本でのNI Daysがなくなったので、独自開催を計画中です。
日時は2019年12月14日（土曜日) 13:00からを予定しています。場所は未定(浜松町周辺が候補)で、11月15日ぐらいまで参加者の人数を把握して決定するようです。会費は無料ですが、会場費を割り勘で負担する予定です。
予定しているプログラムなど詳細は下記URLのEventsから確認してください。
https://jlabcon.wixsite.com/jlabcon-top

私は、NIのディスカッションフォーラム「北東北ユーザー会」で紹介したIndustrial ShieldsのM-DuinoとSIEMENSのSIMATIC IOT2020を持参します。また、Arduino UNOの互換機でFPGA機能があるXLR8も、使いこなせていませんが、持参します。
また、テトロキューブ16個で4x4x4の立方体をくみ上げるパズルのLabVIEW版を作成しているのですが、自動的に解を探索するLabVIEWプログラムを（出来たところまでですが、）紹介します。画面上でパズルで遊ぶ部分はできましたのでNIのディスカッションフォーラム「北東北ユーザー会」の別トピックスで紹介します。

LabVIEWユーザー会に関する問い合わせは上記URLからお願いします。

LabVIEW Community Editionの情報 (191001)

メイカー、ホームユーザー向け(非商用)に無料で使える「LabVIEW Community Edition」が来年以降オープンされるとのことです。NI Communityでの質疑から分かった情報をまとめます。

– LabVIEW Community Editionは非商用での利用に限り無料で使うことができます。

– LabVIEW Community EditionはLabVIEW Professional Editionと同じ機能が透かしなしで使うことができます。
LabVIEWがインストールされていないPCでも実行できるプログラムを作成することができます。従来のHome/Student Editionはフロントパネルやダイアグラムにエディション名が書かれた透かしが入っていましたが、LabVIEW Community Editionには透かしが入りません。

– Raspberry Pi, BeagleBone, ArduinoでLabVIEWを使うことができるLINXの新しいバージョンが提供されます。

– ベータ版は2019年第4四半期、正式版は2020年5月にLabVIEW2020版でリリースされる予定です。
LINXの新しいバージョンのベータ版はすでに”NI Software Technology Preview”で公開されています。2019年第4四半期にリリースされるベータ版も”NI Software Technology Preview”で公開されます。

以上(191001)

メイカーフェア東京2018

メイカーフェア東京2018に出展します。
木目のパズル「プログラミングとレーザーカッターの素敵な関係」というタイトルで「チームいわて」のメンバーとして参加します。
ブースはC/02-02です。
「LabVIEW Home版をメイカーな人たちに広めよう」ということで、FM音源モジュールを接続したArduinoに、LabVIEWから音源パラメータを送り込むプログラムをデモします。

タッチディスプレイでLabVIEWのUIをクリックすると、
パラメータがArduinoに送られて、音源モジュールのレジスタが書き換えられ、
音源もジュールからPCのマイク端子に音声信号が送られ、
LabVIEWで信号を受け取って波形とパワースペクトルが表示され、
PCのイヤホン端子から外部スピーカーで音が出る、
というものです。

今回のデモ用にたまたまHPの安いノートPCを購入したのですが、タッチディスプレイの便利さを実感しました。
ブースレイアウトを確認してパッキングしました。