【C言語】第10章第12回：センサー制御プログラムの開発

2025年1月17日 a-mun

本記事では、C言語を使用してセンサー制御プログラムを作成します。センサーからのデータ取得方法や、条件に応じた制御を学びます。

Table of Contents

0. 記事の概要

この記事を読むメリット

ハードウェア制御の基礎理解：センサーからのデータ取得や解析方法を学べます。
実用的なプログラム作成：リアルタイムでデータを取得・処理するプログラムを作成します。
応用力の向上：センサー制御を基にした応用システムの開発スキルを得られます。

この記事で学べること

センサーの基本的な動作原理
データ取得と解析方法
条件に応じた制御の実装

1. センサー制御プログラムの基本設計

1.1 センサー制御の基本概念

センサーは外部環境の情報を取得し、それを電子信号として出力します。制御プログラムはこの信号を解析し、以下のような処理を行います。

データの読み取り
読み取ったデータの条件判定
条件に応じた出力や動作の制御

1.2 プログラムの機能

このプログラムでは以下の基本機能を実装します。

センサーからのデータ取得
リアルタイムのデータ表示
条件に応じた制御（例: 温度が高すぎる場合のアラート表示）

2. コード例と詳細解説

2.1 基本コード例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// センサーのデータを模擬する関数
int getSensorData() {
    return rand() % 100; // ランダムな温度データ（0〜99度）
}

void displayAlert(int temperature) {
    if (temperature > 70) {
        printf("警告: 温度が高すぎます (%d度)\\n", temperature);
    } else if (temperature < 10) {
        printf("注意: 温度が低すぎます (%d度)\\n", temperature);
    } else {
        printf("温度は正常です: %d度\\n", temperature);
    }
}

int main() {
    srand(time(0)); // ランダム値の種を設定

    while (1) {
        int temperature = getSensorData();
        printf("センサーの温度: %d度\\n", temperature);
        displayAlert(temperature);

        sleep(1); // 1秒ごとにデータを更新
    }

    return 0;
}

動作解説

データ取得:`getSensorData`関数でセンサーの模擬データを生成します。
条件判定とアラート表示:`displayAlert`関数で温度データに基づいてアラートを出力します。
リアルタイム表示:`main`関数で1秒ごとにデータを取得し、結果を表示します。

3. 練習問題

以下の課題に挑戦して、センサー制御プログラムを拡張してみましょう。

複数のセンサー（例: 温度、湿度）を扱う機能を追加してください。
データをCSVファイルに記録する機能を追加してください。
特定条件を満たす場合に、デバイスを制御する機能を実装してください。

4. 練習問題の解答と解説

問2の解答例

// データをCSVファイルに記録
void logDataToCSV(int temperature) {
    FILE *file = fopen("sensor_log.csv", "a");
    if (file) {
        fprintf(file, "%d, %ld\\n", temperature, time(NULL));
        fclose(file);
    } else {
        printf("ログファイルを開けませんでした。\\n");
    }
}

この関数を使用して、温度データをCSVファイルに記録することができます。

5. まとめ

本記事では、C言語を用いてセンサー制御プログラムを作成しました。さらに高度な機能を追加して、実用的なセンサー制御システムを開発してみましょう。