ホチキス先生の「プログラマーと呼ばれたい」

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Archive for the ‘インターフェース’ Category

C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 5。ユーザー ID を Active Directory から取得するようにした。

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教科「情報」の授業でタイピングソフトを自作して生徒実習をしている。このねらいは 2 つある。ひとつは、実際に使いやすいソフトウエアを使いたい、ということがある。特に生徒の実習データを Microsoft Flow に送信して集計しやすくする、ということがある。もう一つの目的は、ソフトウエア開発の実際を生徒に見せたい、ということだ。

いわゆる「ウォーターフロー型」の開発には限界があることが多く指摘されている。現代的なソフトウエア開発環境を最大限に活用するには、アジャイルと呼ばれる開発スタイルが望ましい。そこで教科「情報」の授業で自分が作ったソフトウエアを生徒に使わせながら、問題点や改善点を指摘させて次のバージョンに適用する、という手法でソフトウエア開発の実際を間接的に体験させるのだ。

そのためには、最初から完成されたソフトウエアを使わさない。最初はごく基本的な仕組みだけ作ったソフトウエアを使わせ、問題点や改善点を指摘することを演習とする。

様々な意見が生徒から出て興味深いのだが、これはまた別項でまとめることにする。今回のマイナーバージョンアップでは「学籍番号を入力するのが面倒だ」と「学籍番号を全角で入力してしまう間違いがおこる」ことを回避することを考えた。これは、システム管理をやっている者には常識的な実装になるが、ユーザー ID を Active Directory から取得することだ。これは一行のコードで実現できる。

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myUserName = Environment.UserName;

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そして取得したユーザー ID を gakuseID テキストボックスに表示する。

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gakuseID.Text = myUserName;

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ちゃんと取得することが確認できれば、学籍番号のテキストボックスの Enabled プロパティを false にし、書き換えられないようにする。

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gakuseID.Enabled = false;

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これで学生番号は間違いなく処理されるようになる。

C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 4。いつでも終了、開始ができるボタンのインタフェースを制御した。

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教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っている。ここでマイナーチェンジをしたのは、ボタンの有効状態を制御したところだ。たとえば、次の画面は文字入力をトレーニングして「終了」のボタンを押し、かかった時間とスコアを表示したところだ。

textInputProgram_001_mid_640

ところがこの状態で「開始」のボタンが有効になっている。そこでこのまま「開始」をクリックして「終了」をクリックすると、一字も入力することなく結果が出てしまう。

textInputProgram_002_mid_640

そこで「開始」ボタンを押す前は「終了」と「リセット」を無効にし、「開始」ボタンを押せば「開始」ボタンは無効となり「終了」ボタンが有効になり、「終了」ボタンを押せば「終了」ボタンは無効となり「リセット」ボタンが有効となる、といったようにボタンの有効無効を制御することにした。

まずフォームの初期化で「終了」ボタンと「リセット」ボタンを無効にしておく。

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btnEnd.Enabled = false; //終了ボタンを無効にする
btnClear.Enabled = false; //クリアボタンを無効にする

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次に「開始」ボタンのクリックイベントで「開始」ボタンを無効にし「終了」ボタンを有効にする。

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btnStart.Enabled = false; //開始ボタンを無効にする
btnEnd.Enabled = true; //終了ボタンを有効にする

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そして「終了」ボタンのクリックイベントで「終了」ボタンを無効にし「クリア」ボタンを有効にする。

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btnStart.Enabled = false; //スタートボタンを無効にする
btnClear.Enabled = true; //リセットボタンを有効にする

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最後に「クリア」ボタンのクリックイベントで「クリア」ボタンを無効にし「開始」ボタンを有効にする。

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btnClear.Enabled = false; //クリアボタンを無効にする
btnStart.Enabled = true; //スタートボタンを有効にする

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これでボタンの有効無効管理ができた。

textInputProgram_003_mid_640

textInputProgram_004_mid_640

textInputProgram_005_mid_640

さて、このような制御をどこまですればよいのだろうか。それはプログラムを誰がどのように使うのかにかかっている。たとえばこのソフトウエアが、自分で文字入力のトレーニング結果を知りたいために使うのならば、このような制御を考える必要はないのかもしれない。自分の力を知るために「ずる」をする意味がないからだ。しかし、たとえば学校の授業で先生が生徒に課す場合は、少しでもよい結果を出すために「ずる」をしようと考える生徒がいるかもしれない。

そのことを考えると、たとえばテキストを別に入力しておき、ペーストするような「ずる」も考えられるかもしれない。使いやすさと同時に、想定外の利用をされないように考えることは、ソフトウエアの本来の機能とはまた別に、ソフトウエア開発のテーマである。

C# – 教科「情報」の授業で使うタイピングトレーニングのソフトを作っています。その 2。河端さんとのコラボレーション。

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先日、SQL Server のスペシャリストで Microsoft MVP でもあった河端善博さんと久しぶりにお会いし、Microsoft Flow や Power BI の話をうかがった。実に興味深く、私がやっている IoT や情報教育で使う場面がないか考えた。そこで、まず今作り始めている文字入力トレーニングソフトのデータを Microsoft Flow で処理し、Power BI で分析することをやってみることにした。

まず、実習結果を自分で見るだけなら時間を計り正しく入力できたかどうかを判定できればよい。しかしデータを集約するなら、誰の実習結果かという ID が必要になる。そこで ID をどうするかを含めて、通信データのフォーマットを決めることにした。河端さんから提示されたのは次の項目だ。

"生徒識別子"
"経過秒数"
"スコア"

生徒識別子は文字列型とし、経過秒数やスコアのデータ型をどうするか相談をしたが、型がそろった方がアプリケーション側で作りやすいので文字列型にしてもらった。これに加えて次の項目を付け加えた。

手本文字数"

「スコア」は何文字まで間違いなく入力できたかの文字数を評価することにしているが、もともとの手本の文字数が何文字かがあった方が良いと考えたので、それを加えることにしたのだ。これらの集めるデータは今後どんどん変わっていく可能性があるが、とりあえずこの 4つの項目にすると決めた。データの送信は Web サービスの POST メソッドとし、渡すデータは json で記述することにした。こんなかんじになる。

{
"生徒識別子": "A0000",
"経過秒数": "10",
"スコア": "89",
"手本文字数": "100"
}

すでに作っているアプリケーションに「生徒識別子」のテキストボックスを追加し、Web サービスに POST するコードを書いた。

文字入力トレーニングアプリ_001_mid_640

その他の変更点は、入力するための原稿をテキストファイルにして保存し、アプリケーションの起動時に読み込む形にした。また入力原稿は教科書の本文とすることとし、入力分のはじめとおわりを表示して、教科書のどこの文を入力するのかを間違わないようにした。

私がアプリケーションを調整している間に、河端さんに Microsoft Flow で Web サービスを作っていただいた。河端さんに作っていただいた Microsoft Flow は次のようなものだ。Web サービスへの POST の結果を知りたかったので、電子メールで送信してもらうようにお願いした。次の画面は河端さんからもらったものだ。

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何度か試験を繰り返し、正しくデータが送られることを確認した。データの送信確認は電子メールが送られてくることでわかる。

文字入力トレーニングアプリ_002_mid_640

このように、私が Visual Studio 2017 でアプリケーションを作り、河端さんが Microsoft Flow でクラウド側のシステムを作る。このコラボレーションが、実質 30 分ほどで動くシステムができあがった。

たとえば生徒の家庭学習などを IT でサポートする場面で、このように簡単にアプリを作ってクラウドの共有フォルダなどで配布し、練習結果を Microsoft Flow で受け取って集計する、Power BI で分析する、といったことが簡単にできる。何年か前なら、なんらかの学習システムみたいなものを作ったものだが、今やこのような時代だ。

Surface Pro 3 に Microsoft Bluetooth Mobile Keyboard 6000 と中国製の Bluetooth マウスを接続する

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Surface Pro 3 はとてもいいデバイスだが、文字入力を真剣にやろうと思うとタイプカバーでは物足りなくなる。そこで Bluetooth のキーボードとマウスを使っている。キーボードはマイクロソフト製のモバイルキーボード Microsoft Bluetooth Mobile Keyboard 6000 で、マウスは中国製のものだ。

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この中国製の Bluetooth マウスはたいへん安価なもので、質感は安っぽいが軽くて薄く、持ち運びには便利な形だ。

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Surface Pro 3 で Bluetooth の接続をスキャンすると、Bluetooth Mouse という名前で検索される。ペアリングをすれば自動的にドライバを登録して接続できる。

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こんなかんじで完全ワイヤレス化となっている。キーボードの入力感もいいし、使いやすい。

神戸三ノ宮で開催したアドミンティーチャーズの「ラボワーク LW03 – マルチファンクションシールドを使ったシフトレジスタとダイナミック点灯のプログラミング」

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「ラボワーク」と題してこの 2月から兵庫県神戸市中央区、JR三ノ宮駅近くの会議室を借りて勉強会をやっている。今回は 3回目で、実験用のマルチファンクションシールドを使ったプログラミンを体験した。

マルチファンクションシールドは Arduino UNO 用に作られた実験用シールドで、昔の言い方では「ドーターボード」と呼ばれる一種の拡張ボードだ。Arduino UNO のI/Oピンにあわせて作られているが、必要なピンだけジャンパケーブルでつなげば他のマイコンボードでも使える。

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このマルチファンクションボードには 4つの 7セグメント LED チューブ、3つのボタン、4つの LED、ブザー、ポテンショメーター(ボリューム)がついている。これらの部品をマイコンボードでテストしようと思えばブレッドボードで回路を組んでもいいのだが、このように基盤に取り付けられていると簡単に実験できる。ラボワークではマルチファンクションシールドと Arduino UNO、Digispark などを人数分用意した。

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Arduino UNO でマルチファンクションシールドを使うには、そのまま上に載せればいい。

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Arduino UNO を使う場合は上に載せるだけだが、Digispark で使う場合は次のように 5本のジャンパワイヤーで接続する。3本はデータ送信用、2本は電源供給用だ。

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Digispark は前回のラボワークではオンボードの LED をコントロールしただけだったので加工の必要がなかったが、今回のようにジャンパワイヤーで I/O を接続するには I/O ピンをはんだ付けしなければならない。I/O ピンがついていない Digispark のためにはんだごてを用意した。

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プログラミングは各自のコンピュータで Arduino IDE を使って行った。プリントを用意してサンプルコードを簡単なものから実用的なものまで用意して体験した。

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マルチファンクションシールドには 4つの 7セグメント LEDチューブが載っている。この LEDチューブはシフトレジスタ 74HC595を介して接続されている。74HC595は汎用シフトレジスタで、3本のコントロール信号でシリアル信号を8ビットのパラレル信号に変換することができる。マルチファンクションシールドにはこの 74HC595が 2つ搭載されており、ひとつは 7セグメントの形を決め、もうひとつは出力する LEDを決める。

シフトレジスタの使い方とダイナミック点灯の概念を理解するサンプルコードを用意し、LEDチューブの形と点灯させるチューブの選択、ビットパターンの関係を表にしてイメージできるようにプリントを用意した。

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「ラボワーク」は毎月第一土曜日の夜やっている。次回は 5月7日(土)の夜、19:00から。詳細は「アドミンティーチャーズ」の Webで。

3月5日(土)、神戸三ノ宮で行った「ラボワーク LW02 – Digispark 切手大の小さい Arduino を使う」

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アドミンティーチャーズ「『ラボワーク LW02 – Digispark 切手大の小さい Arduino を使う』の報告」
https://adminteachers.wordpress.com/2016/03/28/%e3%80%8c%e3%83%a9%e3%83%9c%e3%83%af%e3%83%bc%e3%82%af-lw02-digispark-%e5%88%87%e6%89%8b%e5%a4%a7%e3%81%ae%e5%b0%8f%e3%81%95%e3%81%84-arduino-%e3%82%92%e4%bd%bf%e3%81%86%e3%80%8d%e3%81%ae-2/

今回の「ラボワーク」では、参加のみなさんがご自分のパソコンをお持ちになったので、実際に環境を整えたりスケッチを書いたりという実践的な実習ができた。とてもよかった。今回の「ラボワーク」では、次のようなことをした。

・切手大の Arduino の亜種といえる Digispark を使ってみる。
・Arduino IDE で Digispark を開発するための環境を整える。
・Digispark と PC 間のインタフェースについて知る。
・Arduino IDE を使って簡単な「Lチカ」プログラミングをして Digispark を動かす。

Digispark は USB インタフェースの形状が異なるものを 2種類用意した。ひとつはむき出しの USB コネクタがボード上に形成されているもので、もうひとつはボードにマイクロ USB コネクタが付いているも。むき出し USB コネクタのものはケーブル不要で直接パソコンに挿すことができるので便利だ。どちらの Digispark も中身は同じ。

Digispark は Arduino IDE で開発することができるが、Digispark 用のボードマネージャーを適用する必要がある。ここで現在、Digispark 開発用に提供されているボードマネージャーが、Arduino IDE のバージョンによっては動かないという現象がある。Windows 用の Arduino IDE では、1.6.5 では正しく適用されることがわかっているので、異なるバージョンの Arduino IDE を使っている方には 1.6.5 をインストールしなおしていただき、その後 Digispark 用のボードマネージャーを適用していただいた。

Digispark は他の Arduino と異なり、パソコンとのインタフェースは USB – シリアル変換ではない。パソコンからは Digispark はキーボードやマウスと同様の HID (Human Interface Device) として動作する。したがって固有のデバイスドライバを導入する必要がなく、標準の HID ドライバが適用されればいい。スケッチを導入するには、まず Arduino IDE で「マイコンボードに書き込む」ボタンを押してから USB に Digispark を挿す。Digispark は通電後、数十秒間はプログラム転送モードになり、その間にスケッチが導入される。スケッチの導入が終われば自動的にリセットし、プログラムが動き始める。

Digispark にはオンボードで LED が 1個ついているので、スケッチでオンボードの LED を点滅させるスケッチを作って確かめた。点滅速度を変更したり、PWM でフェードイン、フェードアウトの光らせ方を体験したりした。

次回は 4月2日(土)。テーマはプログラミングとし、シフトレジスタでコントロールする LED チューブの点灯と、ダイナミック点灯のプログラミングを考えている。前回同様 12 名の定員の小さな会議室を予約しているので、希望の方は早めに申し込んでください。数日中にアドミンティーチャーズのサイトで告知します。

アドミンティーチャーズ Web
https://adminteachers.wordpress.com/

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アドミンティーチャーズの「ラボワーク LW01 – Netduino で Lチカプログラミング」

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「アドミンティーチャーズ」は教育の情報化や情報教育、校務の情報化に携わる教職員対象の勉強会で、このたびは「ラボワーク」と名付けて、マイコンボードや電子回路を自由に体験するというスタイルで企画された。

「ラボワーク LW01 – Netduino で Lチカプログラミング」の報告

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Netduino は内部で .NET Micro Framework が動き、Visual Studio を使って C# のプログラミングができるマイコンボードだ。実際に Visual Studio で開発するためには、SDK などいくつかの追加モジュールをセットアップする必要がある。このラボワークでは、Arduino の典型的なループを使った「L チカ」プログラミングと同じアルゴリズムで C# のコードを書いて比較し、また Netduino で別スレッドで実行する 2 つの「L チカ」プログラミングのデモをした。

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Netduino や Arduino は受け取った電圧変化をディジタル変換するアナログ入力の A/D ポートを標準で持っている。このアナログ入力ポートの動作を確かめるために、まずボリュームで電圧変化を与えて A/D 変換をし、次に距離センサーを使って距離の測定ができることを確かめた。

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そのほかブレッドボードを使った回路実験や 7 セグメント LED、バー型 LED、マトリックス型 LED などの使い方、Arduino の亜種や類似のマイコンボード、組み込み実装用の Arduino Pro Mini などの紹介もした。

この「ラボワーク」は今後も毎月第一土曜日に兵庫県の神戸市、三ノ宮で行うことを考えている。次回の計画は月半ばにアドミンティーチャーズのサイトで案内することとする。

アドミンティーチャーズ
https://adminteachers.wordpress.com/

興味のある方はぜひご参加ください。