　Arduinoのサイトを探したところArduinoIDEで使えるPID制御のライブラリを発見したのでインストールしてみました！

※PID制御とは、制御工学におけるフィードバック制御の一種であり、入力をセットポイントに向かって自動で出力を調整する方法です。産業用制御システムでは今でも広く使用されています。

1. PIDライブラリのインストール

前回の記事ではサンプリング方式のPID制御をプログラム化してみましたが、実はArduinoには既にPID制御のライブラリが用意されています！

さすがArduino痒い所に手が届きます、早速使わせて頂きました！

1.1 ダウンロード

GitHubと言うサイトに「br3ttb/Arduino-PID-Library」と言うページが有ります。

PIDライブラリはこのページで入手出来ます。

ダウンロード方法はこのサイト(図1)にアクセスし、右側に有る緑のボタン「Clone or download」をクリックし、次に「Download ZIP」をクリックすれば「Arduino-PID-Library-master」と言うPIDライブラリが含まれたZIPファイルがダウンロードされます。

図1：GitHubでライブラリを入手！

1.2 フォルダ名の変更

1.1でダウンロードしたZIPフォルダそのままではArduinoIDEにインストール出来ませんので、一度ZIPファイル(図2)から中身(図3)を取り出します。

次に「Arduino-PID-Library-master」と言うフォルダ名を「PID」に変更します。

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　　　　　図2：ZIPファイル　　　　図3：中身　　　　図4：リネイム

1.3 インストール

図4で用意した「PID」フォルダを、ArduinoIDEがインストールされているフォルダ(図5)中の「Libraries」フォルダ中に移動するだけでインストール終了です！

図5：ライブラリのインストールフォルダ

2. 実験！

PIDライブラリがどんな感じか実験してみました！

2.1 接続

図6,黄色線部の様に、ArduinoUNOの2番ピンと3番ピンをジャンプワイヤーで接続するだけでOKです！

図6：ArduinoUNO接続図

2.2 プログラム

図6の様に接続したArduinoUNOに下記プログラムを書き込みます。

プログラムの内容としては、3番ピンで発生したPWM信号を2番ピンで測定し、その結果から3番ピン出力を、設定したDuty比70.6%(180)となるように操作量をPIDライブラリで求め出力します。

/*NOBのArduino日記！_PID制御！PIDライブラリインストール編_20170331*/
#include <PID_v1.h>
double Setpoint, Input, Output;
PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, 0.04, 0.04, 0.04, DIRECT); //初期値設定

// PWMのD比測定
volatile float Duty;
volatile unsigned long UpNew, UpOld, DownNew, DownOld;
void SUB() {
  if (digitalRead(2) == LOW) {
    DownOld = DownNew; DownNew = micros();
    Duty = ((DownNew - UpNew) * 1000) / ((UpNew - UpOld)) * 0.1;
  }
  else {
    UpOld = UpNew; UpNew = micros();
    Duty = ((DownNew - UpOld) * 1000) / (UpNew - UpOld) * 0.1;
  }
}

void setup() {
  pinMode(3, OUTPUT); pinMode(2, INPUT_PULLUP); //3ﾋﾟﾝ出力2ﾋﾟﾝ入力設定
  attachInterrupt(0, SUB, CHANGE);
  Serial.begin(9600);
  Setpoint = 180;//目標値設定
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);
}//PID関数を実行

void loop() {
  Input = map(Duty, 0, 100, 0, 255); //2ﾋﾟﾝ入力値取得
  myPID.Compute();
  analogWrite(3, Output);
  Serial.print("Input=");
  Serial.print(Input);
  Serial.print(",Output=");
  Serial.println(Output); delay(100);
}