1023 = 0.0048876V だけ増えることになります。
12.1.7 PSD センサの値をシリアルで表示
12.1.5
の「A/D変換の結果をシリアルで表示」のサンプルプログラムを使って、PSDセンサの値を表示してみましょう。
今回利用する、PSDセンサ
GP2Y0A21YK0F
の外観を図12.4
に示します。ケーブルの色がVCC
が黒、GND
が赤、信号線が白ですので注意してください。図
12.4 PSD
センサGP2Y0A21YK0F
の外観PSD
センサは以下のような原理で物体までの距離を計測します(図 12.5、図 12.6)。
•
スポット光が当たると電荷が発生し両極まで到達します。•
発生する電荷の量は光の当たった位置から電極までの距離に「反」比例します。•
両極の電流量を比較することで、スポット光が当たった場所を特定できます。図
12.5 PSD
センサの原理•
障害物までの距離によって、反射光が返ってくる位置は違います。•
反射光がどこに返ってきたかで、障害物までの距離が分かります。図
12.6
障害物が近いと左側に、遠いと右側にスポット光が当たる障害物までの距離と
PSD
センサの出力の関係は以下の通りです(図 12.7)。計測できるのは、マニュア
ルによると、10cmから80cm
程度です。電圧の最大値は6cm
あたりで3V
ちょっとのようです。図
12.7
障害物までの距離とPSD
センサの出力の関係(マニュアルから抜粋)
今回の基板の
A/D
変換は最大5V
ですので、PSDセンサの出力を1.5
倍に増幅すると精度良く計れそ うです。以下のようにOP
アンプLMC660
を使って増幅してみましょう。今回はブレッドボード上に組むことにします。
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5 VCC(Black)
GND(Red) SIG(White)
GP2Y0A21YK0F CN
GND VCC
100uF
GND
4.7uF
GND
5 6
7
LMC660
GND
10K 20K
AN0
図
12.8 PSD
センサの値を1.5
倍に増幅する回路今回のプログラムは、前回の
09 ADC01.c
と同じ物を使います。表示結果も
P.322
の図12.3
と同じです。演習
12.1- 1
回路ができたら、実際にマイコンにつないでターミナルソフトに表示してみてください。距離と表 示される値の関係をグラフ化して、図
12.7
のようになるか確認してみてください。シリアル通信の設定は
19200bps、8
ビット、パリティなし、ストップビット1
に設定してください。プロジェクト：e09 ADC01 2
課題
12.1. 3 (提出)
距離を表示ターミナルソフトに
PSD
センサから物体までの距離が表示されるようにしてください。プロジェクト名：e09 ADC01 3
12.1.8 ３軸加速度センサを利用する
3
軸加速度センサを利用してみましょう。ここで利用する加速度センサは、Kionix社製
3
軸加速度センサKXP84-2050(測定レンジ： ± 2g)
です。これをモジュール化した
KXP84
モジュールを使うことにしましょう(図 12.9)。
図
12.9
３軸加速度センサKXP84
KXP84
モジュールのピン配置をいかに示します(表 12.5)。
表
12.5 KXP84
モジュールのピン配置ピン番号 記号 機能
1 VDD
電源2 GND
グランド3 MOT Motion interrupt(
割込み) 4 FF Free-fall interrupt(
割込み)
5 SCL/SCLK
シリアル通信クロック入力6 IO VDD
ディジタル入出力回路の電源7 SDA SD0
シリアル通信8 RESET
リセット9 ADDRO/SDI
スレーブアドレスのLSB
設定10 CS SPI
通信用選択端子11 X OUT X
軸アナログ出力12 Y OUT Y
軸アナログ出力13 Z OUT Z
軸アナログ出力14
接続しない今回は、アナログ出力を利用するため、1,2番ピンと
11
番ピンから13
番ピンまでを利用します。KXP84
モジュールの電源電圧は3.3V
ですが、最大定格が5.25V
ですので、マイコンの5V
電源をその まま使っています。加速度センサは重力加速度も測定しますので、多くの場合
(重力の方向に関しての)
傾きを測定するこ とになります。たとえば、2足歩行ロボットが直立しているか、うつぶせに倒れているか、仰向けに倒れているかなど を判定するのに使えます。
このテキストでは、後ほどロボットのコントローラに利用したいと思います。コントローラを傾けた方 向にロボットは歩くというわけです。
KXP84
モジュールの傾きと、出力電圧の関係を測定してみたところ、図12.10
ようになりました(電源
電圧5V)。
図
12.10 KXP84
の傾きと出力電圧回路図
今回は、後ほどコントローラに使うことを考えて、X軸と
Y
軸のアナログ出力のみを計測することに しました。興味のある人はZ
軸についても測定してみてください。以下に回路図を示します
(図 12.11)。
図
12.11 KXP84
の回路図以下に示すのは、3軸加速度センサの