アナログジャイロセンサーについて（その３）

ジャイロセンサーの測定値が取得できるようになったら、次はＤ／Ａ変換モジュールを使い、取得した値を電圧で出力してみる。

「ジャイロセンサで方位を測定 : はやねさん工房」でも使われている以下のＤ／Ａ変換モジュールならググれば使い方がすぐ見つかる。
akizukidenshi.com

回路は先のArduino・ジャイロセンサ間のI2C接続を、Ｄ／Ａ変換モジュールまで延ばす。

スケッチもＤ／Ａ変換モジュールが使えるよう修正する。

まずは、冒頭にI2Cが利用できるよう Wire.h を追記。
（改造中のサンプルスケッチには「Fastwire」クラスが含まれているが、動かすことを優先するため、ここでは無視して標準のWireライブラリを使う）

#include "Wire.h"

setup()内にも追記

    Wire.begin();

loop()内では、ジャイロセンサの測定値をＤ／Ａ変換モジュールの入力値に変換し、I2Cでそれを送信する処理を追記する。

ジャイロセンサを水平に設置し、傾けて使うことがない場合、値が変わる（目に見えて大きく変わる）のはシリアルモニタで出力される「Y」の値（上下軸まわりの回転角：ヨー角　mympu.ypr[0]）だけになる。
MCP4726を使う場合は、このヨー角（-180～180度）を12ビットの値（0～4095）に変換した値をI2C通信で送信する。
値の変換は、Arduino のスケッチではmap関数を使うと簡単に計算できる。

• Arduino 日本語リファレンス map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)

上記のリファレンスにもあるとおりmap関数は範囲外の値も切り捨てずに計算してしまうため、変換元の値が（-180～180の範囲外になる場合、戻り値が（0～4095）からはみ出る意図しない数値になることも考えられる（例：Y値が240の場合は6144）。念の為、変換後の値が（0～4095）からはみ出ないようにconstrain関数も使っておく。

• Arduino 日本語リファレンス constrain(x, a, b)

    int val = constrain(map(mympu.ypr[0], -180, 180, 4095, 0), 0, 4095);

上記の計算結果は、ヨー角がそれぞれ（-90度、0度、90度）の場合、（3072、2048、1024）付近になり、またMCP4726の出力電圧は上の結線であれば、VREF=5Vなので（3.75V、2.5V、1.25V）付近になることが期待される。
（※map関数の第4,5引数を逆にするとvalの値も逆転する。）

変数valが計算できたら、それを送信する。
データの送信部分は「ジャイロセンサで方位を測定 : はやねさん工房」を真似る。

    Wire.beginTransmission(0x60);
    Wire.write((uint8_t) ((val >> 8) & 0x0F));   // MSB: (D11, D10, D9, D8) 
    Wire.write((uint8_t) (val));  // LSB: (D7, D6, D5, D4, D3, D2, D1, D0)
    Wire.endTransmission();

※上記にある演算子については、Arduino 日本語リファレンス の「ビット演算子」を参照のこと。

スケッチが完成したら、実際にテスターでＤ／Ａ変換モジュールの出力電圧を測定し、角度に応じた電圧が出力されていることを確認する。

（つづく）