Johnny-Fiveでマイコン制御20 - IMU・加速度センサー

○IMUオブジェクトを作成する

　IMU(Inertial Measurement Unit：慣性計測ユニット)を使用するには、IMUオブジェクトを使います。IMUオブジェクトは、物理的なボードに接続された単一のIMUモジュールを表すオブジェクトです。IMUオブジェクトを作成するには、IMUクラスのコンストラクタを使います。

Johnny-FiveのサポートするIMUデバイスは「MPU6050」と「BN055」の2つです。オプションの「controller」プロパティにIMUのデバイス名を指定します。

new five.IMU({   controller: デバイス名 });

○IMUの測定データを取得する

IMUの測定データを取得するには、イベントハンドラを使います。イベントハンドラは、「on」メソッドを使って書きます。イベントにはイベント名を、ハンドラにはイベント発生時に実行する処理(コールバック関数)を指定します。

on("イベント", ハンドラ)

　IMUオブジェクトで発生するイベントは、次のとおりです。

イベント	説明
change	測定データが変更されたときに発生する
data	25ミリ秒(「freq」プロパティで変更可)間隔で発生する
calibrated	IMUの準備ができたときに発生する

取得した値は、次のプロパティで参照することができます。

プロパティ	説明
accelerometer	加速度(Accelerometerオブジェクト)
gyro	ジャイロ(Gyroオブジェクト)
thermometer	温度(Thermometerオブジェクト)
compass	方位(Compassオブジェクト)
orientation	向き(Orientationオブジェクト)

・Accelerometerオブジェクト

プロパティ	説明
zeroV	現在のゼロ値
pitch	ピッチ角度
roll	ロール角度
x	x方向加速度
y	y方向加速度
z	z方向加速度
acceleration	加速度の大きさ
inclination	デバイスの傾斜
orientation	デバイスの向き

・Gyroオブジェクト

プロパティ	説明
isCalibrated	デバイスのキャリブレーション状態
pitch	ピッチ角を含むオブジェクト
roll	ロール角を含むオブジェクト
yaw	ヨーレートの値を含むオブジェクト
rate	X、Y、およびZの速度値を含むオブジェクト.
x	x方向加速度
y	y方向加速度
z	z方向加速度

・Thermometerオブジェクト

プロパティ	説明
celsius、C	摂氏温度
fahrenheit、F	華氏温度
kelvin、K	ケルビン温度

・Compassオブジェクト

プロパティ	説明
heading	北を基準にした方位(0～360)
bearing	関連するベアリング情報のプロパティのオブジェクト

・bearingオブジェクト

プロパティ	説明
name	方位名(例：「North」「South」「Wast」「Eest」)
abbr	短縮した方位名(例：「N」「S」「E」「W」)
low	32方位(方位間隔11.15)での現在の方角の最小角度
mid	32方位(方位間隔11.15)での現在の方角の中間角度
high	32方位(方位間隔11.15)での現在の方角の最大角度

　たとえば、MPU6050の温度、加速度、方位を取得するには、次のように書きます。

var five = require("johnny-five"); var board = new five.Board(); board.on("ready", function() {   // IMUオブジェクトを作成   // コントローラ「MPU6050」   var imu = new five.IMU({                controller: "MPU6050",              });   // データを取得   imu.on("change", function() {     console.log("temperature");     console.log("  celsius      : ", this.temperature.celsius);     console.log("  fahrenheit   : ", this.temperature.fahrenheit)     console.log("  kelvin       : ", this.temperature.kelvin);     console.log("--------------------------------------");     console.log("accelerometer");     console.log("  x            : ", this.accelerometer.x);     console.log("  y            : ", this.accelerometer.y);     console.log("  z            : ", this.accelerometer.z);     console.log("  pitch        : ", this.accelerometer.pitch);     console.log("  roll         : ", this.accelerometer.roll);     console.log("  acceleration : ", this.accelerometer.acceleration);     console.log("  inclination  : ", this.accelerometer.inclination);     console.log("  orientation  : ", this.accelerometer.orientation);     console.log("--------------------------------------");     console.log("gyro");     console.log("  x            : ", this.gyro.x);     console.log("  y            : ", this.gyro.y);     console.log("  z            : ", this.gyro.z);     console.log("  pitch        : ", this.gyro.pitch);     console.log("  roll         : ", this.gyro.roll);     console.log("  yaw          : ", this.gyro.yaw);     console.log("  rate         : ", this.gyro.rate);     console.log("  isCalibrated : ", this.gyro.isCalibrated);     console.log("--------------------------------------");   }); });

・配線図

 

○IMUのデータの読み取り間隔を設定する

　IMUのデータの読み取り間隔(「data」イベントの間隔)を設定するには、オプションの「freq」プロパティを使います。値にはミリ秒単位の時間を指定します。たとえば、5000ミリ秒(5秒)間隔でデータを読み取るには、次のように書きます。

var five = require("johnny-five"); var board = new five.Board(); board.on("ready", function() {   // IMUオブジェクトを作成   // コントローラ「MPU6050」、データ取得間隔5000ms   var imu = new five.IMU({               controller: "MPU6050",               freq:5000             });   // データを取得   imu.on("data", function() {     console.log("Accelerometer: %d, %d, %d", this.accelerometer.x, this.accelerometer.z, this.accelerometer.z);     console.log("Gyro: %d, %d, %d", this.gyro.x, this.gyro.z, this.gyro.z);     console.log("Temperature: %d", this.temperature.celsius);   }); })

○Accelerometerオブジェクトを作成する

　加速度センサーを使用するには、Accelerometerオブジェクトを使います。Accelerometerオブジェクトは、物理的なボードに接続された単一の加速度センサーを表すオブジェクトです。Accelerometerオブジェクトを作成するには、Accelerometerクラスのコンストラクタを使います。

　Johnny-Fiveのサポートする加速度センサーは、次のとおりです。

◇アナログインターフェイス

・ADXL335

・ADXL362

・LIS344AL

・MMA7361

◇I2Cインターフェイス

・MPU6050

・ADXL345

アナログインターフェイスの加速度センサーを使用するためのAccelerometerオブジェクトを作成するには、引数に加速度センサーのX、Y、およびZ(オプション)出力を接続するアナログピンの名前を配列で指定します。

new five.Accelerometer ( [x, y, z]}

　オプションの「pins」プロパティでピン番号を指定する場合は、次のように書きます。

new five.Accelerometer({   pins: [x, y, z] });

　加速度センサーのデバイス名を明示的に指定する場合は、「controller」プロパティに使用する加速度センサーのデバイス名を指定します。「controller」プロパティの既定値は「ANALOG」です。

new five.Accelerometer({   controller:  デバイス名,    pins: [x, y, z] });

　たとえば、ADXL335の加速度センサー・モジュールのX出力をA0、Y出力をA1、Z出力をA2に接続して使用するには、次のように書きます。

new five.Accelerometer({   controller: "ADXL335",    pins: ["A0", "A1", "A2"] });

・配線図

I2Cインターフェイスの加速度センサー場合は、「controller」プロパティに使用する加速度センサーのデバイス名を指定します。たとえば、MPU6050を使用する場合は、次のように書きます。

new five.Accelerometer({   controller: "MPU6050" });

・配線図

 

○オプションを指定してAccelerometerオブジェクトを作成する

　Accelerometerオブジェクトは、次のオプションを指定して作成することができます。

・アナログオプション(controller: "ANALOG")

プロパティ	タイプ	値/説明	既定値
sensitivity	数値	感度	96(※)
aref	数値	電圧リファレンス	5
zeroV	数値の配列	各軸のゼロ値(0～1023)	478
autoCalibrate	真偽	trueでゼロ値を自動校正する	false

※デバイスごとに異なります。

・MPU6050オプション(controller: "MPU6050")

プロパティ	タイプ	値/説明	既定値
sensitivity	数値	感度(±250の範囲)	131

・MMA7361オプション(controller: "MMA7361")

プロパティ	タイプ	値/説明	既定値
sleepPin	数値の配列	スリープを制御するデジタルピン番号(※)	null

※このピンを設定しない場合は、10kの抵抗でVccにプルアップする必要があります。

○加速度センサーの測定データを取得する

加速度センサーのデータを取得するには、イベントハンドラを使います。イベントハンドラは、「on」メソッドを使って書きます。イベントにはイベント名を、ハンドラにはイベント発生時に実行する処理(コールバック関数)を指定します。

on("イベント", ハンドラ)

　Accelerometerオブジェクトで発生するイベントは、次のとおりです。

イベント	説明
change	測定データが変更されたときに発生する
data	25ミリ秒間隔で発生する

取得した値は、次のプロパティで参照することができます。

プロパティ	説明
zeroV	現在のゼロ値
pitch	ピッチ角度
roll	ロール角度
x	x方向加速度
y	y方向加速度
z	z方向加速度
acceleration	加速度の大きさ
inclination	デバイスの傾斜
orientation	デバイスの向き

　たとえば、MPU6050の加速度センサーのデータを取得するには、次のように書きます。

var five = require("johnny-five"); var board = new five.Board(); board.on("ready", function() {   // Accelerometerオブジェクトを作成   // コントローラ「MPU6050」   var accelerometer = new five.Accelerometer({                         controller: "MPU6050"                       });   // データを取得   accelerometer.on("change", function() {     console.log("accelerometer");     console.log("  x            : ", this.x);     console.log("  y            : ", this.y);     console.log("  z            : ", this.z);     console.log("  pitch        : ", this.pitch);     console.log("  roll         : ", this.roll);     console.log("  acceleration : ", this.acceleration);     console.log("  inclination  : ", this.inclination);     console.log("  orientation  : ", this.orientation);     console.log("--------------------------------------");   }); })

○加速度センサーのデバイスとイベントを無効/有効にする

　加速度センサーのデバイスとイベントを無効するには、「disable」メソッドを、有効にするには「enable」メソッドを使います。MMA7361のように、スリープ状態に置くことができるデバイスの場合は、「disable」でスリープ状態に、「enable」でそれを起こします。

　たとえば、デバイスとイベントを1000ミリ秒後に無効にし、2000ミリ秒後に有効に戻すには、次のように書きます。

// 1000ミリ秒後にデバイスとイベントを無効にする   this.wait(1000, function() {     accelerometer.disable();   });   // 2000ミリ秒後にデバイスとイベントを有効にする   this.wait(2000, function() {     accelerometer.enable();   });