1.1 ハードウェアの接続
VCCとGNDに信号を3.3VとGNDを印加して、X, Yの出力信号をADCの入力にそれぞれ接続します。角速度モジュールはデジタルコントロールピンなしに、電源だけを印加すると角速度が電圧形態に出力されるので、これをADCを利用してデジタルに変換します。ATMega128の場合、FポートがA/Dコンバーターです。
1.2 2軸角速度センサーの動作方法
センサーの出力をADCで値をコンバーティングすると、該当の軸へ加わる角速度を知ることができます。角速度を時間に対して積分すると、各軸に該当する累積された角を知ることができます。しかし、ジャイロだけでは正確に絶対角度を調べることはできません。累積誤差が発生するためでありますが、その原因はセンサーに入る電源ノイズ、データに入ってくるノイズ、ADCをしながら生じる量子化ノイズ、そして、基準電圧の変更によるノイズなどがある場合があります。
センサーに入る電源ノイズは、以下の図のように設計すると減らせることができます。以下においてLDOが低周波ノイズを減殺させます。
基準電圧の変更によるノイズは製造工程上に生じる問題であり、如何に0点にしたとしても、事実、使用時に正確な値を捉えることは難しいです。この場合、offset errorが生じることがあります。チップがレーザーでカットされて製作されるので、製作当時は非常に正確であるが、運送過程、機械的なストレス、温度などによって、少しずつエラーが発生する場合があります。
A/Dコンバーターに関連する内容は、弊社NEWTCのホームページの、講座 > AVR講座のADC講座及びサポート資料室の例題を参考してください。
1.3 AVRを利用した加速度/角速度テストプログラム
例題プログラムは3軸加速度センサーで使用したプログラムと同様のものを使用します。UART通信の設定は、基本COM1、115,200bps、8bit、 Parity Noneになっています。Windowsプログラムと一緒にATMEGA128を利用して、ADC結果値をシリアルで転送するAVR用Cソースも一緒に提供されます。それぞれX, Y, Zの値を受けてA/Dするようになっています。この値がAVRのUARTポート0番を通じてPCへ入ると、 PCではこのパケットを受けて分析し、各X, Y, Zの値を計算した後、各値を使用して画面で処理するようになります。
本プログラムは3軸加速度センサーにおいて使用されるように製作され、 X, Y, Zの値を転送しますが、当ジャイロセンサーは2軸であるため、X, Yのみを使用するようになります。ジャイロセンサーをテストする時は、 3軸加速度センサーテスト用ウィンドウプログラムの、速度チェックボックスを選択して使用すると便利です。
