７８Ｆ９２２２のコーナー（１６）

更新日：２００７年８月８日

３Ｄ加速度センサーで遊ぼう
前回の「ちょっとひとやすみ」のコーナーで実験した３Ｄ加速度センサーを応用回路に組み込んでみました。今回はトラ技で紹介されていたＬＥＤドライバを使いました。制御が簡単でＬＥＤ電流駆動もやってくれるので大変便利なＩＣです。それでは製作をスタートしましょう。
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうのＬＥＤドライバ回路
表示には８ｘ８ドットマトリックスＬＥＤを使います。秋月などで低価格で購入することが出来ます。私は以前に赤色と緑色の２色ＬＥＤを購入していましたが、今回は赤色のみを駆動して使っています。
（８ｘ８マトリックスＬＥＤ）
ＬＥＤドライバにはマキシムのMAX7219を使います。トラ技に紹介されていたことで知ったのですが大変使い易いＩＣです。マイコンとの接続は３線でＯＫです。
（ＬＥＤドライバ回路）
ドットマトリックスＬＥＤとの接続はあえて記しませんでした。皆さんが入手されたＬＥＤにて各自で接続をアレンジして下さい。
（なんとかして手に入れたMAX7219）
（マキシムのMAX7219）
MAX7219はシリアルで制御します。シリアルデータは16bitです。シリアル信号は次のように定義されています。
（MAX7219のシリアルデータ）
D11-D8のアドレス内容に応じてD7-D0にセットするデータが異なります。細かくはソースを見て頂くとして簡単に説明します。
（アドレス内容の内訳）
アドレスが01h-08hの場合はデータには表示するデータをセットします。それ以上はコントロールコードになります。デコードモードや最大スキャン数、表示輝度などを設定することが出来ます。ちなみにＩＣの18ピンに接続してある抵抗で最大輝度を設定出来ます。今回使用したＬＥＤは結構明るかったので、50kΩの抵抗をつなぎました。このＩＣはデータさえ送り込めば勝手に表示を継続することが出来るのでマイコンの制御は極めて簡単になります。
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうの３Ｄ加速度センサー
３Ｄ加速度センサーには秋月で販売されているものを使用します。チップ部品ですがＤＩＰ変換基板に載せてあるので大変使い易いです。加速度センサーはそれ自体が動いていない時は重力加速度を感じています。部品を傾けることによって３軸の重力加速度の値が異なるので電気的に部品の傾きを検出することが出来ます。加速度を感じない時は電源電圧の半分の値を出力しています。それからの変化を検出して傾きの大きさ決めます。前回の実験で最大の重力加速度を検出した場合10bitのデータで約200のデータが変化します。今回は少し傾けても検出するように変化したと判断する閾値を約70としています。
（３Ｄ加速度センサー）
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうのマイコン回路図
（３Ｄ加速度センサーとマイコン回路）
SW1はＸ軸、Ｙ軸の基準を設定するボタン、SW2はＺ軸の基準を設定するボタンとします。
電源回路はあえて記載しませんでした。５Ｖのレギュレータを使って安定化して下さい。
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうの基本仕様
１）Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾きに応じて表示を変化します。
２）SW1を押すことでＸ軸、Ｙ軸の現在値を基準値とします。
３）SW2を押すことでＺ軸の現在値を基準値とします。
４）電源はレギュレータを介して５Ｖを印加します。
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうのポート割付と設定
（ポート割付と設定）
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうの表示データについて
どんな表示データを作れば面白いか悩みましたが、傾けた方向に対して重力加速度が働く方向と逆向き、つまり常に地面に対して上方向を矢印が指すようにしてみました。考えるより作って見たほうが理解しやすいと思います。Ｚ軸に対してもどちらに傾いているか判断して表示を変えています。
（表示する矢印データ）
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうの大完成
まずは実際の表示の状態を見て下さい。
（まず水平においてSW1を押してＸ軸、Ｙ軸を初期化します）
（傾けても常に矢印は上を指しています）
（Ｚ軸を傾けるとこのような表示に）
（こんな感じでケースに入れています）
側面に付いているボリュームは輝度調整用です。あまり電流を流さなくてもこのＬＥＤは明るく光るようです。
（中身はこんな様子です。比較的簡単ですね）
３Ｄ加速度センサーで遊ぼうのソースファイル
ソースファイル一式はこちらからダウンロードして下さい。フォルダごと圧縮しています。全てのファイルが入っています。ライタで書き込みする実行ファイルも含まれています。
iさて皆さんいかがでしたか。３Ｄ加速度センサーって結構簡単に遊べますよね。今回は矢印の表示のみとしましたが、もっと工夫すると大変楽しいセンサーになりますね。私のモットーとしては製作は形にしたもので完結しないといけないと考えています。しかしながら製作は一つの例ですので皆さんのアイデアでもっと楽しいものにしていって下さい。さあもうすぐお盆休みに突入します。楽しい製作がどんどん登場してきますよ。ご期待下さい。
これからも「ＮＥＣ７８Ｋ０/Ｋ０Ｓマイコン開発室」はどんどん楽しくなります。

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