はじめに
浅草ギ研の製品の中に、曲げると抵抗値が変わる曲げセンサーというものがあります。抵抗に電流を流すと電圧が生じますが、マイコンのＡＤコンバータ機能（以後ＡＤＣ）を使えば電圧を測定することができますが、これにより曲げセンサーの抵抗値＝曲がり具合を測定することができます。ここではＨ８マイコンで曲げセンサーの抵抗値を測定する方法を紹介します。
電圧出力型センサの場合
このページでは曲げセンサについて解説しますが、電圧出力型センサーのプログラムもほぼ同じです。接続する場合は電圧出力型センサの信号出力線をＡＮ０に接続します。（抵抗による分圧はしない）
曲げセンサー
曲げると抵抗が１０ＫΩから２０〜３０ＫΩぐらいに増える。それだけです。
曲げの方向は、写真の面の反対側に曲げたときしか変化しませんので注意してください。（双方向の曲げは２つ使えば検知できる。）
抵抗値を読むには？
抵抗に電流を流すと抵抗の両端には電圧差が生じます。
この抵抗を２つ直列にすると
このように電圧は２等分されます（電流も減りますがここでは電圧だけに注目）。このように直列抵抗の両端電圧は電源の電圧差を維持しますが、抵抗の間は分圧されます。この分圧の度合いは抵抗値に（ほぼ）比例しますので、例えば下の抵抗を大きくすると中間点の電圧は上がります。
つまり、この下の抵抗を曲げセンサに置き換えると、曲がり具合によって（この回路の場合は）２．５V〜３．７５Vぐらいの電圧が出力されることになり、この点をＨ８のADCで電圧測定すれば抵抗値、つまり曲がり具合が測定できます。
回路図
上の回路そのままです。測定ポイントはＡＮ０につないで読み取ることにします。
この結果は、ＧＤＬに付属のシンプルタームでＰＣ上に表示します。
５Ｖ電源は「Ｈ８を使ってみよう」のところで製作したものを使用してます。
実際の接続はブレッドボードで行いました。
プログラム
今回初となる機能はＡＤＣです。Ｈ８マイコンボード（ベステクのＢＴＣ０６４）に添付のサンプルプログラムと、H8/3694Fのデータシートを見て組めば使えるようになるかと思います。
テキストデータはこちら H8wBebdS.trxt
（右クリックで保存）
各特殊レジスタの設定はマイコンのデータシートを参照してください（インターネットでH8/3694Fで検索するとすぐに出てきます）。 ｗａｉｔ関数はサーボコントローラのところで作ったものを流用してます。
ポイントは次の通り、
■ＡＤＣポートは８ピンあるが、ＡＤＣ自体は１つしかないので、読む前にピンを指定する
■結果は１０ｂｉｔ
■ピンによって結果が格納されるレジスタが違う（ＡＮ０で読んだ結果はＡＤＤＲＡに格納される）
■結果が１６ビットの特殊レジスタに右詰めで格納される
というところです。
１６ビット長のレジスタに左詰めで１０ビットで格納されるので、下位６ビットは０が入ります。この値をこのまま出力してはわけがわからなくなりますので右に６ビットシフトしてから表示してます。 result
= (result>>6) のところ。
１０ビット長で表される値は０〜１０２３です。よってＡＤＣは０〜５Ｖの電圧を０〜１０２３の値に変換してくれます。
上の回路でセンサーと抵抗がどちらも１０Ωなので、センサーを曲げない状態では中間の値である５００ぐらいが出力されるはずです。
また、センサーを曲げて３０Ωになった場合は ３０／４０×１０２４＝７６８ ぐらいの数値が出るはずです。
結果
結果は予想通りの値となりました。
下は出力イメージ。（シンプルタームで表示してます。）
曲げてないとき。
値＝４９８ぐらい、
すこし曲げた。
値＝６００ぐらい
かなり曲げた。
値＝７８０ぐらい
抵抗の値を変えると数値がかわりますのでいろいろ試してみてください。
これでＨ８で曲がり具合も測定できるようになりました。
２００５年８月３１日 |
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