今回使用するＡＧＢ６５−４ＦＳは１つのセンサーボードに４つの感圧センサーを付けて、それぞれの荷重情報だけでなく、４点内の重心位置をＸＹ座標で出力する機能もついています。

　４点感圧センサー　AGB65-4FSの詳細はこちらを参照願います。＜−このページは必ず参照してください。
　 （以後、このページを４ＦＳのページといいます）

　ＡＧＢ６５シリーズは標準ではマイコンと接続するようになっております。ＰＣと接続する場合でも変換にはＡＧＢ６５−２３２Ｃというオプションボードが用意されておりますので簡単に接続できます。下の図はマイコンとつなぐ場合のイメージです。ＡＧＢ６５シリーズは各ボードに固有のＩＤがあり、これを変更できるタイプのものは１つのシリアルラインに同じ種類のボードを複数接続することができます。４ＦＳの場合は１つのシリアルラインに１６個のボードを接続できます。

　


＜ＰＩＣマイコンについて＞
　電子工作を行っている皆様にはもうおなじみのマイコンであるＰＩＣですが、書籍やインターネット上での情報が豊富で、開発環境がアセンブラならメーカーのホームページより無償で入手できるというものです。最近では高機能のタイプが出てきましたが、もともとは小さくて単機能なシステムを作るために作られた経緯があり、機能やパッケージのバージョンも豊富です。

　ここでは、８ピンでありながらＡＤＣまで付いている　１２Ｆ６７５　を使ってみます。開発環境はＭＰＬＡＢをメーカーのホームページよりダウンロードします。言語は多くの方が使っていると思われる　ＣＣＳＣ　を使います。ＣＣＳＣはサードパーティ製のＣ言語コンパイラですが、ＰＩＣのＣコンパイラの中では安いと思います。またインストールするとＭＢＬＡＢに組み込まれてＭＰＬＡＢでコンパイル指示すると自動で動いてくれるので使いやすいと思います。

　以降で使っているマイコンボードは以前作ったもので、１２Ｆ６７５に電源ジャックをつけたものです。このボードの作成と、開発環境のセットアップについてはこちらのページを参照願います。

　 ＰＩＣマイコンボードを使って見る　のページ

＜−前に作ったボード。ACジャックが付いてる
　PICへのプログラムミングは、純正のライタ　PICSTART Plus　を使って書き込んだ後に、上のボードのICソケットに挿すというやり方でやってます。PICの場合にはいろいろな書き込み方があるので、ご自分に合った環境でよろしいかと。安い自作ライタなどのキットも売っているようです。

＜ＲＣサーボについて＞
　ＲＣサーボは ＲＣサーボの紹介　のページで詳しく説明しています。

　４FSはTTLレベル（０Ｖ／５Ｖ）でシリアル通信を行いますので、５Ｖ系のマイコンと直結できます。ということでＨ８マイコンとも直結できます。

　　

＜センサ取り付け＞
　まずは測定するためにセンサーを固定する必要があります。４ＦＳのページに取り付け寸法がのってます。作業場に有った適当なアルミ板に取り付け穴をあけました。実際にはロボットの足裏や、外装の内側に取り付けることになります。
　　

４点と取り付けたところです。真ん中に４箇所ネジ穴が開いてますが、これはこの裏にモジュール部を取り付けるためにあけました。モジュールの取り付け穴ピッチは２５ｘ２５ｍｍ間隔です。AGB65の取り付け穴ピッチは５ｍｍ単位なので、製図をせずに、方眼紙を板に貼りつけても正確な穴があけられるかと思います。モジュール部のサイズも、ロボットへの取り付けを考慮して２９ｘ２９ｍｍと非常に小さく作りました。
　　

裏面にモジュール部を取り付けたところです。
　　

＜電源ケーブル＞
モジュールは内部５Vで動いており、７．５V以上（２５Vまで）の電源が必要です。添付されている電源ケーブルは９V乾電池用のスナップがついてます。
プログラミング中はずっと通電することもあるかと思いますので乾電池を使いたくない場合はケーブルを加工して外部電源化するのもよいでしょう。私は開発中は、１Ａぐらいの出力のＡＣアダプタを使ってます。ＡＣジャックは秋葉原の電子部品店などでも売ってます（私は千石電商で買いました。）。ＡＣジャックと、４ＦＳに添付されている９Ｖ乾電池用のケーブルを切ってハンダ付けしたのが下の右の写真です。
　　
　 ※右の写真に「RSCに添付．．．」とありますが、４FSに添付されたものを使います。(写真使いまわし）

＜通信ケーブル＞
　スタンプと４ＦＳの接続には４ＦＳに付属の通信ケーブルを使います。これはＡＧＢ６５同士を接続するように両側にコネクタが付いています。４ＦＳを増設するときは、４ＦＳ同士を接続しますのでこのまま使いますが、マスタとの接続の場合はこのケーブルの加工が必要です。
　　


　今回は、マイコンボードからヘッダピンが出ているので、一方に２５５０コネクタを取り付けしました。皆様は、このマイコンボード＋５Ｖ電源回路とまったく同じということは無いと思いますので、実際にはマイコンボードに合ったコネクタを自分で取り付けたり、直接マスタ側の基板にハンダ付けすることになると思います。 　ＴＸＥラインはＡＧＢ６５シリーズ同士をつなぐときにだけ使いますので接続しないでＯＫです。写真では黄色の線ですが、線の色は決まってませんので注意して下さい（フラットケーブルを切って作っているため。別な色もある。）。
　　

　実際の接続は下の写真のようになりました。１２Ｆ６７５はもともとシリアルポートが無いところをＣＣＳＣの機能でソフト的にシリアル機能を実現しています。これで複数のピンにシリアル通信機能を持たせることもできるようですが、今回は内部クロック（遅い）を使ってますのでシリアル通信機能は１つに設定します。ということで、重心測定結果の出力をどうするか？ということになりますが、今回はＬＥＤを付けて簡単にＸ方向の重心判定を行うことにします。 ＬＥＤのハード的な接続についてはは　ＰＩＣマイコンを使ってみる　でやっていますのでこちらを参照願います。
　



その他細かい接続や注意点は４ＦＳのページを参照願います。

プログラミング〜重心を表示するプログラム

　ＡＧＢ６５−４ＦＳは、それぞれの荷重を数値で取得できるだけでなく、４点から重心を割り出してＸＹ座標で返す機能もあります。ここでは、一番使われるであろうこの機能を使うプログラムを考えます。 　

重心読み取りのフォーマットを４ＦＳのページで確認しますと、命令６０と８０があります。８０の方が現在の荷重を中心にセットできるのでこちらの方を使ってみます。

＜命令送信フォーマット＞
[255]　[ID]　[長(1)]　[命令(80)]

＜結果返信フォーマット＞
[255]　[ID]　[長(3)]　[命令(80)]　[X]　[Y]

とありますので、単純に４バイトの命令を送って６バイト取得するプログラムを作れば良いようです。


LEDの点灯についてが、シリアル通信機能と混在でＧＰＩＯを使う場合にちょっとコツが入りました。（これで３時間ハマった）。

ということで作ったのが次のプログラムです。

テキストデータはこちら　H8_AGB65_4FS.c　（右クリックで対象を保存）

■行１〜４
ＰＩＣのヒューズ設定（ハード的な設定）と、シリアル通信のピン設定です。ＧＰ３は入力としてしか使えませんのでこれを受信にあてています。

■行８
４ＦＳに送る命令を配列にセットしてます。シリアル通信は８ビット＝１バイトづつ送るので、ｃｈａｒ型（８ビット変数）になってます。４ＦＳはマイナス符号を判定しないので、一応 unsigned で宣言してます。（unsignedで宣言しなくてもたぶんＯＫですが。）

■行１１
結果は６バイトで返ってくるので６バイト分の配列を作ります。rcv_data[4]にＸ、rcv_data[5]にＹの結果が格納されます。

■行１８〜２３
and_data[ ] にセットしたデータを送信します。putc( ) 関数は１バイト送信する関数でＣＣＳＣで用意されたもの。

■行３０
ＩＯ方向を設定。０が出力で、１が入力。入力は受信ラインのＧＰ３だけになってます。

■行３１
ココ重要です。立ち上げ後、４ＦＳが起動し終えるまで待ってます。ここ重要です。４ＦＳが立ち上がる前に通信を開始すると、どこが通信はじめかわからなくなるので通信できなくなります（非同期通信なので）。今回の場合は、ＰＩＣと４ＦＳの電源を別にしてますので、　４ＦＳ−＞ＰＩＣ　の順に立ち上げないと通信ができなくなります。

■行３３
ここがかなりハマりました。ＣＣＳＣではソフト的にシリアル通信機能を実現でき、このプログラムではＧＰ０を送信線に設定しています。今回、これとは別にＬＥＤをつけてますのでこちらは普通のＧＰＩＯのように方向を設定してから、ピンをＨiｇｈ/ＬｏｗさせてＬＥＤをつけたり消したりしようと思いました。
ＣＣＳＣの関数を見ると、ＧＰＩＯの出力をHigh/Lowに切り替えるには

output_high(ピン名)　　output_low(ピン名）

や

output_ bit(ピン名, 状態）

という関数があります。よってはじめは単純にこれらの関数を使いましたがまったく動きません。結論は、これらの関数は「指定したピンの状態を変えることができるが、他のピンには特に配慮していない」、ということでした（マニュアルにはありませんが）。オシロで波形を観測したところ、ＧＰ１につないだＬＥＤをつけたり消したりすると、ＧＰ０がＬｏｗになったりします。ＧＰ０は通信待機中はＨｉｇｈで、Ｈｉｇｈ−＞Ｌｏｗになったときに通信が非同期で開始されますので、これでは正確な通信ができません。

ということで、ＬＥＤを変えるときには、ＧＰ０は必ずＨｉｇｈになるように、ポートＡ全体を設定する(行３３）というやり方でやったらうまく動きました。ということで、以降はＬＥＤ制御で１つのピンの状態を変える場合でも、ポートＡ全体を設定するというやり方にしてます。　ちなみに、１２Ｆ６７５は８ピンしかないのでポートＡしかありません。
LED設定は以下の通り。ピンをLowにするとLEDが点きます。



■行３５〜４８
ここの無限ループで　「命令送信」−＞「６バイト受信」−＞「ＸのデータによってＬＥＤを点灯」　を繰り返してます。



実際に動かしてみましたが、上のプログラムはすんなり考えると「通常は消えていて、重心がどちらかに片寄るとLEDが点灯する。」 となるはずですが、なぜか重心が中心位置（判定でelseのところ）でLEDが”点滅”してしまいます。重心が変わる該当するLEDが点きっぱなしになるのでこれは正常な動きです。　まだなにかコツがあるようですが、とりあえず判定できますのでここでギブアップ。　（３０分で終わると思ったが３時間かかってしまった。）　PICはチップによってハード的なクセもあるので本格的に使う場合はデータシートをよく読んでおいた方がよいでしょう。

右を押すと右のＬＥＤが点灯


左を押すと左のＬＥＤが点灯

となりました。写真がわかりづらくてすいません。点灯している側と反対側も点滅してるので、シャッター速度を遅くしてもあまり左右のLEDの明るさの違いがわかりませんでした。(目で見ると当然はっきりわかる）

このような感じで簡単に重心を判定することができます。命令７０は現在の重心を記憶するので、例えば、「ロボットが現在たっている状態を記憶して、そこから重心がどちらの方向に移動したか？」 ということも簡単に判定できます。