【Arduino】Arduinoとジャイロセンサー(ADXL345)の制御方法

Arduinoを使ってADXL345ジャイロセンサーを制御する方法について解説します。ADXL345は、3軸の加速度を計測できるセンサーで、I2C通信でArduinoと連携できます。このセンサーは、ロボット、ドローン、モーションキャプチャ、そして様々なセンサーアプリケーションに使用されます。

この記事では、ADXL345センサーの概要、ピン接続方法、制御方法、コード、エラー処理の順に解説します。

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目次

1. ADXL345センサーの概要
2. ADXL345のピン接続方法
3. ArduinoでのADXL345制御コード
4. よくあるエラーとその対処法

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1. ADXL345センサーの概要

ADXL345は、3軸加速度センサーで、I2C通信を使用してArduinoなどのマイコンと接続できます。X軸、Y軸、Z軸の加速度を計測し、物体の動きや傾きを検出するのに役立ちます。

主な特徴：

• 3軸加速度センサー
• I2C通信（SPI通信も可だが、ここではI2Cに絞る）
• 動作電圧：2.0V〜3.6V（3.3Vが推奨）
• 分解能：13ビット
• 最大加速度：±2g、±4g、±8g、±16g（設定可能）

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2. ADXL345のピン接続方法

I2C通信を使用するため、ADXL345センサーを次のように接続します。

I2C接続の場合

• VCC → Arduinoの3.3V（注意：ADXL345は3.3Vで動作するセンサーです）
• GND → ArduinoのGND
• SDA → ArduinoのA4（I2Cデータライン）
• SCL → ArduinoのA5（I2Cクロックライン）

重要：

• ADXL345は3.3V動作のセンサーなので、5V動作のArduino（例えば、Arduino Unoなど）で使用する場合、3.3Vの電源を使用してください。
• I2C通信を使用する場合は、CSピンをGNDに接続します（デフォルトのI2Cアドレスは0x53）。

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3. ArduinoでのADXL345制御コード

以下は、I2C接続を使ってADXL345から加速度データを取得し、シリアルモニターに出力する基本的なコードです。

必要なライブラリのインストール

まず、Arduino IDEにAdafruit ADXL345ライブラリをインストールします。このライブラリを使うことで、ADXL345と簡単に通信できます。

1. Arduino IDEを開く。
2. メニューから「スケッチ」 > 「ライブラリをインクルード」 > 「ライブラリを管理」を選択。
3. 検索ボックスに「Adafruit ADXL345」と入力し、インストールします。

サンプルコード（I2C接続）

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_ADXL345_U.h>

// ADXL345インスタンスを作成（I2C接続）
Adafruit_ADXL345_Unified accel = Adafruit_ADXL345_Unified(12345);

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // シリアル通信の開始

  if (!accel.begin()) {  // センサーの初期化
    Serial.println("ADXL345 not detected. Check your wiring!");
    while (1);
  }

  Serial.println("ADXL345 detected!");
}

void loop() {
  sensors_event_t event;  
  accel.getEvent(&event);  // 加速度データを取得

  // X、Y、Z軸の加速度をシリアルモニターに出力
  Serial.print("X: ");
  Serial.print(event.acceleration.x);
  Serial.print("  Y: ");
  Serial.print(event.acceleration.y);
  Serial.print("  Z: ");
  Serial.println(event.acceleration.z);

  delay(500);  // 0.5秒待機
}

コードの解説

• Wire.h：I2C通信のためのライブラリ。
• Adafruit_Sensor.h：センサーデータを取得するための基本的なインターフェースライブラリ。
• Adafruit_ADXL345_U.h：ADXL345センサー用のライブラリ。

このコードでは、ADXL345から加速度データ（X、Y、Z軸の値）を取得し、シリアルモニターに出力します。

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4. よくあるエラーとその対処法

以下は、ADXL345を使用する際に遭遇する可能性があるエラーとその対処法です。

エラー1: “ADXL345 not detected. Check your wiring!”

このエラーは、ADXL345が正しく接続されていないか、電源が供給されていない場合に発生します。

対処法：

• ADXL345のVCCピンを3.3Vに接続しているか確認してください。
• SDAおよびSCLピンが正しく接続されているか確認してください（Arduino Unoの場合はA4とA5）。
• I2C通信モードで使用する場合、CSピンをGNDに接続しているか確認してください。

エラー2: “Wire.requestFrom() failed”

I2C通信中に発生するエラーです。通常、センサーとArduino間の通信に問題がある場合に発生します。

対処法：

• SDAおよびSCLピンの接続が正しいか確認してください。
• I2Cアドレスが0x53に設定されているか確認してください（SDOピンがGNDの場合）。
• I2C通信のクロック速度が適切であるか確認（Wire.setClock()の設定を見直す）。

エラー3: データが0または不正確

加速度データがゼロまたは不正確な値を返す場合があります。

対処法：

• センサーが静止状態では、X、Y、Z軸の加速度がゼロ近くになります。センサーを動かして確認してください。
• 加速度範囲（±2g、±4gなど）を適切に設定してください。範囲が広すぎると、感度が低くなることがあります。

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まとめ

ADXL345は、I2C通信で簡単にArduinoと接続できる3軸加速度センサーです。物体の動きや傾きを計測するのに非常に便利で、ロボット、モーションキャプチャ、加速度計測など、さまざまなプロジェクトで活用できます。

この記事では、ADXL345の接続方法、基本的な制御コード、よくあるエラーとその対処法を紹介しました。これらを参考に、ADXL345センサーを使ったプロジェクトを試してみてください。

ここまで読んでいただき、ありがとうございました。

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