【Arduino】ArduinoとOLEDディスプレイで画像を動かす：ジャイロセンサー(ADXL345)を使用した例

2025年1月11日2025年12月24日

概要

Arduinoを使い、OLEDディスプレイ上で任意の画像を表示し、ジャイロセンサー（ADXL345）のデータに応じて画像を動かすプロジェクトを紹介します。このプロジェクトでは、センサーの傾きを読み取り、画像を上下左右に移動させます。加えて、画像を回転させる実装が難しい理由も説明します。

ピンの配置

以下のように配線を行います。

必要な部品

Arduino Nano × 1
0.96インチOLEDディスプレイ（SSD1306） × 1
ADXL345加速度センサー × 1
ジャンパーワイヤー × 数本
ブレッドボード（必要に応じて）

配線表

パーツ	ピン	Arduinoピン	説明
OLEDディスプレイ	VCC	3.3V	電源供給
	GND	GND	グラウンド
	SDA	A4	I2Cデータライン
	SCL	A5	I2Cクロックライン
ADXL345センサー	VCC	3.3V	電源供給
	GND	GND	グラウンド
	SDA	A4	I2Cデータライン
	SCL	A5	I2Cクロックライン
	SDO	GND	アドレス設定

コード

以下のコードは、OLEDディスプレイに表示される画像をADXL345のデータに基づいて動かす例です。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_ADXL345_U.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// OLEDディスプレイの設定
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET -1
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// ADXL345センサーのインスタンス
Adafruit_ADXL345_Unified accel = Adafruit_ADXL345_Unified(12345);

// ビットマップデータ（Image2cppで生成した画像）
const unsigned char bitmap_example[] PROGMEM = {
    0xFF, 0x81, 0x81, 0xFF, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x81,
    // 必要に応じて完全なデータを貼り付ける
};

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // OLEDディスプレイの初期化
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println("OLEDの初期化に失敗しました。");
    while (1);
  }
  display.clearDisplay();

  // ADXL345センサーの初期化
  if (!accel.begin()) {
    Serial.println("ADXL345の初期化に失敗しました。");
    while (1);
  }
  accel.setRange(ADXL345_RANGE_16_G); // 測定範囲を設定
}

void loop() {
  sensors_event_t event;
  accel.getEvent(&event);

  // X, Y軸データを取得し、マッピング
  int xOffset = map(event.acceleration.x * 10, -100, 100, -32, 32);
  int yOffset = map(event.acceleration.y * 10, -100, 100, -32, 32);

  // 画面をクリアして画像を移動
  display.clearDisplay();
  display.drawBitmap(32 + xOffset, 16 + yOffset, bitmap_example, 64, 64, SSD1306_WHITE);
  display.display();

  // デバッグ出力
  Serial.print("X軸: ");
  Serial.print(event.acceleration.x);
  Serial.print(" Y軸: ");
  Serial.println(event.acceleration.y);

  delay(100);
}

インストールしなきゃいけないライブラリー一覧

以下のライブラリをArduino IDEのライブラリマネージャからインストールしてください。

Adafruit GFX Library
- OLEDディスプレイのグラフィック描画用。
Adafruit SSD1306
- OLEDディスプレイの制御用。
Adafruit Sensor
- センサーの統一されたインターフェース用。
Adafruit ADXL345
- ジャイロセンサー（ADXL345）用。

エラー解説と対処方法

エラー1: ディスプレイの初期化に失敗

エラーメッセージ:

OLEDの初期化に失敗しました。

原因:

I2Cアドレスが正しく設定されていない可能性。

対処方法:

I2Cスキャナを使ってアドレスを確認し、display.begin()の第2引数を適切に変更。

エラー2: ADXL345の初期化に失敗

エラーメッセージ:

ADXL345の初期化に失敗しました。

原因:

配線ミスまたはセンサーの電源不足。

対処方法:

配線を再確認し、センサーのVCCが3.3Vに接続されていることを確認。

画像が傾く処理が難しい理由

画像の回転処理が重い:
- Adafruit GFXライブラリは、画像を回転させる直接的な機能を提供していません。
- 画像を回転させる場合、すべてのピクセルの位置を計算し直す必要があります。
OLEDの制約:
- ディスプレイの解像度（128×64）では、回転後の画像がはみ出す可能性があります。
メモリ使用量:
- 回転処理には多くのメモリと計算が必要で、Arduino Nanoのような限られたリソースでは実現が難しいです。