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3軸加速度センサーの紹介


【お知らせ】3軸加速度センサはチップの生産中止に伴い、生産中止となりました。
後継版は5月リリース予定となっております。ご了承下さい。
(後継版仕様は、電源電圧5V、オフセット1.65V、最大3G、感度320mV/G、の予定です。)


<概要>

 浅草ギ研3軸加速度センサーは超小型3軸加速度センサチップに2.54mmピッチのピンとノイズ防止用のコンデンサを取り付けて使いやすくしたセンサーボードです。

 電圧出力型ですが、アンプ内蔵なのでマイコンなどと直接接続することができます。

 電源電圧は2.5〜5.5Vで、低消費電力系のマイコンとの直結も可能です。

 加速度だけでなく、傾けることによる重力にも反応しますので傾きセンサーとしても使えます。

注)浅草ギ研で従来より販売している2軸加速度センサの出力はパルス出力、こちらは電圧出力になります。マイコンなどで電圧出力の値を読み取る場合はマイコンのADコンバータ機能を使います。ADコンバータについてはそれぞれのマイコンのデータシート又はマニュアルを参照願います。
<仕様>

電源電圧
 +2.5〜5.5V DC
消費電流
 1mA MAX (@3V)
測定加速度
 -2G〜2G
測定傾斜角
 -90°〜+90°
耐衝撃
 5000G
応答周波数
 500Hz
感度 (*1)
 @3V : 400mV/G (±10%)
 @5V : 700mV/G (±10%)
オフセット電圧
(0G時の出力)
 @3V : 1.5V (±2%)
 @5V : 2.5V (±2%)
他軸感度
 ±5%
サイズ
 11.0mmx13.0mm
(*1)電源電圧に対してレシオメトリックな出力になります。
<価格>  4,725円
<ピン配列>

   


<重力とX,Y軸の傾きについて>

 地球の重力は垂直方向に1Gです。加速度センサを傾けるとこの重力に反応しますので90°傾けると1Gの力が生じます。 傾きと重力の関係は次の図のようになります。



 
以上から 重力加速度(G) = Sin(傾き角度) と言えます。

 <動作イメージ>の図の公式で重力加速度(G)が計算できますのでアークサイン関数を用いて角度を計算することができます。

角度
Sin
0°
0.0000
10°
0.1736
20°
0.3420
30°
0.5000
40°
0.6428
45°
0.7071
50°
0.7660
60°
0.8660
70°
0.9397
80°
0.9848
90°
1.0000
 マイコンでSinなどの三角関数の計算をするには非常にパワーが必要で、場合によってはメモリが足りなくなる場合があります。このような場合は三角関数のテーブルを作っておき、その値と比較しておおまかに角度を求めるとメモリを消費せずに角度を求めることができます。
 左の表は10°ごとのSinの三角比の表です。上で求めた(G)の値がどの範囲に入っているかをこの表と比較することにより、 10°単位での解像度で角度を求めることができます。

 今、たとえば測定結果から0.7Gとの結果が出たとしますと、左の表から約45°傾いているということがわかります。


<重力とZ軸の傾きについて>

 Z軸は基板を水平にしている時に下方向に常に1Gの重力が加わりますので常にマイナス1Gの出力になります。基板を任意の方向に90°傾けると0G、さかさまにすると基板上方向に1Gですのでプラス1Gの出力となります。

    
 


<ドキュメント>

 ■3軸加速度センサ取り扱い説明書



<使い方事例、サンプルプログラム>

 現在作成中。


<Q&A>

Q:測定範囲が0〜2Gとあるが、ロボット作成には何Gまで測れればよいのか?
A:ロボットの作り方と用途によっても変わってきますが、一般的に 手足の動き−>2Gぐらい、 転倒時の衝撃−>10Gぐらい といわれています。

Q:浅草ギ研で販売している2軸加速度センサとの違いは?
A:2軸加速度センサの方はパルス幅出力なので通常のデジタルIOで読み取りができますが、この3軸加速度センサは電圧出力なので、マイコンで
読み取る場合にはマイコンにADコンバータ機能が必要です。
  また、構造の違いにより耐衝撃性は2軸加速度センサの方が高いです。(とは言え、この3軸加速度センサも従来品よりも耐久性はかなり高くなっています。)
 
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