Arduinoを使おうの最近のブログ記事

Wire（I2C）はArduino 1.0では修正が必要
　Arduino IDEが新しくArduino 1.0になりました。また、Arduino Uno R3が発売されピンソケットのピン数が増え、I2CのSCL、SDAがA4、A5のアナログ入力端子以外にもSCL、SDA用に専用の端子が追加されました。
　次の写真は、Arduino Uno R3を使用したリアルタイム・クロックRTC-8564NBの時刻設定のテスト回路です。

時刻設定のため変更する桁を示す方法
　時刻の設定を行うために、LCDの日付、時刻の変更対象の桁を点滅させることを考えます。この時刻設定時の日付、時刻の設定を次のようにします。
　　　　　　YY/MM/DD N
　　　　　　HH:MM:SS ｓ　
　16桁2行表示で各設定値を1文字ずつ設定していきます。

ストレインゲージの出力の増幅
　ストレインゲージの出力値と増幅した値をSANWAのPC710で測定した結果を次に示します。無負荷から11kgまで約2mVの変化でしたが600mVの変化に拡大されました。これで、何とかArduinoのアナログ入力で処理できる範囲になりました。

　ストレイン・ゲージに5V電圧を加えて、荷重を加えると、3mVくらいの出力電圧となります。Arduinoのアナログ入力では少なくてもフルスケール、1Vくらいのセンサの出力電圧が必要になります。そのための増幅にインスツルメンテーション・アンプ（計装アンプ）と呼ばれる増幅器が利用されます。これらの計装アンプは次に示すように三つのOPアンプで構成されています。
　この回路は、リニアテクノロジー社のLT1114が4個パッケージなったクワッドのOPアンプで、計装アンプを構成したリニアテクノロジー社の例です。この回路について、LTspiceでシミュレーションした結果を示します。

　次に示すストレインゲージの回路をブレッドボードに組み、SANWA のPC720Mディジタル・マルチメータで出力の測定を行います。

 2011年11月9日にArduino IDEが0022から0023にバージョンアップされました。前回のバージョンアップが2010年12月24日で、しばらくバージョンアップがなかったのでかなり大がかりなものかと思ってリリース・ノートを調べてみましたら、次の3項目だけでした。
　　　　　　　　１　 Added .inf files for R3 boards.
　　　　　　　　２　 Updated to optiboot 4.4.
　　　　　　　　３　 Included combined firmwares for ATmega16U2

１　Added .inf files for R3 boards.はArduino UnoからのUSBシリアル変換処理をFTDI社のデバイスからATmega8U2のチップに変更したボードに対するinf ファイルの追加です。このR3のボードはArduino Mega 2560、Arduino Mega ADK、などが対象になります。
２　新しいブート・システムのバージョンアップです。
３　ATmega16U2のボードに対するファームウェアが含まれました。

　スイッチサイエンスで次に示すストレインゲージを見つけました。体重計に使用しているものと同様なセンサと説明されています。ただし最大荷重が110ポンドと約50kgまでの体重しか図れません。実際は50kgまで図ることのできる電子台秤のセンサのようです。

センサからは３本のリード線が出ている
   次に示すように、センサからは黒、白、赤の３本のリード線が出ています。この各リード線間の抵抗値を測定しました。測定結果は黒・白間　2.07kΩ、赤・黒間　1.03kΩ、赤・白間　１.03kΩとなりました。赤と黒の間は荷重を加えると抵抗値が変化しました。

ブリッジ回路出力の増幅回路のシミュレーション
  ブリッジ回路のモデルを信号源としてLT1167で増幅するシミュレーションを行いました。LT1167に±5Vの電源を加えシミュレーションします。ブリッジの出力は0Vから250mVで、増幅回路の出力は0Vから4.029Vとなりました。大気圧の時は、ブリッジの出力が170mVから180mVでその時の計装アンプの出力は3V前後となります。この値は5V動作のArduinoのアナログ入力の対応範囲になりますので、この条件で回路を作成します。