musan6363 / GlaphingAccelerometer

加速度センサの値をmbedからのシリアル通信で取得して3Dグラフ表示．

加速度センサ値のグラフ化

mbedに加速度センサ(IMU-20948)を接続し，Pythonプログラムによるシリアル通信で値を取得して，matplotlibで3次元グラフ表示しました．

[TOC]

結果の例

次の写真のように，マルチプレクサを介して4つの加速度センサをmbedに接続した．

以下のようなグラフが出力された．加速度センサの1つを不規則に動かした．

実行方法

1. dist内の2ファイル(GlaphingAccelerometer.bin, readserial.py)をダウンロード．

2. マルチプレクサを介して加速度センサを接続したmbedをPCにUSB接続する．ピン配置は以下表の通り．

   コード色	役割	接続先
   Black	GND	GND
   Red	3.3V	VOUT
   Blue	SDA	p9
   Yellow	SCL	p10

3. binファイルをmbedのストレージにコピーする．すでに実行イメージがある場合には退避もしくは削除する．

4. mbedのリセットボタンを押す．(画像**青ボタン)

5. mbedのマウント先を確認する．

   ls -l /dev/tty.*

6. Pythonプログラムを実行する．4で確認したマウント先に適宜書き換える必要がある．

   python readserial.py /dev/tty.usbmodem143102

7. グラフの描画が始まる．加速度センサを動かせば変化が確認できる．

mbed開発環境の再現

src内のファイルを用いてmbedの開発環境が再現できる．

できること

• センサを1つだけ接続して値を出力する
• mbedのストレージにセンサの出力値をCSV形式で保存する
• マルチプレクサを介してセンサ4つの値をMbedStudio上で出力する
• シリアル通信で値を取得して3次元グラフ表示する

mbed開発環境の再現に手順をまとめた．

技術的解説として，調査したmbedの扱い方やソースコードの説明がある．

今後の展望

現在，グラフの表示はセンサの動作とのタイムラグが大きい．より軽量なグラフ表示方法やコードの無駄な処理を省くことで高速動作を目指すことができる．(mbedからの値取得自体は高速にできているので，取得したデータの扱いからグラフ表示が改善点として考えられる．)

またさらに複数のセンサを取り付けることもできる．マルチプレクサの空きポートはもちろん，センサを数珠つなぎにすることも可能で，マルチプレクサは1接続で64個のI2Cバスまで可能である．(Qwiic - TCA9548A搭載 8チャンネル Mux拡張基板 - スイッチサイエンス)

シリアル通信でやりとりしているデータを一度文字にしているので，処理速度が大幅に落ちていると考えられる．センサから読み取ったバイト列をそのままシリアル通信に載せ，Pythonプログラム側で解析するほうが処理速度の向上が見込める．