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ジャイロを使ってみよう

ジャイロとは

ジャイロ (=Gyroscope) とは、角速度を計測する事ができるセンサーです。角速度は基本的にタイヤの回転数の比に比例しますが、早く曲がろうとするにつれて追従しなくなって行きます。
また、最近流行している変則4輪マウスの場合、根本的にタイヤの回転数の比と車体の角速度が比例しないため、ジャイロがないと超信地旋回すらできません。

デバイスはAnalogDevicesや、STMicroelectronicsInvenSenseの物が有名です。

ジャイロの種類

ジャイロにはいろいろな種類があります。

出力の形式

  • アナログ
    • 角速度に比例した電圧出力
    • 使いやすい
    • 好きなタイミングで値を読みに行ける
  • デジタル
    • IICやSPIなどの通信で値を読み出す
    • 出力bit数が大きい(16bitなど)
    • 通信をするため、値を読むタイミングが難しい

以上のような特徴があります。

内部の方式

  • 圧電振動方式
    • 出回っている物は出力の特性が線形でなかったり、左右の回転で特性が異なる等、マウスでは使いにくい
    • おもちゃを作りたい時には、安くて入手性が良いのでおすすめ
  • MEMS方式
    • 現在主流のセンサ
    • 温度などによってゼロ点が少しずれる
    • 出力はほぼ線形
    • ぶっちゃけこれ以外を使う事はないです
  • その他
    • 光ファイバジャイロやリングレーザージャイロなど。興味があれば調べてみましょう

出力の感度

角速度 - 出力特性の傾きです。
データシートを読みましょう。また、関連する基本スペックとして、計測範囲(飽和する所らへん)が書いてあります。
±1200[deg/s]まで のように書いてあります。

クラシック競技で、±1000[deg/s]、 ハーフ競技では±2000[deg/s]くらいまで計測できるものがあれば良いとされているようです。

あまりにレンジの大きな物を選ぶと、実用する範囲での精度が落ちるので、上記くらいの範囲の物を選ぶのが良いでしょう。

Yaw, Roll, Pitchの3つの回転軸のうち、どれを計測できるかが示されています。
マウスに必要なのはYaw軸なので、出力にYaw軸が含まれている物を選びましょう。

とりあえずここまで保存。

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