thunder5178 2020年04月14日作成 (2020年05月30日更新)

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【IoT電子工作】obnizで測距センサーを使おう！【後編：サーボモーター】

今回は、前回記事の「【IoT電子工作】obnizで測距センサーを使おう！【前編：LED調光】」に続いて、測距センサーとの距離に応じてサーボモーターを動かす方法を紹介します。

サーボモーターを単体で動かしている「【IoT電子工作】obnizでサーボモータを動かそう！」もご覧ください。

この記事でできること
obnizに接続した測距センサーの値を取得し距離に応じてサーボモータの角度を変える

部材一式

obniz(開発ボード)
USB A - USB micro Bケーブル(obniz電源供給用)
測距センサー GP2Y0A21YK(SHARP)」(以下、測距センサー)
タワープロマイクロサーボ SG-90(以下、サーボモータ)
タミヤ楽しい工作シリーズクロスユニバーサルアームセット(サーボモータ動作確認用、なくても可)
ジャンパーワイヤー(オスーオス)(以下、ジャンパーワイヤー)
クリップ付コード（以下、クリップコード）

用意する部材	購入先の例
obniz	obniz公式ストアなど
USB A - micro Bケーブル	家電量販店など
測距センサー	秋月電子通商など
サーボモータ	秋月電子通商など
クロスユニバーサルアームセット	タミヤ公式ストアなど
ジャンパーワイヤー	秋月電子通商など
クリップコード	秋月電子通商など

使用する開発ボードのobniz

対象物との距離を測ります

動作させるサーボモータ

サーボモータの動作を分かりやすくするために取り付けます

obnizの端子と接続するために使用します

測距センサーの線とジャンパーワイヤーをつなぎます

下の図のようにobnizに測距センサーとサーボモータを接続します。

実際に接続した様子。

測距センサーと測定対象物との距離に応じて、サーボモータの角度を変更します。まずはobnizに測距センサーとサーボモータを接続します。

下記の順番でobnizに測距センサーとサーボモータを接続します。

測距センサー付属の線とクリップコードを接続する
クリップコードの反対側にジャンバーワイヤーを繋ぎ、obnizに接続する
サーボモータにジャンバーワイヤーを接続し、obnizに接続する

順に説明します。

測距センサーとobnizは下記の様に接続します。
前回記事の「【IoT電子工作】obnizで測距センサーを使おう！【前編：LED調光】」と同様の接続です。

測距センサーピン番号	信号名	センサ付属の線	クリップ&ジャンパー	obniz IO
1	Vout	白	緑	2番
2	GND	茶	黒	1番
3	Vcc	黒	赤	0番

測距センサー付属の線にクリップコードを接続します。

白い信号線(Vout)には緑のクリップコード、茶色いGND線には黒のクリップコード、黒い電源線(Vcc)には赤のクリップコードを接続します。

測距センサーの線に接続したクリップコードの反対側にジャンパーワイヤーをつなぎ、obnizに接続します。

赤の電源線(Vcc)をobnizの0番ポート、黒のGND線をobnizの1番ポート、緑の信号線(Vout)をobnizの2番ポートに接続します。

サーボモーターをobnizに接続します。

接続は下記表のように接続します。

サーボモータの線色	信号名	使用するジャンパーワイヤーの色	obnizのポート番号
黄	信号線	青	5番
赤	電源線	赤	6番
茶	GND線	黒	7番

まず、サーボモータのコネクタにジャンパーワイヤーを接続してください。
青のジャンパーワイヤーを黄色、赤のジャンパーワイヤーを赤、黒のジャンパーワイヤーを茶色のケーブルに接続します。

ジャンパーワイヤーの反対側は、青の信号線をobnizの5番ポート、赤の電源線を6番ポート、黒のGND線を7番につなげます。

測距センサーとの距離に応じて、サーボモータを動作させるプログラムです。
測距センサーとの距離に応じて、サーボモータの角度を3段階に変更します。

測距センサーとの距離	サーボモータの角度
0 mm ～ 200 mm	0度
201mm ～ 1,000 mm	90度
上記以外	180度


測距センサーの距離に応じてサーボモータを動かすプログラム
<html>
<head>
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
  <script src="https://unpkg.com/obniz@3.4.0-beta.0/obniz.js" crossorigin="anonymous"></script>
</head>
<body>
    <!-- obnizデバッグ表示 -->
    <div id="obniz-debug"></div>
<!-- 記述リスト -->
    <dl>
        <dt>センサー距離</dt>
        <dd>
            <!-- センサ距離表示 -->
            <span id="text-distance">xxx</span>mm
        </dd>
        <dt>サーボモータ角度</dt>
        <dd>
            <!-- サーボモータ角度表示 -->
            <span id="text-angle">xxx</span>度
        </dd>
    </dl>
<script> 
    // obnizクラスのインスタンス化
    const obniz = new Obniz("OBNIZ_ID_HERE");

    // obnizがオンライン
    obniz.onconnect = async function () 
    {
        // 測距センサーの定義
        const sensor = obniz.wired("GP2Y0A21YK0F",  {
        vcc:0,
        gnd:1,
        signal:2
        });

        // サーボモータの定義
        const obniz_servo = obniz.wired("ServoMotor", {
        signal: 5,
        vcc: 6,
        gnd: 7
        });

        // サーボモータのパルス幅設定
        obniz_servo.range = {
        min: 0.5,
        max: 2.4
        };

        // 測距センサーの計測開始
        sensor.start(function (distance)
        {
            // 測距センサーとの距離を表示
            document.getElementById("text-distance").textContent = distance;

            let servo_value = 0;    // サーボモータの角度

            // 測距センサーとの距離に応じて、サーボモータ角度変数を変更
            if(distance >= 0 && distance <= 100)
            {
                servo_value = 0;
            }
            else if(distance > 100 && distance <= 200)
            {
                servo_value = 90;
            }
            else
            {
                servo_value = 180;
            }
            // サーボモータを指定の角度に動作
            obniz_servo.angle(servo_value);
            // サーボモータの角度を表示
            document.getElementById("text-angle").textContent = servo_value;
        })
  };
</script>
</body>
</html>

プログラムの説明をします。これまでの記事で説明した項目は割愛させていただき、新しく紹介する部分を説明します。

<dl><dt><dd>タグ(記述リスト)
測距センサーからの距離、サーボモータの角度をブラウザ上に表示するため、dl、dt、ddタグで区切っています。
dl、dt、ddタグは定義(説明)リストと呼ばれ、dtには語句、ddはその説明を記述し、全体をdlタグでくくります。

	測距センサー	サーボモータ
dt	センサー距離	サーボモータ角度
dd	●●mm(プログラムで書き換え)	●●度(プログラムで書き換え)

ddタグには測距センサーとの距離、サーボモータの角度を表示し、JavaScriptで値を書き換えます。

書き換える箇所に<span id="text-distance">xxx</span>と<span id="text-angle">xxx</span>とID名を付けて変更します。

obniz_servo.range = {min: 0.5,max: 2.4};の説明
今回使用するサーボモータ「SG90」のパルス幅設定をしています。
秋月電子通商の「SG90」のページで仕様を確認します。

制御パルス	制御角
0.5ms～2.4ms	±約90度(0度～180度)

0.5msのときに－90度(0度)、2.4msのときに＋90度(180度)となります。

制御信号のパルス幅は製品によって異なるので、モーター毎に設定する必要があります。

測距センサーとの距離とサーボモータ角度の関係
今回のプログラムでは測距センサーとの距離とサーボモーターの角度を下記の範囲に設定しました。

測距センサーとの距離	サーボモーターの角度
0mm～100mm	0度
100mm～200mm	90度
上記以外	180度

測距センサーとの距離に応じて、サーボモーターの角度(servo_value)の値を変更し、obnizでサーボモーターの角度を変更するobniz_servo.angle()に代入して角度を変更しています。

実際に動作させた動画を撮影しました。
このように測距センサーとの距離に応じて、サーボモーターの角度が変化します。

ここに動画が表示されます

Webブラウザには測距センサーとの距離とサーボモーターの角度を表示しています。

今回紹介した方法で測距センサーとの距離に応じて、サーボモーターの角度を変更できるようになりました。

obnizならセンサーの情報もWebブラウザに簡単に表示できるので、離れた場所にあるセンサー情報も容易に知ることができます。
センサーの情報を元にモーターを動かすこともできるので、この記事を参考にしながら試してみてください。

thunder5178

はじめまして。プロフィールをご覧いただき、ありがとうございます。本業はメーカーの電気・システム設計をしており、趣味で電子工作やプログラミングをしています。ご覧いただいた皆様の参考になれば幸いです。また、個人では電子工作や電気関連のブログを運営しております。ご一読いただけると嬉しいです。 https://thunderblog.org/

thunder5178 さんが 2020/04/14 に編集をしました。 (メッセージ: 初版)
thunder5178 さんが 2020/04/15 に編集をしました。
thunder5178 さんが 2020/05/30 に編集をしました。

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【IoT電子工作】obnizで測距センサーを使おう！【後編：サーボモーター】

用意するもの

obnizに測距センサーとサーボモータを接続する

接続手順

1.測距センサー付属の線とクリップコードを接続する

2.クリップコードの反対側にジャンバーワイヤーを繋ぎ、obnizに接続する

3.サーボモータにジャンバーワイヤーを接続し、obnizに接続する

obnizに接続した測距センサーとの距離に応じてサーボモータを動かすプログラム

実際の動作させている動画

まとめ