ポテンショメータの制御

M5Stack コアは、IoT プロジェクトを構築し、プロトタイプを迅速かつ簡単に作成するために設計された、モジュール式で積み重ね可能なプログラム可能な開発モジュールです。 このモジュールは ESP32 マイクロコントローラーに基づいており、さまざまなセンサー、入力、出力、およびカラー液晶ディスプレイ (LCD) が付属しています。 さらに、M5Stack コアは 54 x 54 x 18 mm の長方形モジュールとしてパッケージ化されており、2 インチの薄膜トランジスタ (TFT) LCD を備えています。

前述したように、このユニットには 3 つのプッシュ ボタン、スピーカー、microSD カード スロットなど、いくつかの入出力オプションがあります。 図 1 は、M5Stack コアを示しています。

M5Stack コアの最もユニークな機能の 1 つは、そのモジュラー設計エコシステムです。 このモジュールは他の M5Stack モジュールと簡単にスタックできるため、ユーザーは機能を追加してプロジェクトの機能を拡張できます。 M5Stack モジュラー エコシステムには、カメラ、GPS、バッテリー モジュール ユニットなど、さまざまなモジュールが用意されています。

この記事では、M5Stack コアを使用した角度センサーとサーボ モーター ユニットについて説明します。 この実践的なプロジェクトの成果は、M5Stack コア TFT ディスプレイを備えたポテンショメータベースのサーボ モーター コントローラーの構築です。

M5Stack コア ポテンショメータ ベースのサーボ モーター コントローラー プロジェクトは、既製の電子製品とソフトウェアを使用してヒューマン コンピューター インタラクション (HCI) デバイスを構築できる多用途性と容易さを示します。 このプロジェクトの目的は、人間によるシステムへの関与などの HCI コンセプトを、小型の ESP32 ベースのコントローラーを使用してどのように実現できるかを説明することです。 ESP32 ベースのプラットフォームでは、電気機械オブジェクトと人間と物理的なコンピューティングの相互作用が行われます。 このプロジェクトでは、M5Stack コアの TFT LCD を使用して電気機械システムから相互作用データを表示および取得する方法を読者が理解できるようにします。 このようなデータは、Python、PyTorch、Pandas などのプログラミング言語を使用してサイバー物理システム (CPS) の機械学習の概念を調査するために使用できます。

このプロジェクトの主要な技術情報源として、M5Stack 電子ブループリント ブックを参照することをお勧めします。 より具体的には、第 2 章「M5Stack ユニッ​​トの実践」では、ESP32 モジュラー コントローラーとプログラマブル センシングおよびコントロール ユニットの電子回路とセットアップに関する技術的な洞察を提供します。 この本には、読者を惹きつける実践的なプロジェクトやインタラクティブなクイズも含まれています。 基本的に、このプロジェクトは本の延長として考えることができます。 したがって、このプロジェクトではソフトウェアのセットアップ手順の詳細については説明しません。

以下は、構築する電子部品のリストであり、M5Stack コア ポテンショメータ ベースのサーボ モーター コントローラー プロジェクトの探索に役立ちます。

部品表 (BOM):

M5Go IoT スターター キットには、さまざまなセンサー、ジャンパー ワイヤー、RGB LED、USB C ケーブルが含まれています。 角度センサーはキットに含まれています。 このプロジェクトでは、10 KΩ ポテンショメータと 1 KΩ 抵抗を使用して、M5Stack 角度センサーの自作バージョンを構築します。 第 2 章では、はんだなしブレッドボード上の電子部品の電気配線と M5Stack コア コントローラーへの自作センサーの取り付けについて詳しく説明します。

プロジェクトの全体的なコンセプトは、メインの ESP32 組み込みプラットフォームとして M5Stack コアを使用する小型サーボ モーター コントローラーのプロトタイプ構築を説明することです。 このプロジェクトの初期セットアップでは、サーボ モーターを制御するために外部ポテンショメータを追加します。 ポテンショメータは回転情報を M5Stack コアに提供します。 次に、M5Stack コアはアナログ分圧データを同等のパルス幅変調 (PWM) 制御信号に変換し、それによって電気配線サーボ モーターを動作させます。 図2にプロトタイプのシステムブロック図を示します。

次に、角度センサーの同じ内部電子部品を使用して、ポテンショメータの回路が M5Stack コアの ESP32 マイクロコントローラーに電気的に配線されます。 M5Stack 角度センサーは、10 KΩ ポテンショメータと直列に接続された 1 KΩ 抵抗を使用して構築されています。 この回路構成は、指定された ESP32 アナログ/デジタル汎用入出力 (GPIO) ピンにさまざまな離散アナログ信号値が存在できるようにする分圧機能を提供します。 図 3 に M5Stack 角度センサーを示します。