オシロスコープモードでジャイロセンサーの動きを見える化 ~レゴマインドストームEV3~ | そう備忘録

オシロスコープモードでジャイロセンサーの動きを見える化 ~レゴマインドストームEV3~

オシロスコープモードとは

教育用レゴマインドストームEV3のソフトウェアにはプログラミングモードの他に実験用のオシロスコープモードがある。

オシロスコープモードにすると各センサーの値を時系列に取得して画面上にグラフィカルに表示することができる。

また簡単なプログラミングもできるのでトレーニングロボットを動かした時のセンサーの値の推移を表わすこともできる。

オシロスコープモード

以前に「タイヤの回転角度をグラフ表示する」の記事でインテリジェントブロックのディスプレイ上に棒グラフを描いて回転角度をグラフィカルに表した。

モーター回転角度をグラフ表示

オシロスコープモードは上記より断然細かい表示ができて値も取得できる反面、ループやスイッチなどのブロックが使用できない等、プログラミングに使用できるブロックが限られている。

それぞれ目的に応じてインテリジェントブロックのディスプレイに表示するのかオシロスコープモードを使うのかを使い分ける必要がある。

測定の内容

今回はトレーニングロボットにジャイロセンサー※を取り付けてステアリングブロックでその場で左右に回転させた時のジャイロセンサーの角度センサーの値がどの様に推移するのかをオシロスコープでモードで観察する。

※ジャイロセンサーは動いた角度を測定する事ができるセンサー。上部の赤い点を中心に時計回りだと+(プラス)、反時計回りだとー(マイナス)で回転角度が測定できる。

ジャイロセンサーの角度をオシロスコープで観察

測定手順

実験設定

実験設定タブで各センサーの測定したいモード、ポート、グラフの色などを設定する。

実験設定実験設定2

左車輪Lモータ

  • センサー:モータ回転
  • モード:度※
  • ポート:B
  • 色:赤

※前進だとプラス、後進だとマイナスで度数(1回転だと360度)でモーターの回転を表す

右車輪Lモータ

  • センサー:モータ回転
  • モード:度
  • ポート:C
  • 色:青

ジャイロセンサー

  • センサー:ジャイロセンサー
  • モード:角度※
  • ポート:2
  • 色:黄

※静止時点から時計回りだとプラス、反時計回りはマイナスの角度で表す

グラフ プログラミング

ステアリングブロックを使って、右回転、その後に左回転をするプログラムを作成する

グラフ プログラミング

ステアリングブロックで右回転する

  • ステアリング:回転数
  • ステアリング:100(右回転)
  • パワー:50
  • 回転:1(360度)
  • ブレーキ方法:真

ステアリングブロックで左回転する

  • ステアリング:回転数
  • ステアリング:ー100(左回転)
  • パワー:50
  • 回転:1(360度)
  • ブレーキ方法:真

実行&測定

プログラムを実行するとデータセット テーブルに測定値が記録されると同時にオシロスコープが表示される。

  • 横軸:時間
  • 縦軸:測定値

オシロスコープ結果

プログラム開始後、左車輪のLモータ(赤)の度数が上昇して約0.8秒後に最大値の360度(1回転)、その後逆回転をして0に戻る様子が分かる。

また右車輪のLモータ(青)は左車輪とは全く逆の動きをしている。

その時のジャイロセンサーの角度(黄)は左車輪のLモータの動きと同調して上昇して0.8秒後に時計回りに約170度まで達した後、0に戻っている。

ジャイロセンサーの値

ジャイロセンサーの測定値

測定値1

測定値2

実際に動かしてみた動画

実際にオシロスコープモードでプログラムを動かしてみた動画はこちら

souichirou

やった事を忘れない為の備忘録 同じような事をやりたい人の参考になればと思ってブログにしてます。 主にレゴ、AWS(Amazon Web Services)、WordPress、Deep Learning、RaspberryPiに関するブログを書いています。 仕事では工場に協働ロボットの導入や中小企業へのAI/IoT導入のアドバイザーをやっています。 2019年7月にJDLA(一般社団法人 日本デイープラーニング協会)Deep Learning for GENERALに合格しました。 質問は記事一番下にあるコメントかメニュー上部の問い合わせからお願いします。

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