M5StickCの6軸IMU(SH200Q)検証

現状とライブラリのバージョンが違うので、同じコードが動かないと思います。最新情報はM5StickC非公式日本語リファレンスで確認してください。

情報

• http://senodia.com/en/Product/detail/id/17.html
• http://senodia.com/Uploads/Product/5b2b6ef1216e8.pdf

IMUは英語のページと、データシートがあるので良かったです。

データシートでの軸

IMUは使ったことがないのですが、図を見る限り普通の座標系な気がします。

実験

机の上に、横に置いて、上から見た図の写真です。この方向からいろいろな方向に動かして、加速度とジャイロの反応を調べました。

表示されているのが上から、ジャイロの現在値、最大値、最小値。加速度の現在地、最大値、最小値です。ボタンを押すと数値をリセットするので、調べ終わったらリセットして、他の方向を調べています。

加速度(acc)

X軸加速度

左右に動かしても反応しなかったのですが、なんと右側を持ち上げるとプラスに反応。左側を持ち上げるとマイナスの加速度でした。

Y軸加速度

Y軸は手前に傾けるとプラス、手前を持ち上げるとマイナスでした。

Z軸加速度

Z軸は左に回転するとプラス、右に回転するとマイナスでした。

ジャイロ(Gyro)

X軸ジャイロ

元の状態が0で、手前を持ち上げるとプラスで、写真の状態で0.5になり、奥を持ち上げるとマイナスになります。

Y軸ジャイロ

元の状態が0で、右側を持ち上げるとプラスで、写真の状態で0.5になり、左側を持ち上げるとマイナスになります。

Z軸ジャイロ

元の状態が0.5で、どの方向にでも90度傾けると0.0になっていたように思えます。

実験プログラム

#include <M5StickC.h>
int16_t accX = 0;
int16_t accY = 0;
int16_t accZ = 0;
int16_t gyroX = 0;
int16_t gyroY = 0;
int16_t gyroZ = 0;
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  M5.begin();
  M5.IMU.Init();
  M5.Lcd.setRotation(3);
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
  M5.Lcd.setTextSize(1);
  M5.Lcd.setCursor(40, 0);
  M5.Lcd.println("SH200I TEST");
  M5.Lcd.setCursor(0, 15);
  M5.Lcd.println("  X       Y       Z");
  pinMode(M5_BUTTON_HOME, INPUT);
  pinMode(M5_BUTTON_RST, INPUT);
}
float max_gyroX = 0;
float min_gyroX = 0;
float max_gyroY = 0;
float min_gyroY = 0;
float max_gyroZ = 0;
float min_gyroZ = 0;
float max_accX = 0;
float min_accX = 0;
float max_accY = 0;
float min_accY = 0;
float max_accZ = 0;
float min_accZ = 0;
void loop() {
  if (digitalRead(M5_BUTTON_HOME) == LOW || digitalRead(M5_BUTTON_RST) == LOW ) {
    max_gyroX = 0;
    min_gyroX = 0;
    max_gyroY = 0;
    min_gyroY = 0;
    max_gyroZ = 0;
    min_gyroZ = 0;
    max_accX = 0;
    min_accX = 0;
    max_accY = 0;
    min_accY = 0;
    max_accZ = 0;
    min_accZ = 0;
    delay(1000);
  }
  // put your main code here, to run repeatedly:
  M5.IMU.getGyroData(&gyroX, &gyroY, &gyroZ);
  M5.IMU.getAccelData(&accX, &accY, &accZ);
  if ( max_gyroX < ((float) gyroX) * M5.IMU.gRes ) {
    max_gyroX = ((float) gyroX) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( ((float) gyroX) * M5.IMU.gRes < min_gyroX ) {
    min_gyroX = ((float) gyroX) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( max_gyroY < ((float) gyroY) * M5.IMU.gRes ) {
    max_gyroY = ((float) gyroY) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( ((float) gyroY) * M5.IMU.gRes < min_gyroY ) {
    min_gyroY = ((float) gyroY) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( max_gyroZ < ((float) gyroZ) * M5.IMU.gRes ) {
    max_gyroZ = ((float) gyroZ) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( ((float) gyroZ) * M5.IMU.gRes < min_gyroZ ) {
    min_gyroZ = ((float) gyroZ) * M5.IMU.gRes;
  }
  if ( max_accX < ((float) accX) * M5.IMU.aRes ) {
    max_accX = ((float) accX) * M5.IMU.aRes;
  }
  if ( ((float) accX) * M5.IMU.aRes < min_accX ) {
    min_accX = ((float) accX) * M5.IMU.aRes;
  }
  if ( max_accY < ((float) accY) * M5.IMU.aRes ) {
    max_accY = ((float) accY) * M5.IMU.aRes;
  }
  if ( ((float) accY) * M5.IMU.aRes < min_accY ) {
    min_accY = ((float) accY) * M5.IMU.aRes;
  }
  if ( max_accZ < ((float) accZ) * M5.IMU.aRes ) {
    max_accZ = ((float) accZ) * M5.IMU.aRes;
  }
  if ( ((float) accZ) * M5.IMU.aRes < min_accZ ) {
    min_accZ = ((float) accZ) * M5.IMU.aRes;
  }
  M5.Lcd.setCursor(0, 24);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", ((float) gyroX) * M5.IMU.gRes, ((float) gyroY) * M5.IMU.gRes, ((float) gyroZ) * M5.IMU.gRes);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", max_gyroX, max_gyroY, max_gyroZ);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", min_gyroX, min_gyroY, min_gyroZ);
  M5.Lcd.setCursor(0, 50);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", ((float) accX) * M5.IMU.aRes, ((float) accY) * M5.IMU.aRes, ((float) accZ) * M5.IMU.aRes);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", max_accX, max_accY, max_accZ);
  M5.Lcd.printf("%+7.2f %+7.2f %+7.2f\n", min_accX, min_accY, min_accZ);
}

サンプルスケッチのSH200Iに最小値と最大値を保存するようにした物になります。温度計は表示上邪魔なので消してしまいました。

まとめ

サンプルスケッチを動かしてみて、数値の動きが意図していたのと違っていたので実験してみましたが、予想と違う結果になりました。

加速度は純粋な座標軸じゃなくて、座標軸に対する回転方向の加速度な気がします。ただ、加速度とジャイロで軸の方向が違う気がするので謎が深まります。

ジャイロはおそらく重力を基準としているので、チップの付いている向きと重力の向きが違うのかもしれません。

ちょっと腑に落ちないところがあるので、他の人も検証してもらいたいです。私の端末がおかしいのか、そもそもデータシートから間違っているのかが知りたいです。。。