2021.8.7 SRF-02の使い方

今回は、超音波センサSRF-02のコマンドについて調べました。

まず、SRF-02の通信には二つのモードがあり、I2CとUARTがありますが、今回はI2Cに焦点を当てて説明します。

SRF-02の主なコマンド

次に、SRF-02で使用される主なコマンドです。

コマンドの通信方法は、ArduinoのWireライブラリを使って通信します。詳細は、以前のブログを参照してください。

I2Cでの通信方法

SRF02をI2Cモードで使用するには、モードピンをオープンにします。

I2Cの通信では、最大16個まで並列で接続できます。並列でつなぐので、それぞれのSlave(超音波センサ）にアドレスを振り分けます。
SRF02の出荷時のアドレスは0xE0です。アドレスはユーザによって変更することができ、最大16個（E0、E2、E4、E6、E8、EA、EC、EE、F0、F2、F4、F6、F8、FA、FC、FE）のアドレスが使用できます。

　

レジスタ

SRF-02には6種類のレジスタがあります。

ロケーション	読む	書く
0	ソフトウェアリビジョン	コマンドレジスタ
1	未使用（0x80を読み取ります）	該当なし
2	測定値　上位バイト	該当なし
3	測定値　下位バイト	該当なし
4	オートチューン最小-上位バイト	該当なし
5	オートチューン最小-下位バイト	該当なし

　

6個あるレジスタのうち、Masterから書き込むことができるのは、0番のレジスタのみです。

すべて、0番のレジスタに数値を入れることでSRF-02の様々な設定ができます。

0番から読み出す場合は、ソフトウェアリビジョンを返されます。1番は使用していない空きピンです。

２，３番のレジスタが、測定した数値を返すレジスタです。測定値は最大2byteの容量で返します。レジスタ1個は1byteですので、レジスタが二つ（2,3)必要なわけです。この測定値は、設定の状態によって、インチ、センチ、マイクロ秒などで返します。

4、5番のレジスタは、16ビットの符号なし最小範囲です。これは、ソナーが測定できるおおよその最も近い範囲です。

つまり最初0番で指定をしたら、あとは2,3番のレジスタで測定値を参照すればよいということです。

　

SRF-02のコマンド

下記が、SRF-02の0番に指定するコマンドです。

2進数	16進数	動作
80	0x50	Real Ranging Mode – Result in inches
81	0x51	Real Ranging Mode – Result in centimeters
82	0x52	Real Ranging Mode – Result in micro-seconds
86	0x56	Fake Ranging Mode – Result in inches
87	0x57	Fake Ranging Mode – Result in centimeters
88	0x58	Fake Ranging Mode – Result in micro-seconds
92	0x5C	Transmit an 8 cycle 40khz burst – no ranging takes place
96	0x60	Force Autotune Restart – same as power-up. You can ignore this command.
160	0xA0	1st in sequence to change I2C address
165	0xA5	3rd in sequence to change I2C address
170	0xAA	2nd in sequence to change I2C address

必要に応じて、上記のコマンドを1番のコマンドレジスタに書き込み、必要な時間待機して結果を読み取ります。エコーバッファは、各レンジングの開始時にクリアされます。レンジングは最大66m秒持続します。この後、測定値を2,3番のレジスタから読み取ります。

SRF-02の命令方法

MasterからSRF-02に命令する場合、どのようにしたらよいでしょうか。

下記が、参考に、測定値をcmにするプログラムです。

Wire.beginTransmission(226);　//通信先のアドレス
  Wire.write(0x00);    //レジスタを選ぶ
  Wire.write(0xA0);　　//コマンドを選ぶ
  Wire.endTransmission();

順番としては、まず Wire.beginTransmission(226); で、Slaveのアドレス(226)を指定。

次に送信するものは、接続するレジスタになります。なにか設定などをする場合は、

0番のレジスタにアクセスするため、Wire.write(0x00);で0を送ります。

次に、送るものが設定するコマンドです。

例えば、測定値をｃｍで返す設定をする場合は、コマンド0x51を送ればよいので、

Wire.write(0x51);となります。

設定はこれで終了なので、 Wire.endTransmission(); で今回の通信を終わります。

コマンドの内容にもよりますが、基本は、レジスタを指定→そのレジスタのコマンドを送る、の流れです。

　

SRF-02の測定値を読み出すプログラム

次に、SRF-02から測定値を読み出す方法です。

      Wire.beginTransmission(0xE0); // transmit to device #112
      Wire.write(byte(0x02));      // sets register pointer to echo #1 register (0x02)
      Wire.endTransmission();      // stop transmitting

     
      Wire.requestFrom(0xE0, 2);    // request 2 bytes from slave device #112
    
      if (2 <= Wire.available())   // if two bytes were received
      {
        reading = Wire.read();  // receive high byte (overwrites previous reading)
        reading = reading << 8;    // shift high byte to be high 8 bits
        reading |= Wire.read(); // receive low byte as lower 8 bits
        Serial.print(reading);   // print the reading
        Serial.println("cm");
      }

まず、SRF-02から数値を読み出す場合、2番目のレジスタ0x02にアクセスします。それが、3行目までのプログラムです。

次に、SRF-02からデータを受信する準備をします。それが、 Wire.requestFrom(0xE0, 2); です。

これは、アドレスE0のSlaveから、2byteのデータを受け取りますという意味です。

あとは Wire.read();で、データを受け取ることが出来ます。しかし、2byteあるため、そのまま受け取ると下位ビットが上書きされます。そのため、まず、上位8ビットのデータを受け取り（ reading = Wire.read(); ）、readingのビットを (reading = reading << 8; )8bit高い位にシフトさせてから、次に飛んでくる数値（下位ビット）を （ reading = Wire.read(); ） で受信します。

　

　

SRF-02のアドレス指定

次に、SRF-02のアドレス指定手順です。方法は簡単で、上記コマンドの0xA0,　0xAA,　0xA5,を順番に送り、最後に新しいアドレスを送ることで、アドレスを指定するモードになります。例えば、もともとのアドレスE0から新しいアドレスF4に帰る場合は下記のプログラムを動かします。とてもシンプルですよね。

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xA0);               //A0を書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xAA);               //AAを書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xA5);               //A5を書き込む
  Wire.endTransmission();

  Wire.beginTransmission(0xE0);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0xF4);               //新しいアドレスF4を書き込む
  Wire.endTransmission();

今日は、ここまで。

　

2021.8.7 ひいらぎ