SPRESENSE で超音波フロータを作ってみた

たまにはクリスマスっぽいネタということで、SPRESENSE で超音波フロータを作ってみました。超音波フロータは、海外 Arduino 界隈で一時期流行ったので、作り方はたくさん転がっています。

SPRESENSEなら、もっと簡単にできるんじゃね？と思い立ち、早速やってみました。めちゃくちゃ簡単でした。試してみた様子がこちらです。

もうすぐクリスマス！
SPRESENSE で超音波フローターを作ってみたよ pic.twitter.com/NOQYF7vyNv

— よしのたろう 🍥純国産ボード”スプレッセンス”応援団長（仮） (@Taro_Yoshino) December 21, 2023

準備するもの

（１）超音波のトランスデューサとレシーバ
超音波変換器 TCT40-16R/T

（２）モータードライバ「DRV8835」
DRV8835使用ステッピング＆DCモータドライバモジュール

（３）SPRESENSEメインボード＋拡張ボード
SPRESENSEメインボード
SPRESENSE拡張ボード

作り方

まず超音波トランスデューサとレシーバをバラします。

超音波トランスデューサとレシーバにワイヤをはんだ付けして、次のように配線します。簡単ですね。PWM0は6ピンに、イネーブル信号は4ピンに接続してください。

接続した状態がこちらです。

プログラム

Arduino IDE で作ったスケッチがこちら。短い！

#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>   
#include <nuttx/timers/pwm.h>
#include <MP.h>

static uint32_t frequency =  40000;
static uint16_t duty = 0x7fff; 

char pwm_devpath[] = "/dev/pwm0";
int fd;
struct pwm_info_s info;

void setup() {
  pinMode(4, OUTPUT);
  digitalWrite(4, HIGH);

  printf("setup /dev/pwm0\n");
  /* Open the PWM device for reading */
  fd = open(pwm_devpath, O_RDONLY);
  if (fd < 0) {
    printf("error: failed to open pwm0 device\n");
    return;
  }

  /* Configure the characteristics of the pulse train */
  info.frequency = frequency;
  info.duty      = duty;
  ioctl(fd, PWMIOC_SETCHARACTERISTICS, (unsigned long)((uintptr_t)&info));

  printf("pwm0 start\n");
  ioctl(fd, PWMIOC_START, 0);
}

void loop() { }

遊び方

超音波トランスデューサとレシーバの端が終端するように距離を調整しましょう。温度で音速もかわるのであくまで目安ですが。だいたい3cm弱くらいにしておけばうまくいくと思います。トランスデューサは下にないと浮かないので注意してください。

波長に応じて圧力のスポットが発生するので、そこに発泡スチロールのかけらを近づけるとすいつくように浮き始めます。

簡単に試せるのでぜひやってみてください。