ChatGPTでGPT-4が使えるようになったので
Spresense用の加速度センサーのプログラムを書いてもらいました。
結論 : 私程度のプログラマーは仕事無くなりそう(泣)
ということでChatGPTでプログラムを作ってもらった時のやり取りをまとめてみました。
GPT-3.5では多分作れないかと思います。
やり取りの途中には私の勘違いとかも入っていますので
プログラム作成の手順の参考になればと思っています。
途中で　プログラムが途切れたので続きを code で括って出力して と質問しています。
これはプログラムの出力が途中で途切れた時に 続けて とだけ入力すると
Markdown の code が変な位置に入って見辛くなるのを防ぐためです。

少々長くなっていますが最後まで読んでいただけると嬉しいです。

質問

LIS2DW12で一定以上の振動があった時に INT1の信号を出すことは出来ますか?

回答

はい、LIS2DW12は、一定の振動しきい値を超えたときにINT1ピンで割り込み信号を生成することができます。これを実現するには、LIS2DW12の内蔵機能であるFree-fall検出機能を使用します。Free-fall検出は、本来は自由落下を検出するために使用されますが、振動のしきい値検出にも適用できます。

次の手順で設定を行ってください。

LIS2DW12のI2CまたはSPIインターフェースを使って通信を確立します。
CTRL1 レジスタ (0x20) を設定して、加速度センサの出力データレート (ODR) と測定範囲 (FS) を選択します。
CTRL5 レジスタ (0x24) の FF_IA1 ビットを '1' に設定して、INT1ピンにFree-fall割り込みを割り当てます。
FREE_FALL レジスタ (0x30) に、検出する振動のしきい値を設定します。この値は、選択した測定範囲に依存します。
DUR レジスタ (0x31) に、検出する振動の持続時間を設定します。
これで、LIS2DW12は設定された振動のしきい値を超えたときに、INT1ピンで割り込み信号を生成します。割り込みが発生したかどうかを確認するには、INT_SOURCE レジスタ (0x26) の FF_IA ビットを読み取ります。

以上の設定を行うためには、データシートやリファレンスマニュアルを参照して、必要なレジスタ設定や計算方法について理解することが重要です。LIS2DW12のデータシートは、以下のリンクから入手できます。

STMicroelectronics LIS2DW12 Datasheet

質問

Arduino IDEでSpresense用の具体的なプログラムをお願いします。

回答

Spresense用のArduino IDEを使用して、LIS2DW12で一定の振動しきい値を超えたときにINT1ピンから割り込み信号を生成するプログラムを作成します。ここでは、LIS2DW12TRを使用し、Wire.hライブラリを使ってI2C通信を行います。以下が具体的なコードです。

まず、必要なライブラリをインクルードします。

#include <Wire.h>
次に、LIS2DW12のI2Cアドレスと必要なレジスタの定義を行います。

cpp
Copy code
#define LIS2DW12_I2C_ADDRESS 0x18
#define LIS2DW12_CTRL1       0x20
#define LIS2DW12_CTRL5       0x24
#define LIS2DW12_FREE_FALL   0x30
#define LIS2DW12_DUR         0x31
#define LIS2DW12_INT_SOURCE  0x26

I2C通信用の関数を作成します。

void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  Wire.endTransmission();
}

uint8_t readRegister(uint8_t reg) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(LIS2DW12_I2C_ADDRESS, 1);
  return Wire.read();
}

LIS2DW12を設定する関数を作成します。

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、高性能モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x70);

  // CTRL5: INT1ピンにFree-fall割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x20);

  // FREE_FALL: 振動のしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0x10);

  // DUR: 振動の持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_DUR, 0x01);
}

割り込みが発生したかどうかを確認する関数を作成します。

bool isFreeFallDetected() {
  uint8_t intSource = readRegister(LIS2DW12_INT_SOURCE);
  return intSource & 0x20;
}

setup()関数でI2C通信を開始し、LIS2DW12を設定します。

void setup() {
  Wire.begin();
  setupLIS2DW12();
}

loop()関数で割り込みが発生したかどうかを定期的に確認し、振動が検出
(ここで説明が途切れました)

質問

続けて

回答

された場合に、アクションを実行します。

void loop() {
  if (isFreeFallDetected()) {
    // 振動が検出された場合に実行するアクション
    // 例: LEDを点滅させる、シリアルポートにメッセージを出力するなど
    Serial.println("振動が検出されました");
  }

  // 割り込み確認の間隔（例: 100ms）
  delay(100);
}

これで、LIS2DW12で一定の振動しきい値を超えたときにINT1ピンから割り込み信号を生成し、振動が検出されたときに指定したアクションを実行するSpresense用のArduinoプログラムが完成しました。

質問

LIS2DW12の低消費電力設定を追加できますか?

回答

もちろんです。LIS2DW12は、低消費電力モードで動作させることができます。これにより、デバイスの消費電力を抑えることができます。低消費電力モードにするには、CTRL1レジスタの設定を変更します。

以下に、先ほどのコードに低消費電力設定を追加した例を示します。setupLIS2DW12()関数内のCTRL1レジスタの設定を変更して、低消費電力モードに設定します。

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、低消費電力モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x50);

  // CTRL5: INT1ピンにFree-fall割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x20);

  // FREE_FALL: 振動のしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0x10);

  // DUR: 振動の持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_DUR, 0x01);
}

この変更により、LIS2DW12は低消費電力モードで動作し、一定の振動しきい値を超えたときにINT1ピンから割り込み信号を生成します。ただし、低消費電力モードでは、センサの性能が若干低下することに注意してください。アプリケーションの要件によっては、低消費電力モードと高性能モードのバランスを検討することが重要です。

質問

loop() の中でX、Y、Zのセンサーの値を表示できますか。それとSerialの初期設定が抜けていませんか?

回答

申し訳ありません、Serialの初期設定が抜けていました。また、X、Y、Z軸の加速度データを読み取り、表示する機能を追加しましょう。以下が修正済みのコードです。

必要なライブラリをインクルードし、LIS2DW12のI2Cアドレスと必要なレジスタの定義を行います。

#include <Wire.h>

#define LIS2DW12_I2C_ADDRESS 0x18
#define LIS2DW12_CTRL1       0x20
#define LIS2DW12_CTRL5       0x24
#define LIS2DW12_FREE_FALL   0x30
#define LIS2DW12_DUR         0x31
#define LIS2DW12_INT_SOURCE  0x26
#define LIS2DW12_OUT_X_L     0x28
#define LIS2DW12_OUT_X_H     0x29
#define LIS2DW12_OUT_Y_L     0x2A
#define LIS2DW12_OUT_Y_H     0x2B
#define LIS2DW12_OUT_Z_L     0x2C
#define LIS2DW12_OUT_Z_H     0x2D

I2C通信用の関数とLIS2DW12を設定する関数を作成します。

void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  Wire.endTransmission();
}

uint8_t readRegister(uint8_t reg) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(LIS2DW12_I2C_ADDRESS, 1);
  return Wire.read();
}

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、高性能モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x70);

  // CTRL5: INT1ピンにFree-fall割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x20);

  // FREE_FALL: 振動のしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0x10);

  // DUR: 振動の持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_DUR, 0x01);
}

bool isFreeFallDetected() {
  uint8_t intSource = readRegister(LIS2DW12_INT_SOURCE);
  return intSource & 0x20;
}

xml、Y、Z軸の加速度データを読み取る関数を作成します。

int16_t readAxis(uint8_t lowReg, uint8_t highReg) {
  int16_t value;
  uint8_t low = readRegister(lowReg);
  uint8_t high = readRegister(highReg);
  value = (int16_t)(low | (high << 8));
  return value;
}

void readAcceleration(int16_t &x, int16_t &y, int16

(ここでプログラムの出力が途切れました)

質問

プログラムが途中で途切れました、続きを code で括って出力してください。

回答

すみません、以下にコードの続きを示します。

void readAcceleration(int16_t &x, int16_t &y, int16_t &z) {
  x = readAxis(LIS2DW12_OUT_X_L, LIS2DW12_OUT_X_H);
  y = readAxis(LIS2DW12_OUT_Y_L, LIS2DW12_OUT_Y_H);
  z = readAxis(LIS2DW12_OUT_Z_L, LIS2DW12_OUT_Z_H);
}

setup()関数でI2C通信とSerial通信を開始し、LIS2DW12を設定します。

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  setupLIS2DW12();
}

loop()関数で割り込みが発生したかどうかを定期的に確認し、振動が検出された場合にアクションを実行します。また、X、Y、Z軸の加速度データを読み取り、表示します。

void loop() {
  if (isFreeFallDetected()) {
    // 振動が検出された場合に実行するアクション
    Serial.println("振動が検出されました");
  }

  int16_t x, y, z;
  readAcceleration(x, y, z);
  Serial.print("X: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.println(z);

  // 割り込み確認およびデータ表示の間隔（例: 100ms）
  delay(100);
}

これで、LIS2DW12で一定の振動しきい値を超えたときにINT1ピンから割り込み信号を生成し、振動が検出されたときに指定したアクションを実行するとともに、X、Y、Z軸の加速度データを表示するSpresense用のArduinoプログラムが完成しました。

質問

ERROR: Failed to read from i2c (errno = 0) のエラーとなりました

回答

このエラーは、I2C通信に問題があることを示しています。以下の方法で問題を解決できるか試してみてください。

配線の確認: ハードウェア接続が正しく行われていることを確認してください。SCL、SDA、VCC、GNDピンが正しく接続されているかを確認してください。

プルアップ抵抗の確認: I2Cバスには、SCLおよびSDAラインにプルアップ抵抗が必要です。通常、4.7kΩから10kΩの抵抗が使用されます。もし抵抗が接続されていない場合は、追加してみてください。

I2Cアドレスの確認: LIS2DW12のデフォルトのI2Cアドレスは0x18ですが、モジュールによっては異なる場合があります。データシートやモジュールのドキュメントを確認し、正しいI2Cアドレスが使用されていることを確認してください。

センサーの初期化の確認: センサーが正しく初期化されているか確認してください。センサーのデータシートに従って、必要なレジスタ設定を行っていることを確認してください。

Arduino IDEのバージョンとボード設定の確認: 最新のArduino IDEが使用されていること、またボード設定が正しく行われていることを確認してください。

上記の方法で問題が解決しない場合は、センサーモジュールが故障している可能性があります。別のセンサーモジュールで試してみてください。

質問

I2Cのアドレスを間違っていました。

(私のミスです)

回答

I2Cアドレスが間違っていたことが原因だったようで、問題が解決したことをお知らせいただきありがとうございます。正しいI2Cアドレスを設定したことで、エラーが解消されたと思われます。

今後も、プログラムや回路の問題が発生した場合は、気軽にお問い合わせください。引き続きお手伝いできることがあれば喜んでサポートさせていただきます。

質問

FREE_FALLの振動のしきい値を詳しく教えてください

回答

LIS2DW12のFREE_FALLレジスタは、Free-fall（自由落下）検出のしきい値と持続時間を設定するためのレジスタです。しきい値は、加速度センサの出力データを監視し、設定されたしきい値を下回った場合に、Free-fallイベントとして検出されます。このしきい値は、センサの感度に応じて調整することができます。

FREE_FALLレジスタの詳細は以下の通りです。

アドレス: 0x30
ビット 7-0: FF_THS[7:0]

FF_THS[7:0]ビットは、Free-fall検出のしきい値を設定します。この値は、センサのフルスケール範囲に依存します。具体的には、以下のように計算されます。

しきい値 (mg) = (FF_THS[7:0] * フルスケール範囲) / 128

フルスケール範囲は、LIS2DW12のCTRL1レジスタ（アドレス: 0x20）のFSビット（ビット4-3）で設定できます。

例えば、フルスケール範囲が±2g（デフォルト）の場合、以下のように計算できます。

しきい値 (mg) = (FF_THS[7:0] * 2000) / 128

FF_THS[7:0]を0x10に設定した場合、以下のようになります。

しきい値 (mg) = (16 * 2000) / 128 = 250mg

この例では、Free-fall検出のしきい値は250mgとなります。この値を変更することで、振動のしきい値を調整できます。ただし、設定値があまりにも高すぎる場合は、Free-fall検出が正しく機能しないことがありますので、注意してください。

質問

しきい値を250mgに設定する場合は writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0xfa); で良いですか?

回答

申し訳ありませんが、誤りがありました。しきい値を250mgに設定する場合の正しい設定値は次のようになります。

しきい値 (mg) = (FF_THS[7:0] * 2000) / 128
250 = (FF_THS[7:0] * 2000) / 128

FF_THS[7:0] = (250 * 128) / 2000 ≈ 16

したがって、以下のように設定してください。

writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0x10);

この設定で、Free-fall検出のしきい値がおおよそ250mgになります。

質問

Free-fallの他はどのような割り込みが使えますか?

回答

LIS2DW12は、さまざまな割り込みイベントをサポートしています。以下に、主な割り込みイベントの例を示します。

Single-tap（シングルタップ）検出: センサが瞬間的な衝撃（タップ）を検出した場合に発生します。
Double-tap（ダブルタップ）検出: センサが短い時間内に2回の瞬間的な衝撃（タップ）を検出した場合に発生します。
Activity/Inactivity（活動/非活動）検出: センサの加速度がしきい値を上回る（または下回る）ことで、活動（または非活動）状態を検出できます。
Wake-up（ウェイクアップ）検出: センサの加速度が設定されたしきい値を上回った場合に、低消費電力状態から通常動作状態に切り替わります。
Orientation（方向）検出: センサの向きが変化したことを検出します。例えば、デバイスが水平から垂直に持ち上げられた場合などです。
Free-fall（自由落下）検出: 既に説明したとおり、センサの加速度が設定されたしきい値を下回った場合に発生します。
これらの割り込みは、LIS2DW12のCTRL3〜CTRL6レジスタ（アドレス: 0x22〜0x25）およびINT_DUR1、INT_DUR2レジスタ（アドレス: 0x32, 0x33）で設定・制御できます。割り込みの発生条件や持続時間、割り込みピンの設定などを、これらのレジスタを操作してカスタマイズできます。

割り込みイベントを使用する場合は、データシートやリファレンスマニュアルを参照し、対応するレジスタ設定を行ってください。

質問

以下のプログラムを Activity 検出に変更できますか?

#include <Wire.h>

#define LIS2DW12_I2C_ADDRESS 0x19
#define LIS2DW12_CTRL1       0x20
#define LIS2DW12_CTRL5       0x24
#define LIS2DW12_FREE_FALL   0x30
#define LIS2DW12_DUR         0x31
#define LIS2DW12_INT_SOURCE  0x26
#define LIS2DW12_OUT_X_L     0x28
#define LIS2DW12_OUT_X_H     0x29
#define LIS2DW12_OUT_Y_L     0x2A
#define LIS2DW12_OUT_Y_H     0x2B
#define LIS2DW12_OUT_Z_L     0x2C
#define LIS2DW12_OUT_Z_H     0x2D

void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  Wire.endTransmission();
}

uint8_t readRegister(uint8_t reg) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(LIS2DW12_I2C_ADDRESS, 1);
  return Wire.read();
}

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、低消費電力モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x50);

  // CTRL5: INT1ピンにFree-fall割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x20);

  // FREE_FALL: 振動のしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_FREE_FALL, 0x10);

  // DUR: 振動の持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_DUR, 0x01);
}

bool isFreeFallDetected() {
  uint8_t intSource = readRegister(LIS2DW12_INT_SOURCE);
  Serial.print("FreeFall");
  Serial.print(intSource);

  return intSource & 0x20;
}

int16_t readAxis(uint8_t lowReg, uint8_t highReg) {
  int16_t value;
  uint8_t low = readRegister(lowReg);
  uint8_t high = readRegister(highReg);
  value = (int16_t)(low | (high << 8));
  return value;
}

void readAcceleration(int16_t &x, int16_t &y, int16_t &z) {
  x = readAxis(LIS2DW12_OUT_X_L, LIS2DW12_OUT_X_H);
  y = readAxis(LIS2DW12_OUT_Y_L, LIS2DW12_OUT_Y_H);
  z = readAxis(LIS2DW12_OUT_Z_L, LIS2DW12_OUT_Z_H);
}

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  setupLIS2DW12();
}

void loop() {
  if (isFreeFallDetected()) {
    // 振動が検出された場合に実行するアクション
    Serial.println("振動が検出されました");
  }

  int16_t x, y, z;
  readAcceleration(x, y, z);
  Serial.print("X: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.println(z);

  // 割り込み確認およびデータ表示の間隔（例: 100ms）
  delay(1000);
}

回答

以下のプログラムは、Free-fall検出をActivity検出に変更したものです。

#include <Wire.h>

#define LIS2DW12_I2C_ADDRESS 0x19
#define LIS2DW12_CTRL1       0x20
#define LIS2DW12_CTRL3       0x22
#define LIS2DW12_CTRL4       0x23
#define LIS2DW12_CTRL5       0x24
#define LIS2DW12_ACT_THS     0x34
#define LIS2DW12_ACT_DUR     0x35
#define LIS2DW12_INT_SOURCE  0x26
#define LIS2DW12_OUT_X_L     0x28
#define LIS2DW12_OUT_X_H     0x29
#define LIS2DW12_OUT_Y_L     0x2A
#define LIS2DW12_OUT_Y_H     0x2B
#define LIS2DW12_OUT_Z_L     0x2C
#define LIS2DW12_OUT_Z_H     0x2D

void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  Wire.endTransmission();
}

uint8_t readRegister(uint8_t reg) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(LIS2DW12_I2C_ADDRESS, 1);
  return Wire.read();
}

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、低消費電力モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x50);

  // CTRL3: XYZ軸に対してActivity検出を有効化
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL3, 0x3E);

  // CTRL4: INT1ピンにActivity割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL4, 0x20);

  // CTRL5: 割り込みはルーチングされず、INT_SOURCE(26h)でのみアクセス可能
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x00);

  // ACT_THS: Activityのしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_ACT_THS, 0x10);

  // ACT_DUR: Activityの持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_ACT_DUR, 0x01);
}

bool isActivityDetected() {
  uint8_t intSource = readRegister(LIS2DW12_INT_SOURCE);
  return intSource & 0x20;
}

int16_t readAxis(uint8_t lowReg, uint8_t highReg) {
  int16_t value;
  uint8_t low = readRegister(lowReg);
  uint8_t high = readRegister(highReg);
  value = (int16_t)(low | (high << 8));
  return value;
}

void readAcceleration(int16_t &x, int16_t &y, int16_t &z) {
  x = readAxis(LIS2DW12_OUT_X_L, LIS2DW12_OUT_X_H);
  y = readAxis(L

質問

途中で途切れました、続きを code で括って出力してください。(またプログラムの出力が途中で止まりました)

回答

申し訳ありません。続きを以下に示します。

  y = readAxis(LIS2DW12_OUT_Y_L, LIS2DW12_OUT_Y_H);
  z = readAxis(LIS2DW12_OUT_Z_L, LIS2DW12_OUT_Z_H);
}

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  setupLIS2DW12();
}

void loop() {
  if (isActivityDetected()) {
    // Activityが検出された場合に実行するアクション
    Serial.println("Activityが検出されました");
  }

  int16_t x, y, z;
  readAcceleration(x, y, z);
  Serial.print("X: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.println(z);

  // 割り込み確認およびデータ表示の間隔（例: 1000ms）
  delay(1000);
}

このコードでは、Activity検出に対応する設定を行い、Activityが検出された場合にメッセージを表示します。また、加速度データを読み取り、X、Y、Z軸の値をシリアルモニタに表示します。

質問

Activityのしきい値の計算方法をお願いします。

回答

LIS2DW12のActivityのしきい値は、ACT_THSレジスタ（アドレス: 0x34）を使用して設定します。このレジスタの値は8ビットで表され、最下位ビットが符号を示し、上位7ビットがしきい値を示します。

しきい値の計算方法は次のようになります。

しきい値 (mg) = (ACT_THS[6:0] * FS) / 128

ここで、FSは加速度センサのフルスケール範囲を示します。LIS2DW12では、±2g、±4g、±8g、±16gの4つのフルスケール範囲が選択できます。この範囲は、CTRL1レジスタのFSビット（ビット4-5）で設定できます。

たとえば、フルスケール範囲を±2g（2000mg）に設定し、Activityのしきい値を500mgに設定する場合、ACT_THSレジスタの値は次のように計算できます。

ACT_THS[6:0] = (500 * 128) / 2000 ≈ 32

したがって、次のように設定してください。

writeRegister(LIS2DW12_ACT_THS, 0x20);

この設定で、Activity検出のしきい値がおおよそ500mgになります。フルスケール範囲やしきい値を変更する場合は、上記の式に従って適切な値を計算し、ACT_THSレジスタに書き込んでください。

質問

CTRL5: 割り込みはルーチングされず、INT_SOURCE(26h)でのみアクセス可能この意味をもう少し詳しく教えてください。

回答

LIS2DW12のCTRL5レジスタ（アドレス: 0x24）は、割り込み信号の設定を行うためのレジスタです。特に、割り込み信号のルーティング方法を設定します。ルーティングとは、割り込み信号がどのようにセンサから外部に伝達されるかを決定する方法です。

CTRL5レジスタのビット4（INT2_ON_INT1）とビット5（SLEEP_ON_INT1）は、割り込み信号のルーティングを制御します。

INT2_ON_INT1がセットされている場合、INT2の割り込み信号はINT1ピンにルーティングされます。これにより、INT1ピンはINT1およびINT2の両方の割り込み信号を受信します。
SLEEP_ON_INT1がセットされている場合、スリープイベントの割り込み信号がINT1ピンにルーティングされます。
「割り込みはルーチングされず、INT_SOURCE（26h）でのみアクセス可能」という意味は、割り込み信号がINT1やINT2ピンにルーティングされず、割り込みイベントはINT_SOURCEレジスタ（アドレス: 0x26）を読み取ることでのみ検出できるということです。これは、CTRL5レジスタでINT2_ON_INT1とSLEEP_ON_INT1の両方のビットがクリア（0）されている場合に発生します。

例えば、以下のような設定で、割り込み信号がルーティングされず、INT_SOURCEレジスタでのみアクセス可能になります。

writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x00);

この設定では、割り込み信号が外部のピンに出力されませんが、プログラム内でINT_SOURCEレジスタを読み取ることで割り込みイベントを検出できます。

質問

割り込み信号をINT1に出力する場合の設定をお願いします。

回答

割り込み信号をINT1に出力する場合、まず割り込みの種類を選択し、対応するレジスタを設定する必要があります。ここでは、Activity割り込みを例に説明します。

まず、CTRL1レジスタ（アドレス：0x20）を設定して、出力データレート（ODR）とフルスケール範囲（FS）を設定します。たとえば、ODRを200Hz、FSを±2gに設定する場合は、次のようにします。

CriteRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x50); // ODR = 200Hz, FS = ±2g

次に、CTRL4レジスタ（アドレス：0x23）を設定して、Activity割り込みを有効にします。ビット0（6D_EN）をセットして、6D機能（向き検出）を有効にします。

writeRegister(LIS2DW12_CTRL4, 0x01); // 6D_EN = 1 (Activity割り込み有効)

CTRL5レジスタ（アドレス：0x24）を設定して、Activity割り込みをINT1ピンにルーティングします。ビット0（INT1_6D）をセットして、Activity割り込み信号をINT1ピンに出力します。

writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x01); // INT1_6D = 1 (Activity割り込みをINT1にルーティング)

ACT_THS（アドレス：0x34）とACT_DUR（アドレス：0x35）レジスタを設定して、Activityのしきい値と持続時間を設定します。
例えば、しきい値を500mg、持続時間を100msに設定する場合は、次のようにします（±2gのフルスケール範囲を前提としています）。

writeRegister(LIS2DW12_ACT_THS, 0x20); // しきい値 = 500mg (ACT_THS = 32)
writeRegister(LIS2DW12_ACT_DUR, 0x14); // 持続時間 = 100ms (ACT_DUR = 20)

これらの設定を行うと、Activity割り込みが発生したときに、割り込み信号がINT1ピンに出力されます。他の割り込みイベントをINT1ピンに出力する場合は、対応するレジスタを設定してください。

質問

Activityのしきい値を1000にしたい場合の設定値は何になりますか?

回答

Activityのしきい値を1000mg（1g）に設定する場合、ACT_THSレジスタ（アドレス：0x34）の設定値を計算する必要があります。以下の手順で計算できます。

まず、フルスケール範囲（FS）を考慮します。以前の例では、±2gの範囲を使用しました。この範囲を前提として計算します。
次に、LIS2DW12の加速度データは、16ビット（2バイト）で表されます。±2gの範囲では、16ビットのうち、上位10ビットが有効データで、下位6ビットは0です。
2g（±2gの範囲で最大値）が10ビットの最大値（1023）に対応するため、1LSB（最小単位）は次のように計算されます。

1LSB = 2g / 1023 = 0.00196g ≈ 1.96mg

1000mg（1g）のしきい値をLSB単位に変換するには、次のようにします。

1000mg / 1.96mg/LSB ≈ 510LSB

最後に、ACT_THSレジスタには、7ビットの値を書き込むため、上位7ビットを取得します。

510LSB >> 1 ≈ 255

したがって、Activityのしきい値を1000mg（1g）に設定するには、ACT_THSレジスタに255を書き込みます。

writeRegister(LIS2DW12_ACT_THS, 0xFF); // しきい値 = 1000mg (ACT_THS = 255)

注意: ここでの計算は、フルスケール範囲が±2gであることを前提としています。異なる範囲を使用する場合は、1LSBの値が変わり、しきい値の設定も変更する必要があります。

質問

Activityの持続時間を設定の単位は何ですか?

LIS2DW12のActivity持続時間の設定は、ACT_DURレジスタ（アドレス：0x35）で行います。持続時間の単位は、出力データレート（ODR）に依存します。つまり、持続時間はODRの逆数に比例します。

例えば、ODRが200Hzの場合、サンプリング間隔（1サンプルあたりの時間）は以下のように計算できます。

サンプリング間隔 = 1 / ODR = 1 / 200Hz = 0.005秒（5ms）

この場合、ACT_DURレジスタの値1は、5msの持続時間に対応します。したがって、ACT_DURレジスタに書き込む値によって、持続時間が設定されます。

例えば、持続時間を100msに設定したい場合、以下のようにACT_DURレジスタに書き込みます。

100ms / 5ms = 20

writeRegister(LIS2DW12_ACT_DUR, 0x14); // 持続時間 = 100ms (ACT_DUR = 20)

注意: ODRの設定によって、持続時間の単位が変わります。ODRを変更する場合は、ACT_DURレジスタの値も適切に設定してください。

最終的なプログラム

#include <Wire.h>

#define LIS2DW12_I2C_ADDRESS 0x19
#define LIS2DW12_CTRL1       0x20
#define LIS2DW12_CTRL3       0x22
#define LIS2DW12_CTRL4       0x23
#define LIS2DW12_CTRL5       0x24
#define LIS2DW12_ACT_THS     0x34
#define LIS2DW12_ACT_DUR     0x35
#define LIS2DW12_INT_SOURCE  0x26
#define LIS2DW12_OUT_X_L     0x28
#define LIS2DW12_OUT_X_H     0x29
#define LIS2DW12_OUT_Y_L     0x2A
#define LIS2DW12_OUT_Y_H     0x2B
#define LIS2DW12_OUT_Z_L     0x2C
#define LIS2DW12_OUT_Z_H     0x2D

void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.write(value);
  Wire.endTransmission();
}

uint8_t readRegister(uint8_t reg) {
  Wire.beginTransmission(LIS2DW12_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(reg);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(LIS2DW12_I2C_ADDRESS, 1);
  return Wire.read();
}

void setupLIS2DW12() {
  // CTRL1: 出力データレートを200Hzに設定し、低消費電力モードに設定
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL1, 0x50);

  // CTRL3: XYZ軸に対してActivity検出を有効化
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL3, 0x3E);

  // CTRL4: INT1ピンにActivity割り込みを割り当て
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL4, 0x20);

  // CTRL5: 割り込みはルーチングされず、INT_SOURCE(26h)でのみアクセス可能
  writeRegister(LIS2DW12_CTRL5, 0x01);

  // ACT_THS: Activityのしきい値を設定 (例: 0x10)
  writeRegister(LIS2DW12_ACT_THS, 0x30);

  // ACT_DUR: Activityの持続時間を設定 (例: 0x01)
  writeRegister(LIS2DW12_ACT_DUR, 0x14);
}

bool isActivityDetected() {
  uint8_t intSource = readRegister(LIS2DW12_INT_SOURCE);
  return intSource & 0x20;
}

int16_t readAxis(uint8_t lowReg, uint8_t highReg) {
  int16_t value;
  uint8_t low = readRegister(lowReg);
  uint8_t high = readRegister(highReg);
  value = (int16_t)(low | (high << 8));
  return value;
}

void readAcceleration(int16_t &x, int16_t &y, int16_t &z) {
  x = readAxis(LIS2DW12_OUT_X_L, LIS2DW12_OUT_X_H);
  y = readAxis(LIS2DW12_OUT_Y_L, LIS2DW12_OUT_Y_H);
  z = readAxis(LIS2DW12_OUT_Z_L, LIS2DW12_OUT_Z_H);
}

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  setupLIS2DW12();
}

void loop() {
  if (isActivityDetected()) {
    // Activityが検出された場合に実行するアクション
    Serial.println("Activityが検出されました");
  }

  int16_t x, y, z;
  readAcceleration(x, y, z);
  Serial.print("X: ");
  Serial.print(x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.println(z);

  // 割り込み確認およびデータ表示の間隔（例: 1000ms）
  delay(500);
}

総評

このプログラムは実際に動きました。

動作確認したターミナルのキャプチャーです。

「Activeが検出されました」
がINT1に割り込み用信号が出力されたときです。
GPT-3.5ではここまでの作りこみは難しいとおもいます。
途中途中でレジスタの説明や設定方法を聞いたりしていますが、これはかなり便利です。
その都度仕様書と睨めっこせずに済みます。
同然最初から動くプログラムを作るのは無理でしょうが、このように間違いを指摘したり、指示を追加していけばそれなりのプログラムを作成してくれます。
これは、新しい基板を作った時のテストプログラム作成とかで使うと、作成時間が大幅に短縮できそうです。
また、プログラムの作成手順がかなり変わりそうです。