【M5】M5StickC_3CHひずみアンプ基板作った＜GPIO32,33,36フルで使う＞

M5StickCで3軸のひずみゲージ測定用基板を制作しました。今までAD7193で作っていたのですが、原因不明の故障（SPIのクロックがでなくなった）なので、シンプルで確実なLT1167のアナログ信号をAD変換する３CHアンプ基板作りました。

■仕様

項目
アンプ	計装アンプ　アナログデバイス製　LT1167　　3個
CPU	M5StickC　使用GPIO： ADC:１CH=32,2CH=36,3CH=33 ボタン=26
電圧	3.3V～0V ひずみゼロレベルを1.65Vに設定
測定周期	DISPLAY表示無：8msec（Serial.print命令の時間が4msec程度ある） DISPLAY表示有:20msec（3行表示が安定する周期）
付属機能	プッシュボタン：GPIO26で押したときに何らかの操作をするため
用意する部品	AnalogueDevice社製　LT1167：3個秋月可変抵抗：１KΩ　3個　秋月 Grooveピンケーブルセット：SwitchSceience M5StickC:1個　 SwitchScienceかマルツ小型端子台：PCB端子台 2P 2.54mmピッチ6個　アマゾン

■プログラム
AD変換だけなので、Arduino入門レベルでできます。
https://gist.github.com/dj1711572002/b1d0270c5174a770c8a5c26397ec3001

#include <M5StickC.h>

int PINX=33;
int PINY =36;
int PINZ=32;
int red=26;
int mVX[100];

int mVx;
int mVy;
int mVz;

void setup() {
M5.begin();

M5.Lcd.setRotation( 3 );
M5.Lcd.setTextSize(2);
M5.Lcd.setTextColor(0xFFE0);//Yellow
pinMode(PINX, ANALOG);
pinMode(PINY, ANALOG);
pinMode(PINZ, ANALOG);
//pinMode(red,INPUT_PULLUP);

}

void loop() {
M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
i++;
mVx=analogRead(PINX);
mVy=analogRead(PINY);
mVz=analogRead(PINZ);
Serial.printf(“%04d,%04d,%04d,%d\n\r”,mVx,mVy,mVz,millis());

M5.Lcd.setCursor(0, 10);
M5.Lcd.printf(“1Ch:%04d mV\n\r”,mVx);
M5.Lcd.setCursor(0, 26);
M5.Lcd.printf(“2Ch:%04d mV\n\r”,mVy);
M5.Lcd.setCursor(0, 42);
M5.Lcd.printf(“3Ch:%04d mV\n\r”,mVz);
delay(8);

}

■苦労した点備忘録
①M5StickCのGPIO　０と２６はAD変換に使えない
LangShip様の解説記事を参考にさせていただきました。

https://lang-ship.com/blog/work/m5stickc-io/

②使えるGPIOがGrooveコネクタ出力なのでGrooveコネクタ無いと工作ができません。

●動作確認
　3軸センサのロードセル3本に接続して、CPLTでグラフみてみました。

※2021年夏から、小型で高性能なデルタシグマアンプADS122U04を使ってます。
本記事でのLT1167は、アナログアンプなのでノイズが多く、微小なひずみ測定では
ノイズに埋もれて信号が測定できません。特にDIYのロードセルは、ゲインが小さいため
0.01ｍV程度でも信号としてクリアに再現してくれるデルタシグマアンプが必須です。
しかし、デルタシグマアンプは、アナログデバイス社のAD7xxxシリーズはSPI接続なので
M5シリーズと相性が良くありませんでした。そこで、SPI接続でなく、単純なシリアル（UART）接続のデルタシグマアンプを使うことにしました。
M5AromとADS122U04の組み合わせは、小さいので便利です。
下記記事をご覧ください。
【M5】M5Atomと2CHひずみゲージアンプADS122U04基板作った＜小さな2CHひずみアンプ＞
【ひずみゲージアンプ】ADS122U04の動作その1＜UARTで楽ちん動作＞
【ひずみゲージアンプ】ADS122U04の動作その2＜2CHで370Hz出る＞

●以後
SCP用にESP-NOW無線接続と同期させるプログラムを追加します。
記事は、後日SCPカテゴリーのアップします。