raspberrypi4を用いた赤外線センサの同時接続

前提

　raspberry pi4と9つの赤外線センサを用いて赤外線センサ(ＶＬ５３Ｌ１Ｘ使用　レーザー測距センサモジュール（ＴｏＦ）)を9つ同時に動作させるようなシステムを作っています。ネットで配線やプログラムを調べ、参考にしたのですが実行するとエラーをはいて動きません。アドレスを認識していないかと思われます。

実現したいこと

　raspberry pi4を用いて赤外線センサ9個を同時に計測する。

補足情報

・使用センサ
赤外線センサ　ＶＬ５３Ｌ１Ｘ使用　レーザー測距センサモジュール（ＴｏＦ）
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-14249/

・配線

・参考サイト

赤外線センサのアドレス変更のためプログラム

https://team432.jpn.org/?p=380

参考にした赤外線センサVL53L1Xの計測プログラム

https://qiita.com/BlueWindows/items/d98b323f789bdc62fc3b

発生している問題・エラーメッセージ

該当のソースコード

python
1import sys
2sys.path.insert(0, "/usr/local/lib/python2.7/dist-packages")
3
4import VL53L1X
5import time
6import csv
7from datetime import datetime
8from collections import namedtuple
9import RPi.GPIO as GPIO
10
11gpio_bcm1 = 4
12gpio_bcm2 = 5
13gpio_bcm3 = 6
14gpio_bcm4 = 13
15gpio_bcm5 = 16
16gpio_bcm6 = 17
17gpio_bcm7 = 18
18gpio_bcm8 = 19
19gpio_bcm9 = 20
20
21GPIO.setwarnings(False)
22GPIO.setmode(GPIO.BCM)
23
24
25try:
26     num = 0
27     
28     GPIO.setup(gpio_bcm1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
29     GPIO.setup(gpio_bcm2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
30     GPIO.setup(gpio_bcm3, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
31     GPIO.setup(gpio_bcm4, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
32     GPIO.setup(gpio_bcm5, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
33     GPIO.setup(gpio_bcm6, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
34     GPIO.setup(gpio_bcm7, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
35     GPIO.setup(gpio_bcm8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
36     GPIO.setup(gpio_bcm9, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
37    
38     time.sleep(0.5)
39     
40     GPIO.output(gpio_bcm1, GPIO.HIGH)
41     time.sleep(0.3)
42     sensor1 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
43     sensor1.change_address=0x30
44    
45     GPIO.output(gpio_bcm2, GPIO.HIGH)
46     time.sleep(0.3)
47     sensor2 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
48     sensor2.change_address=0x31
49    
50     GPIO.output(gpio_bcm3, GPIO.HIGH)
51     time.sleep(0.1)
52     sensor3 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
53     sensor3.new_address=0x32
54     
55     GPIO.output(gpio_bcm4, GPIO.HIGH)
56     time.sleep(0.1)
57     sensor4 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
58     sensor4.new_address=0x33
59     
60     GPIO.output(gpio_bcm5, GPIO.HIGH)
61     time.sleep(0.1)
62     sensor5 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
63     sensor5.new_address=0x34
64     
65     GPIO.output(gpio_bcm6, GPIO.HIGH)
66     time.sleep(0.1)
67     sensor6 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
68     sensor6.new_address=0x35
69     
70     GPIO.output(gpio_bcm7, GPIO.HIGH)
71     time.sleep(0.1)
72     sensor7 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
73     sensor7.new_address=0x36
74     
75     GPIO.output(gpio_bcm8, GPIO.HIGH)
76     time.sleep(0.1)
77     sensor8 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
78     sensor8.new_address=0x37
79     
80     GPIO.output(gpio_bcm9, GPIO.HIGH)
81     time.sleep(0.1)
82     sensor9 = VL53L1X.VL53L1X(i2c_bus=1, i2c_address=0x29)
83     sensor9.new_address=0x38
84
85
86     sensor1.open()
87     sensor1.start_ranging(1)
88     sensor1.set_distance_mode(1)
89     
90     sensor2.open()
91     sensor2.start_ranging(1)
92     sensor2.set_distance_mode(1)
93     
94     sensor3.open()
95     sensor3.start_ranging(1)
96     
97     sensor4.open()
98     sensor4.start_ranging(1)
99     
100     sensor5.open()
101     sensor5.start_ranging(1)
102     
103     sensor6.open()
104     sensor6.start_ranging(1)
105    
106     sensor7.open()
107     sensor7.start_ranging(1)
108     
109     sensor8.open()
110     sensor8.start_ranging(1)
111     
112     sensor9.open()
113     sensor9.start_ranging(1)
114     
115     while True:
116
117        print("I2C  Distance\n")
118        print("-----------------\n")
119
120        time.sleep(0.8)
121        
122        distance_mm = sensor1.get_distance()
123        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm))
124        time.sleep(0.8)
125    
126        distance_mm2 = sensor2.get_distance()
127        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm2))
128        time.sleep(0.8)
129
130        distance_mm3 = sensor3.get_distance()
131        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm3))
132        time.sleep(0.8)
133      
134        distance_mm4 = sensor4.get_distance()
135        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm4))
136        time.sleep(0.8)
137        
138        distance_mm5 = sensor5.get_distance()
139        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm5))
140        time.sleep(0.8)
141      
142        distance_mm6 = sensor6.get_distance()
143        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm6))
144        time.sleep(0.8)
145      
146        distance_mm7 = sensor7.get_distance()
147        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm7))
148        time.sleep(0.8)
149      
150        distance_mm8 = sensor8.get_distance()
151        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm8))
152        time.sleep(0.8)
153      
154        distance_mm9 = sensor9.get_distance()
155        print("Time: {} Distance: {}mm".format(datetime.utcnow().strftime("%S.%f"), distance_mm9))
156        time.sleep(0.8)
157      
158        print(num)
159      
160
161       time.sleep(1)
162       num=num+1
163       if(num >= 100):
164           break
165
166
167
168
169except KeyboardInterrupt:
170        print("finishing...")
171        if(num == 100):
172            
173            sensor1.stop_ranging()
174            sensor1.close()
175            GPIO.output(gpio_bcm1, GPIO.LOW)
176            
177            sensor2.stop_ranging()
178            sensor2.close()
179            GPIO.output(gpio_bcm2, GPIO.LOW)
180            
181            sensor3.stop_ranging()
182            sensor3.close()
183            GPIO.output(gpio_bcm3, GPIO.LOW)
184            
185            sensor4.stop_ranging()
186            sensor4.close()
187            GPIO.output(gpio_bcm4, GPIO.LOW)
188            
189            sensor5.stop_ranging()
190            sensor5.close()
191            GPIO.output(gpio_bcm5, GPIO.LOW)
192            
193            sensor6.stop_ranging()
194            sensor6.close()
195            GPIO.output(gpio_bcm6, GPIO.LOW)
196            
197            sensor7.stop_ranging()
198            sensor7.close()
199            GPIO.output(gpio_bcm7, GPIO.LOW)
200            
201            sensor8.stop_ranging()
202            sensor8.close()
203            GPIO.output(gpio_bcm8, GPIO.LOW)
204            
205            sensor9.stop_ranging()
206            sensor9.close()
207            GPIO.output(gpio_bcm9, GPIO.LOW)
208            
209            GPIO.cleanup()
210            print("finish!!")

試したこと

　赤外線センサと配線を1セットずつ最大9個まで増やしていき、それを3回行いエラーの有無を確認した結果、センサの数が増えるほどエラーが出る可能性が高かった。

・センサを1個ずつ増やしていった時のエラーの有無

センサの数	1回目	2回目	3回目
1	無	無	無
2	無	無	無
3	無	無	無
4	無	無	無
5	無	無	有
6	有	有	有
7	有	有	有
8	有	有	有
9	有	有	有

メッセージ

　もしプログラムや配線方法が間違っていて改善点がある場合ご指摘くださると幸いです。よろしくお願いします。

thkana

2022/09/28 22:14

ToFセンサを「赤外線センサ」と呼ぶのはなにか違う気がしますがそれはともかく。秋月の取説( https://akizukidenshi.com/download/ds/akizuki/ae-vl53l1x.pdf )を見ると、センサ基板内ではI2Cのバス側はプルアップされていませんが、どこかでちゃんとプルアップしているのですか? また、配線長はどのくらいですか? 経験上I2Cは数十cmも引っ張ると苦しいように思います。

行動規範の内容に同意します

回答4件

まずは接続するセンサを一つだけにして、措定される通信ができるかどうかを確認しましょう
９つの接続全てで動作を確認しましょう
できればオシロスコープを用意して、SCL,SDAの信号が正常に出ているかを確認することです。

＃センサ一つだけにしてもだめな場合は配線が間違ってます

これがきちんとできている、ってのを確認して、センサを２つ、３つと増やしていきましょう

んで、数を増やしたらだめと言う場合は、SCL、SDAがドライブしきれていないってのが考えられます
＃これもオシロスコープで信号を確認すべきものですが
使用してるセンサがどういうものかはわかりませんが、そこで実装されているSCL,SDAのプルアップ抵抗を、距離的に近いセンサをから除去していく必要があります

投稿2022/09/28 22:24

編集2022/09/28 22:34

y_waiwai

総合スコア88059

ベストアンサー

秋月電子通商のセンサモジュールを使っているとのことですが、この回路図を見るとバッファ(U2:FXMA2102L8X)が入っていて OE = high 固定であるために I2C ラインが 3-state になっていません。このため多数のデバイスの並列接続で信号レベルが保てなくなっていると思われます。外部プルアップも必要です。FXMA2102L8X のデータシートでは OE を制御する例が出ていて、本来はこのように個別に OE = hight にして使うのが良いのでしょう。

投稿2022/10/25 07:25

編集2022/10/25 11:23