Arduino Nanoとロータリーエンコーダーで作る高精度測定ホイール

必要な部品と用品

Arduino Nano R3	×1
16×2キャラクタLCD（白文字/青背景）	×1
ロータリーエンコーダー（プッシュボタン付き）	×1
ポテンショメーター 10kΩ	×1
抵抗 220Ω	×1

必要な工具

はんだごて

使用アプリ

Arduino IDE

プロジェクト概要

測定ホイールは建設現場で使われる距離測定ツールです。ホイールの回転角から移動距離を求めます（s = rθ）。

動作原理：

ロータリーエンコーダーで回転ステップ数を計測
1回転あたりのステップ数N（エンコーダー仕様により8〜48ステップ）
ホイール半径R
1回転の移動距離 = 2πR
1ステップの移動距離 = 2πR/N

これらをコード内の定数NとRに設定し、移動距離をcm単位でLCDに表示します。ホイールは3Dプリント製、アルミニウムロッドに取り付けています。

スケッチ（コード）

/* Measuring Wheel
 * by Mirko Pavleski
 * https://www.youtube.com/channel/UCHLzc76TZel_vCTy0Znvqyw
 */
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(5, 6, 7, 8, 9, 10);

int pin1 = 2;
int pin2 = 3;
int Pos = 0;
int State;
int LastState;
const float pi = 3.14;
const float R = 3.25; // ホイール半径 cm
const int N = 40;     // 1回転あたりのステップ数
float distance = 0;

void setup() {
  pinMode(pin1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(pin2, INPUT_PULLUP);
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.print("MEASURING WHEEL");
  LastState = digitalRead(pin1);
}

void loop() {
  State = digitalRead(pin1);
  if (State != LastState) {
    if (digitalRead(pin2) != State) Pos++;
    else Pos--;
  }
  distance = ((2 * pi * R) / N) * Pos;
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(distance);
  lcd.setCursor(5, 1);
  lcd.print("cm ");
  LastState = State;
}

回路図

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