加速度センサーはどのように動作するのでしょうか？

加速度センサーは、加速度、つまり物体がどれくらい速くなったり、遅くなったり、向きを変えたりしているかを測定できる小さなセンサーです。では、実際にはどのようにそれを行っているのでしょうか？

魔法のビー玉のようなものだと考えてみましょう

箱の中に小さなビー玉が入っているところを想像してください。箱を傾けたり振ったりすると、ビー玉は中で転がります。もしビー玉が左側を押していたら、それは箱が右に動いていることを意味します。もし下側を押していたら、箱は上向きに動いていることを意味します。

加速度センサーも、これとよく似た仕組みで動作します。チップの内部には、デバイスが振られたり、傾けられたり、動かされたりするとわずかに動く小さな部品があります（MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）と呼ばれます）。これらの動きは非常に小さいため目で見ることはできませんが、特別な回路がそれらがどれくらい、そしてどの方向に動いたかを検出します。

3つの軸: X、Y、Z

加速度センサーは、3つの方向の動きを測定します。X軸は左右の動きを検出し、Y軸は前後の動きを測定し、Z軸は上下の動きを捉えます。

各軸でどれくらいの加速度が発生しているかを見ることで、デバイスが静止しているのか、動いているのか、傾いているのか、あるいは落下しているのかさえ判断できます。

microbit 上の加速度センサーの軸

• X軸は、ボード上でボタンAからボタンBに向かって水平方向に伸びています。ボードが右に動いたり右に傾いたりすると、正の値になります。

• Y軸は、USBコネクタから金色のエッジコネクタ（0、1、3V、GNDのようなピン番号が記された金色の線）に向かって垂直方向に伸びています。ボードがUSBコネクタ側へ下向きに傾くと、正の値になります。

• Z軸は、ボードに対して垂直です。ボードが表を下にして置かれているとき（LEDマトリクスが机に向いている状態）に正の値となり、LEDマトリクスを上に向けて平らに置かれているときには負の値になります。

平らな面の上で静止しているとき、micro:bit は通常、重力の影響により Z軸でおよそ +1g を示し、X軸とY軸は 0g に近い値のままになります。

参考資料

• 加速度センサーがどのように動作するのかをより深く理解したい場合は、この動画を参照してください。
• How Accelerometers Work - The Learning Circuit: 加速度と加速度センサーの入門として、これも役立つ別の動画です