テック技販製 6 軸力覚センサ用アンプ DPA-06 を Python から制御するためのライブラリです。
FTDI D2XX ドライバ経由で USB 通信を行い、既存のテック技販製 Python ライブラリ
（forceplate-python / dss300-hr-python など）と同じ作法で利用できます。
- FTDI D2XX による接続（Description
"DPA-06"でオープン） - デバイス情報の読み取り（シリアル / レビジョン / バージョン / 周波数 / まとめ数）
- 現在値取得（
NOW） - 測定制御（
START/STOP/EXT/LEVEL/TRIG）とパケット解析（ヘッダ／フッタ検証） - レベルトリガのしきい値（トリガレベル）の読み書き（
GET_LEVEL/SET_LEVEL） - 校正・出力・干渉補正パラメータの読み書き（FORCE_ZERO / FS / 干渉補正行列）
- 測定周波数・まとめ数の設定
- ゼロ調整（
ZERO） - ロボット用モード（FW >= 1.3.0、16 進 ASCII ストリーム）
- 工学値変換（
eng = AD * FullScale / 32000）と CSV 保存
- Python 3.9 以上
- OS: Windows（Linux / WSL2 も可。下記インストール参照）
- 依存パッケージ:
ftd2xx(>=1.3.3),numpy(>=1.20.0) - FTDI D2XX ドライバ（OS に別途インストールが必要）
- 接続機器: テック技販製 DPA-06（FW Ver.1.3.0 で確認。ロボット用モードは FW 1.3.0 以降）
| ファイル | 説明 |
|---|---|
dpa06.py |
メインクラス Dpa06 |
ftdi_comm.py |
FTDI D2XX 通信ヘルパ |
packet_parser.py |
NOW・測定パケット解析、ロボット16進解析、工学値変換 |
csv_utils.py |
CSV 保存ヘルパ |
_check_device.py |
FTDI デバイス列挙／オープン診断 |
test_initial_connect.py |
接続＋デバイス情報読み取り |
test_packet_parser.py |
パケット解析の単体テスト（実機不要） |
test_measure.py |
START/STOP 短時間測定 |
test_ext_trig.py |
EXT 待ち受け＋ソフトウェアトリガ測定 |
test_read_parameters.py |
校正値・出力設定・干渉補正行列の読み取り |
test_set_frequency.py |
周波数／まとめ数の設定（リードバック検証） |
test_zero.py |
ゼロ調整 |
test_robot_mode.py |
ロボットモード測定 |
test_measure_csv.py |
測定→工学値→CSV 保存 |
requirements.txt / pyproject.toml |
依存・パッケージ定義 |
- FTDI の D2XX ドライバをインストールする。
- 依存パッケージをインストールする。
pip install -r requirements.txtローカル開発用にインストールする場合:
pip install -e .- FTDI の libftd2xx を導入する。
pip install -r requirements.txt- 仮想 COM ポートのカーネルモジュールを解除する（D2XX と競合するため）:
sudo rmmod ftdi_sio usbserialusbipd-win で USB デバイスを WSL2 へアタッチしてから上記 Linux 手順を実施する。
from dpa06 import Dpa06
dpa = Dpa06()
dpa.connect()
try:
print(dpa.info) # シリアル/バージョン/周波数/まとめ数 など
print(dpa.get_now().tolist()) # 現在値（符号付き int16 × 6ch）
ad = dpa.measure(num_packets=5) # START → 5 パケット取得 → STOP
eng = dpa.ad_to_eng(ad) # 工学値へ変換（FS / 32000）
print(ad.shape, eng[0])
finally:
dpa.disconnect()with 文にも対応しています。
with Dpa06() as dpa:
print(dpa.info)取得される測定値・NOW 値はいずれも DPA-06 出力の符号付き 16bit 値です。
工学値は eng = AD * FullScale / 32000 で求まります（チャンネル順 Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz）。
新しい 6 軸力覚センサを DPA-06 に接続したら、そのセンサの検査成績書に記載された 値をアンプへ書き込みます。書き込んだ値はアンプの EEPROM に保存され、次回以降も保持されます （設定は IDLE 状態 でのみ受け付けられます）。
検査成績書のうち、力の演算に使われる設定は次の 2 つです。
| 検査成績書の項目 | 設定先 | API |
|---|---|---|
| 4. 定格容量（Rated Capacity） | フルスケール FS | set_fs(value, OutCh.*) |
| 11. 行列係数（Coefficient of Matrix） | 干渉補正行列 | set_itf_matrix(matrix) |
検査成績書の 定格容量 と 行列係数 をそのまま書き込みます。 行列係数は「行 = 補正後の出力（FHx, FHy, FHz, MHx, MHy, MHz = Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz）」、 「列 = ひずみ出力（εFx, εFy, εFz, εMx, εMy, εMz = 入力ch Fx1〜Fz2）」の順です。
import numpy as np
from dpa06 import Dpa06, OutCh
# --- 検査成績書 4. 定格容量（Rated Capacity）---
# Fx Fy Fz Mx My Mz
rated = [750, 750, 1500, 12, 12, 6] # N, N, N, N·m, N·m, N·m
# --- 検査成績書 11. 行列係数（Coefficient of Matrix）---
# 行=出力(Fx..Mz), 列=入力(εFx..εMz)
itf = np.array([
[ 0.80000, -0.02718, 0.01341, 0.00513, 0.09174, 0.07604], # FHx
[ 0.02470, 0.82796, 0.01261, -0.06270, 0.00894, 0.00877], # FHy
[-0.00800, -0.02280, 0.95838, -0.00042, -0.00725, 0.01120], # FHz
[-0.00007, 0.00240, 0.00004, 0.00495, 0.00003, -0.00025], # MHx
[-0.00233, -0.00012, 0.00014, -0.00001, 0.00499, -0.00007], # MHy
[-0.00001, 0.00003, 0.00002, 0.00000, 0.00003, 0.00171], # MHz
])
with Dpa06() as dpa:
# 必ず IDLE 状態で設定する
for ch, fs in zip(OutCh, rated):
dpa.set_fs(fs, ch) # フルスケール（定格容量）
dpa.set_itf_matrix(itf) # 干渉補正行列（36要素を書き込み）
# 読み戻して確認
print("FS :", dpa.get_fs())
print("ITF matrix:\n", dpa.get_itf_matrix())設定後はセンサを無負荷にして zero_and_wait() でゼロ調整を行い、
measure() → ad_to_eng() で工学値（N / N·m）が得られます。
個別要素だけを書き換えたい場合は
set_itf(value, item)（item = 出力ch * 6 + 入力ch、0〜35）、 読み取りはget_itf(item)を使います。
3 軸力覚センサ（Fx, Fy, Fz の 3 軸）を 2 個つなぐと、合計 6 入力・6 出力 として DPA-06 で扱えます。 チャンネルの割り当ては次のとおりです（入力配線に合わせる）。
| 入力ch | 出力ch | |
|---|---|---|
| 1 個目のセンサ | Fx1, Fy1, Fz1 | 出力ch 1〜3（Fx, Fy, Fz） |
| 2 個目のセンサ | Fx2, Fy2, Fz2 | 出力ch 4〜6（DPA-06 上は Mx, My, Mz の枠） |
設定のポイント:
- 定格容量（FS）: 各センサの定格容量を並べる。USL06-H5-500N-E は Fx=250, Fy=250, Fz=500 [N]。
- 干渉補正行列: 各センサの検査成績書の 3×3 行列係数 を、6×6 の 対角ブロック に配置する。 2 つのセンサは独立しており相互干渉が無いため、非対角ブロックは 0 にする。
import numpy as np
from dpa06 import Dpa06, OutCh
# 各 3 軸センサの定格容量（Fx, Fy, Fz）
rated = [250, 250, 500, # 1 個目（出力ch 1〜3）
250, 250, 500] # 2 個目（出力ch 4〜6）
# 1 個目（S/N UL260308）の 3x3 行列係数
itf1 = np.array([
[ 0.22376, -0.00631, -0.00480],
[ 0.00311, 0.23149, 0.00403],
[ 0.00099, 0.00425, 0.25989],
])
# 2 個目（S/N UL260309）の 3x3 行列係数
itf2 = np.array([
[ 0.23474, -0.00282, 0.00328],
[-0.00066, 0.23690, 0.00195],
[-0.00004, 0.00257, 0.26520],
])
# 6x6 ブロック対角行列を組み立て（センサ間の干渉は 0）
itf = np.zeros((6, 6))
itf[0:3, 0:3] = itf1 # 1 個目: 出力ch 1〜3 × 入力ch 1〜3
itf[3:6, 3:6] = itf2 # 2 個目: 出力ch 4〜6 × 入力ch 4〜6
with Dpa06() as dpa:
# 必ず IDLE 状態で設定する
for ch, fs in zip(OutCh, rated):
dpa.set_fs(fs, ch)
dpa.set_itf_matrix(itf)
print("FS :", dpa.get_fs())
print("ITF matrix:\n", dpa.get_itf_matrix())ゼロ調整・測定・工学値変換は 6 軸センサの場合と同じです。測定値は 出力ch 1〜3 が 1 個目の力（N）、出力ch 4〜6 が 2 個目の力（N）になります。
python _check_device.py # FTDI から DPA-06 が見えるか
python test_packet_parser.py # 実機不要のパケット解析テスト
python test_initial_connect.py # 接続＋デバイス情報
python test_measure.py --packets 5
python test_measure_csv.py --packets 5ゼロ調整はデバイス内部のゼロ点（FORCE_ZERO）を更新します（無負荷状態で実行）。
python test_zero.py # ゼロ調整を実行- 読み取り:
GET_STATUS,GET_SERIAL,GET_REVISION,GET_VERSION,GET_FREQUENCY,GET_MATOME,GET_FORCE_ZERO,GET_LEVEL,GET_FS,GET_ITF_6X12,GET_FOR_ROBOT,GET_ERROR,NOW - 制御:
START,STOP,EXT,LEVEL,TRIG,ZERO - 設定:
SET_FREQUENCY,SET_MATOME,SET_LEVEL,SET_FS,SET_ITF_6X12,SET_FOR_ROBOT
設定可能値: 周波数 = 240 / 100 / 500 / 1000 / 5000 / 10000 [Hz]、 まとめ数 = 24 / 10 / 50 / 100 / 500 / 1000。
主なメソッド（クラス Dpa06）。詳細は各メソッドの docstring を参照。
| 分類 | メソッド | 説明 |
|---|---|---|
| 接続 | list_devices() / connect() / disconnect() / is_open() |
デバイス列挙・接続・切断。with Dpa06() as dpa: も可 |
| 情報 | get_status() / get_serial() / get_revision() / get_version() / get_frequency() / get_matome() / info |
ステータス・デバイス情報 |
| 現在値 | get_now() |
現在の出力値 (6,) int16 |
| 測定 | start() / stop() / ext() / level() / trig() |
測定制御 |
| 測定 | read_packet() / read_packets(n) / measure(n) |
パケット取得（(まとめ数, 6) int16） |
| 読み取り | get_force_zero() / get_level() / get_fs() / get_itf(item) / get_itf_matrix() |
校正・出力・干渉補正の読み取り |
| 設定 | set_frequency() / set_matome() / set_level() / set_fs() / set_itf(value,item) / set_itf_matrix(m) |
各種設定（IDLE 時のみ） |
| ゼロ調整 | zero() / zero_and_wait() |
ゼロ点更新（無負荷で実行） |
| ロボット | is_for_robot_available() / get_for_robot() / set_for_robot() / get_robot_sample() / get_robot_samples(n) |
ロボット用モード（FW>=1.3.0） |
| エラー | get_error() / has_error() / clear_errors() |
デバイスエラーの確認・排出 |
| 変換 | ad_to_eng(ad) |
AD 値 → 工学値（AD * FS / 32000） |
- 校正・出力・干渉補正などの
SET_*系は IDLE 状態のときのみ受け付けられる（測定中は拒否＝SET_*_NG）。 - ゼロ調整・設定書き込みはデバイス内蔵 EEPROM を更新する。ゼロ調整は無負荷状態で行うこと。
- 干渉補正行列とフルスケールの組み合わせで、ある出力 ch の係数合計が大きすぎると
DATA_ERROR（係数オーバーフロー） が発生する。設定後はclear_errors()で確認することを推奨。 - 測定中はバイナリ／16 進ストリームと ASCII 応答が混在するため、設定の読み書きは測定停止（IDLE）後に行う。
- 測定値・
NOW値は 符号付き 16bit。工学値はeng = AD * FS / 32000（満点は 32768 ではなく 32000）。
- デバイスが見つからない: D2XX ドライバ未導入、他アプリが占有、ケーブル等を確認。
python _check_device.pyで診断。Linux ではsudo rmmod ftdi_sio usbserial。 DATA_ERRORが出る: 干渉行列 × FS の係数オーバーフローが主因。値を見直す。残ったエラーはclear_errors()で排出できる（デバイスの電源再投入でも消える）。SET_*_NGで拒否される: ステータスが IDLE か、値・チャンネルが範囲内かを確認。- コンソールが文字化けする: 端末の文字コードの問題。
set PYTHONUTF8=1（PowerShell は$env:PYTHONUTF8=1）で UTF-8 出力にする。
MIT License（LICENSE を参照）。
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