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）

1. FTDI の D2XX ドライバをインストールする。
2. 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 .

1. FTDI の libftd2xx を導入する。
2. pip install -r requirements.txt
3. 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 usbserial

usbipd-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 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）。

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。

• 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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