مطالعه جهت گیری با Raspberry Pi و MXC6226XU با استفاده از پایتون: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

سر و صدا به سادگی بخشی از کارکردن یک وسیله نقلیه است

صدای زمزمه موتور خودرویی که بسیار تنظیم شده است صدایی باشکوه است. تایرها در جاده زمزمه می کنند ، باد هنگام چرخیدن در آینه ها ، تکه های پلاستیکی و تکه های داشبورد هنگام مالش دادن به هم صدای جیرجیر می دهد. اکثریت قریب به اتفاق ما این یادداشت های بی ضرر را خیلی زود نمی بینیم. با این حال ، برخی از اغتشاشات چندان بی ضرر نیستند. یک سر و صدای غیر معمول را می توان به عنوان تلاش اولیه وسیله نقلیه خود برای آگاهی از این که چیزی درست نیست ، در نظر گرفت. اگر از ابزارها و تکنیک هایی برای تشخیص نویز ، ارتعاش و سختی (NVH) از جمله تست جیغ و سوت زدن و غیره استفاده کنیم ، چه می شود.

نوآوری یکی از نیروهای مهم آینده بدون محدودیت است. این زندگی ما را تغییر می دهد و آینده ما را با سرعت قابل توجهی شکل می دهد ، با پیامدهای قابل توجهی که ما نمی توانیم آن را ببینیم یا بدست آوریم. Raspberry Pi ، رایانه کوچک و تک صفحه لینوکس ، پایه ارزان و نسبتاً ساده ای را برای کارهای سخت افزاری ارائه می دهد. ما به عنوان علاقه مندان به کامپیوتر و الکترونیک ، چیزهای زیادی با Raspberry Pi آموختیم و تصمیم گرفتیم علایق خود را با هم ترکیب کنیم. بنابراین نتایج قابل تصور این است که اگر در نزدیکی رزبری پای و شتاب سنج 2 محوری در نزدیکی خود قرار داریم ، چه می توانیم انجام دهیم؟ در این کار ، شتاب را در 2 محور عمود بر ، X و Y ، Raspberry Pi و MXC6226XU ، شتاب سنج 2 محور بررسی می کنیم. بنابراین ما باید در این مورد ببینیم که چارچوبی را برای تجزیه و تحلیل شتاب دو بعدی ایجاد کنیم.

مرحله 1: تجهیزات مورد نیاز ما

این مسائل برای ما کمتر بود زیرا ما وسایل فوق العاده ای برای کار داریم. صرف نظر از این امر ، ما می دانیم که ذخیره کردن قسمت مناسب در زمان بی عیب و نقص از نقطه حمایتی برای دیگران چقدر مشکل ساز است و این امر با توجه کمی به هر سکه محافظت می شود. بنابراین ما به شما کمک خواهیم کرد. برای دریافت لیست کامل قطعات ، موارد زیر را دنبال کنید.

1. تمشک پای

اولین مرحله تهیه برد رزبری پای بود. Raspberry Pi یک رایانه تک صفحه ای مبتنی بر لینوکس است. این رایانه کوچک دارای قدرت محاسباتی است که به عنوان بخشی از فعالیتهای ابزارها و عملیات ساده مانند صفحات گسترده ، آماده سازی کلمات ، اسکن وب و ایمیل و بازی ها استفاده می شود. تقریباً می توانید در هر فروشگاه لوازم الکترونیکی یا علاقه مندان خرید کنید.

2. I2C Shield برای رزبری پای

نگرانی اصلی Raspberry Pi واقعاً وجود ندارد ، درگاه I2C است. بنابراین ، اتصال TOUTPI2 I2C به شما این حس را می دهد که از Raspberry Pi با هر دستگاه I2C استفاده کنید. در فروشگاه DCUBE موجود است

3. شتاب سنج 2 محوره ، MXC6226XU

سنسور جهت گیری حرارتی دیجیتال MEMSIC MXC6226XU (DTOS) اولین سنسور جهت گیری کاملاً یکپارچه جهان (بود ؛) بود. ما این سنسور را از فروشگاه DCUBE تهیه کردیم

4. اتصال کابل

ما کابل اتصال I2C را از فروشگاه DCUBE تهیه کردیم

5. کابل میکرو USB

کوچکترین خسته کننده و در عین حال شدیدترین میزان نیاز به رزبری پای است! ساده ترین روش برای چیدمان استفاده از کابل Micro USB است. از پین GPIO یا پورت USB نیز می توان برای تأمین منبع تغذیه فراوان استفاده کرد.

6. دسترسی به وب یک نیاز است

بچه های اینترنت هرگز نمی خوابند

رزبری پای خود را با کابل اترنت (LAN) متصل کرده و به شبکه سیستم خود وصل کنید. انتخابی ، اتصال وای فای را اسکن کرده و از یکی از درگاه های USB برای دسترسی به شبکه از راه دور استفاده کنید. این یک انتخاب تیز ، اساسی ، کمی و آسان است!

7. کابل HDMI/دسترسی از راه دور

رزبری پای دارای یک پورت HDMI است که می توانید به طور خاص با کابل HDMI به صفحه یا تلویزیون متصل کنید. به صورت انتخابی ، می توانید از SSH استفاده کنید تا رزبری پای خود را از رایانه لینوکس یا Mac از پایانه استفاده کنید. علاوه بر این ، PuTTY ، یک شبیه ساز پایانه رایگان و منبع باز ، یک گزینه نه چندان بد به نظر می رسد.

مرحله 2: اتصال سخت افزار

مدار را مطابق با شماتیک ظاهر کنید. در نمودار ، قسمتهای مختلف ، بخشهای قدرت و سنسورهای I2C را مشاهده می کنید که پس از پروتکل ارتباطی I2C استفاده می شوند. تخیل مهمتر از دانش است.

اتصال Raspberry Pi و I2C Shield

مهمتر از همه ، رزبری پای را بردارید و I2C Shield را روی آن قرار دهید. Shield را با دقت روی پایه های GPIO Pi فشار دهید و ما این مرحله را مانند پای ساده انجام می دهیم (به تصویر فوری نگاه کنید).

اتصال رزبری پای و سنسور

سنسور را بردارید و کابل I2C را با آن رابط دهید. برای عملکرد مناسب این کابل ، لطفاً خروجی I2C را با ورودی I2C بررسی کنید. همین کار را باید برای رزبری پای با سپر I2C روی پین های GPIO نصب کرد.

ما از استفاده از کابل I2C پشتیبانی می کنیم زیرا نیاز به تجزیه و تحلیل پین ها ، ایمن سازی و ناراحتی هایی را که حتی با فروتن ترین بوته به دست آمده است ، رد می کند. با استفاده از این اتصال مهم و کابل پخش ، می توانید لوازم جانبی را معرفی کرده ، جایگزین کنید یا دستگاههای بیشتری را به یک برنامه کاربردی اضافه کنید. این باعث افزایش وزن کار تا حد زیادی می شود.

توجه: سیم قهوه ای باید بطور قابل ملاحظه ای اتصال Ground (خروجی یک دستگاه و ورودی دستگاه دیگر) را دنبال کند

شبکه وب کلیدی است

برای اینکه تلاش ما پیروز شود ، ما برای رزبری پای خود به یک اتصال وب نیاز داریم. برای این کار ، گزینه هایی مانند اتصال به شبکه اترنت (LAN) با شبکه خانگی دارید. علاوه بر این ، به عنوان یک گزینه ، یک دوره دلپذیر استفاده از اتصال USB WiFi است. به طور کلی برای این منظور ، شما نیاز به یک راننده دارید تا کار کند. بنابراین به سمت نسخه ای که لینوکس در تصویر دارد استفاده کنید.

منبع تغذیه

کابل Micro USB را به پریز برق رزبری پای وصل کنید. پانچ کنید و ما آماده ایم.

اتصال به صفحه نمایش

ما می توانیم کابل HDMI را به مانیتور دیگری متصل کنیم. گاهی اوقات ، شما نیاز به رسپبری پای دارید بدون اینکه با صفحه نمایش ارتباط برقرار کنید یا ممکن است لازم باشد اطلاعات آن را از جاهای دیگر مشاهده کنید. احتمالاً ، روشهای خلاقانه و هوشمندانه ای برای پرداختن به انجام همه موارد مد نظر وجود دارد. یکی از آنها استفاده می کند - SSH (ورود به خط فرمان از راه دور). برای این کار می توانید از نرم افزار PuTTY نیز استفاده کنید.

مرحله 3: برنامه نویسی پایتون برای رزبری پای

کد پایتون برای سنسور رزبری پای و MXC6226XU در مخزن Github ما قابل دسترسی است.

قبل از اقدام به کد ، مطمئن شوید که قوانین مندرج در بایگانی Readme را مطالعه کرده اید و رزبری پای خود را مطابق آن تنظیم کرده اید. فقط یک لحظه برای انجام همه کارهایی که در نظر گرفته شده است ، مهلت می دهد.

شتاب سنج یک ابزار الکترومکانیکی است که نیروهای شتاب را اندازه گیری می کند. این قدرتها ممکن است ثابت باشند ، شبیه نیروی ثقل گرانش که به پای شما می آید ، یا می توانند تغییر کنند - با حرکت دادن یا ارتعاش شتاب سنج ایجاد می شوند.

همراه آن کد پایتون است و می توانید کد را به هر شکلی که بخواهید کلون کرده و تغییر دهید.

# توزیع شده با مجوز اراده آزاد # MXC6226XU # این کد برای کار با ماژول MXC6226XU_I2CS I2C Mini موجود از dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mxc6226xu-digital-thermal-orientation-accelerometer/ طراحی شده است

smbus وارد کنید

زمان واردات

# اتوبوس I2C بگیرید

bus = smbus. SMBus (1)

آدرس # MXC6226XU ، 0x16 (22)

# ثبت تشخیص را انتخاب کنید ، 0x04 (04) # 0x00 (00) power up bus.write_byte_data (0x16، 0x04، 0x00)

زمان خواب (0.5)

آدرس # MXC6226XU ، 0x16 (22)

# خواندن داده ها از 0x00 (00) ، 2 بایت # X-Axis ، داده Y-Axis = bus.read_i2c_block_data (0x16 ، 0x00 ، 2)

# تبدیل داده ها

xAccl = data [0] if xAccl> 127: xAccl -= 256 yAccl = data [1] if yAccl> 127: yAccl -= 256

# خروجی داده ها به صفحه

چاپ "شتاب در محور X:٪ d"٪ xAccl چاپ "شتاب در محور Y:٪ d"٪ yAccl

مرحله 4: قابلیت حمل کد

کد را از Github بارگیری (یا git pull) کنید و در Raspberry Pi باز کنید.

دستورات کامپایل و بارگذاری کد را در ترمینال اجرا کنید و عملکرد را در Screen مشاهده کنید. بعد از چند دقیقه ، هر یک از پارامترها را نشان می دهد. در پی اطمینان از اینکه همه چیز به راحتی کار می کند ، می توانید هر روز از این سرمایه گذاری استفاده کنید یا این سرمایه گذاری را بخشی جزئی از یک کار بسیار بزرگتر کنید. هر آنچه که نیاز دارید ، اکنون یک ابزار دیگر در مجموعه خود دارید.

مرحله 5: برنامه ها و ویژگی ها

MXC6226XU ساخته شده توسط MEMSIC Digital Thermal Orientation Sensor (DTOS) ، یک شتاب سنج حرارتی کاملاً یکپارچه است. MXC6226XU برای برنامه های کاربردی مصرف کننده مانند تلفن های همراه ، دوربین های دیجیتال ثابت (DSC) ، دوربین های ویدیویی دیجیتال (DVC) ، تلویزیون LCD ، اسباب بازی ها ، پخش کننده های MP3 و MP4 مناسب است. با استفاده از فناوری حرارتی MEMS ، در کاربردهای ایمنی خانگی مانند بخاری های فن ، لامپ های هالوژنی ، خنک کننده آهن و فن ها مفید است.

مرحله 6: نتیجه گیری

در صورت تمایل به بررسی جهان سنسورهای رزبری پای و I2C ، می توانید با استفاده از اصول الکترونیکی ، کد نویسی ، برنامه ریزی ، اتصال و غیره خود را متعجب کنید. در این روش ، ممکن است چند کار ساده وجود داشته باشد ، در حالی که برخی ممکن است شما را آزمایش کنند ، شما را به چالش بکشند. به هر حال ، می توانید با تغییر و ایجاد خلاقیت خود راهی پیدا کنید و آن را بی عیب و نقص کنید.

به عنوان مثال ، می توانید با ایده نمونه اولیه برای اندازه گیری سر و صدا و ارتعاش (N & V) وسایل نقلیه ، به ویژه اتومبیل ها و کامیون ها با استفاده از MXC6226XU و Raspberry Pi به همراه میکروفون و نیرو سنج شروع کنید. در کار فوق ، ما از محاسبات اساسی استفاده کرده ایم. ایده ها این است که به طور معمول به دنبال صداهای تونال یعنی صدای موتور ، صدای جاده یا صدای باد باشید. سیستمهای رزونانس در فرکانسهای مشخص مانند هر طیف پاسخ می دهند ، دامنه آنها بطور قابل توجهی متفاوت است. ما می توانیم آن را برای دامنه های مختلف بررسی کنیم و برای آن طیف نویز ایجاد کنیم. برای مثال محور x می تواند بر حسب چند برابر دور موتور باشد در حالی که محور y لگاریتمی است. تبدیل سریع فوریه و تجزیه و تحلیل انرژی آماری (SEA) می تواند برای ایجاد یک الگو مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین می توانید از این سنسور به طرق مختلف که می توانید در نظر بگیرید استفاده کنید. ما سعی خواهیم کرد تا دیرتر از این نمونه اولیه ، یک پیکربندی ، کد و مدل سازی برای تجزیه و تحلیل نویز و ارتعاش سازه انجام دهیم. ما معتقدیم همه شما آن را دوست دارید!

برای راحتی شما ، ما یک فیلم جذاب در YouTube داریم که ممکن است به بررسی شما کمک کند. اعتماد به این تلاش ، انگیزه اکتشاف بیشتر است اعتماد این سرمایه گذاری ، انگیزه اکتشاف بیشتر است. از جایی که هستید شروع کنید. از کاری که انجام داده اید استفاده کنید. هرچه می توانید انجام دهید.