اندازه گیری شتاب با استفاده از ADXL345 و آردوینو نانو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

ADXL345 یک شتاب سنج کوچک ، باریک ، فوق العاده کم ، 3 محور با اندازه گیری وضوح بالا (13 بیت) تا 16 گرم پوند است. داده های خروجی دیجیتال به صورت مکمل 16 بیتی دو فرمت شده و از طریق رابط دیجیتال I2 C قابل دسترسی است. شتاب ثابتی گرانش را در برنامه های حسگر شیب و همچنین شتاب پویا ناشی از حرکت یا ضربه اندازه گیری می کند. وضوح بالا (3.9 میلی گرم/LSB) اندازه گیری تغییرات شیب کمتر از 1.0 درجه را امکان پذیر می کند.

در این آموزش ، رابط ماژول سنسور ADXL345 با آردوینو نانو نشان داده شده است. برای خواندن مقادیر شتاب ، ما از آردوینو با آداپتور I2c استفاده کرده ایم. این آداپتور I2C اتصال به ماژول سنسور را آسان و قابل اطمینان تر می کند.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز:

مواد مورد نیاز برای تحقق هدف ما شامل اجزای سخت افزاری زیر است:

1. ADXL345

2. آردوینو نانو

3. کابل I2C

4. I2C Shield برای آردوینو نانو

مرحله 2: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و آردوینو نانو را توضیح می دهد. اطمینان از اتصالات صحیح ضروری ترین ضرورت در هنگام کار بر روی هر سیستم برای خروجی مورد نظر است. بنابراین ، اتصالات مورد نیاز به شرح زیر است:

ADXL345 از طریق I2C کار خواهد کرد. در اینجا مثال نمودار سیم کشی است که نحوه اتصال هر رابط سنسور را نشان می دهد.

خارج از جعبه ، برد برای یک رابط I2C پیکربندی شده است ، بنابراین توصیه می کنیم در غیر این صورت آگنوستیک از این اتصال استفاده کنید.

تنها چیزی که نیاز دارید چهار سیم است! فقط چهار اتصال نیاز به پین های Vcc ، Gnd ، SCL و SDA دارد و این اتصالات با کمک کابل I2C متصل می شوند.

این اتصالات در تصاویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 3: کد اندازه گیری شتاب:

بیایید اکنون با کد arduino شروع کنیم.

هنگام استفاده از ماژول سنسور با آردوینو ، ما کتابخانه Wire.h را شامل می شود. کتابخانه "Wire" شامل عملکردهایی است که ارتباط i2c بین سنسور و برد آردوینو را تسهیل می کند.

برای راحتی کاربر ، کل کد آردوینو در زیر آورده شده است:

#عبارتند از

// آدرس ADXL345 I2C 0x53 است (83)

#تعریف Addr 0x53

void setup ()

{

// راه اندازی ارتباط I2C به عنوان MASTER

Wire.begin ()؛

// برقراری ارتباط سریالی ، تنظیم نرخ باود = 9600

Serial.begin (9600)؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت نرخ نرخ پهنای باند

Wire.write (0x2C) ؛

// حالت عادی ، نرخ داده خروجی = 100 هرتز

Wire.write (0x0A) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// power control register را انتخاب کنید

Wire.write (0x2D) ؛

// غیرفعال کردن حالت خواب خودکار

Wire.write (0x08) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت فرمت داده را انتخاب کنید

Wire.write (0x31) ؛

// خودآزمایی غیرفعال ، رابط 4 سیم ، وضوح کامل ، محدوده = +/- 2g

Wire.write (0x08) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

تأخیر (300) ؛

}

حلقه خالی ()

{

اطلاعات int بدون علامت [6]؛

برای (int i = 0 ؛ i <6؛ i ++)

{

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت داده را انتخاب کنید

Wire.write ((50 + i)) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// درخواست 1 بایت داده

سیم. درخواست از (Addr، 1)؛

// خواندن 6 بایت داده

// xAccl lsb ، xAccl msb ، yAccl lsb ، yAccl msb ، zAccl lsb ، zAccl msb

if (Wire.available () == 1)

{

داده = Wire.read ()؛

}

}

// تبدیل داده ها به 10 بیت

int xAccl = (((داده [1] & 0x03) * 256) + داده [0])؛

if (xAccl> 511)

{

xAccl -= 1024 ؛

}

int yAccl = (((داده [3] & 0x03) * 256) + داده [2])؛

if (yAccl> 511)

{

yAccl -= 1024 ؛

}

int zAccl = (((داده [5] & 0x03) * 256) + داده [4])؛

if (zAccl> 511)

{

zAccl -= 1024 ؛

}

// خروجی داده ها به مانیتور سریال

Serial.print ("شتاب در محور X است:") ؛

Serial.println (xAccl) ؛

Serial.print ("شتاب در محور Y است:") ؛

Serial.println (yAccl) ؛

Serial.print ("شتاب در محور Z است:") ؛

Serial.println (zAccl) ؛

تأخیر (300) ؛

}

در کتابخانه سیم Wire.write () و Wire.read () برای نوشتن دستورات و خواندن خروجی سنسور استفاده می شود.

Serial.print () و Serial.println () برای نمایش خروجی سنسور در مانیتور سریال Arduino IDE استفاده می شود.

خروجی سنسور در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: برنامه های کاربردی:

ADXL345 یک شتاب سنج کوچک ، باریک ، فوق العاده کم ، سه محور است که می تواند در گوشی ها ، ابزار پزشکی و غیره استفاده شود. برنامه کاربردی آن همچنین شامل دستگاه های بازی و اشاره ، ابزارهای صنعتی ، دستگاه های ناوبری شخصی و حفاظت از هارد دیسک (HDD) است.