شتاب سنج 3 محوره ، ADXL345 با رزبری پای با استفاده از پایتون: 6 مرحله

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

در مورد یک ابزار فکر کنید که بتواند نقطه ای را که Offroader شما به سمت آن متمایل شده است بررسی کند. آیا این امر خوشایند نخواهد بود در صورتی که در صورت امکان تغییر وضعیت ، کسی تنظیم شود؟ بدیهی است بله. این برای افرادی که عاشق رفتن به کوه و سفرهای تجاری هستند واقعاً مفید خواهد بود.

بدون شک ، یک دوره درخشان واقعی از ارزیابی پیشرفته ، IoT در راه است. ما معتقدیم به عنوان دوستداران ابزارها و برنامه نویسی ، Raspberry Pi ، میکرو لینوکس کامپیوتر ، توانایی های خلاقانه افراد را به طور کلی مورد بررسی قرار داده است و روشهای نوآورانه ای را با خود به همراه داشته است. بنابراین در صورت داشتن رزبری پای و شتاب سنج 3 محور در نزدیکی ما ، چه کارهایی می توان انجام داد؟ ما باید کشف کنیم! در این کار ، شتاب را در 3 محور X ، Y و Z با استفاده از Raspberry Pi و ADXL345 ، شتاب سنج 3 محور احساس می کنیم. بنابراین ما باید در این گشت و گذار چارچوبی را برای اندازه گیری شتاب سه بعدی به بالا یا G-Force مشاهده کنیم.

مرحله 1: سخت افزار اساسی مورد نیاز ما

این مسائل برای ما کمتر بود زیرا ما تعداد زیادی از چیزها را در سر کار داریم. با این وجود ، ما می دانیم که مونتاژ قسمت مناسب در زمان مناسب از نقطه مناسب برای دیگران چقدر مشکل است و صرف نظر از هر سکه موجه است. بنابراین ما در همه مناطق به شما کمک خواهیم کرد. برای دریافت لیست کامل قطعات ، موارد زیر را بخوانید.

1. تمشک پای

گام اولیه خرید برد Raspberry Pi بود. این رایانه کوچک و کم مصرف ، پایه ای ارزان و به طور کلی ساده برای مشاغل الکترونیکی ، اینترنت اشیاء (IoT) ، شهرهای هوشمند ، آموزش مدرسه فراهم می کند.

2. I2C Shield برای رزبری پای

اصلی ترین چیزی که Raspberry Pi به طور واقعی از دست می دهد پورت I²C است. بنابراین ، اتصال TOUTPI2 I²C به شما این حس را می دهد که از Rasp Pi با دستگاه های MULTIPLE I²C استفاده کنید. در فروشگاه DCUBE قابل دسترسی است

3. شتاب سنج 3 محوره ، ADXL345

ADXL345 تولید شده توسط Analog Devices ، شتاب سنج 3 محور کم قدرت با اندازه گیری 13 بیت با وضوح بالا تا 16 گرم پوند است. ما این سنسور را از فروشگاه DCUBE تهیه کردیم

4. اتصال کابل

ما کابل اتصال I2C را در فروشگاه DCUBE در دسترس داشتیم

5. کابل میکرو USB

کوچکترین سردرگم و در عین حال سخت ترین تا آنجا که به قدرت نیاز دارد رزبری پای است! بی دردسرترین روش برای تقویت رزبری پای از طریق کابل Micro USB است.

6. دسترسی به وب یک نیاز است

دسترسی به وب را می توان از طریق کابل اترنت (LAN) مرتبط با یک شبکه محلی و وب تقویت کرد. از طرف دیگر ، می توانید با یک شبکه بی سیم با استفاده از یک دانگل بی سیم USB ارتباط برقرار کنید ، که به پیکربندی نیاز دارد.

7. کابل HDMI/دسترسی از راه دور

با کابل HDMI روی صفحه ، می توانید آن را به تلویزیون دیجیتال یا مانیتور متصل کنید. نیاز به پس انداز پول نقد! رزبری پای را می توان از راه دور با استفاده از استراتژی های متمایز مانند SSH و Access over the Web آشنا شد. می توانید از نرم افزار منبع PuTTYopen استفاده کنید.

مرحله 2: اتصال سخت افزار

مدار را مطابق با شماتیک ظاهر کنید. یک طرح کلی تهیه کنید و عمداً پیکربندی را انجام دهید.

اتصال Raspberry Pi و I2C Shield

بیش از هر چیز ، Raspberry Pi را بردارید و I2C Shield را روی آن ببینید. Shield را با ظرافت روی پایه های GPIO Pi فشار دهید و ما این پیشرفت را به سادگی پای انجام می دهیم (عکس فوری را ببینید).

اتصال سنسور و رزبری پای

سنسور را بردارید و کابل I2C را با آن رابط دهید. برای عملکرد مناسب این کابل ، لطفاً خروجی I2C را همیشه با ورودی I2C به یاد بیاورید. برای رزبری پای با سپر I2C که روی آن پین های GPIO نصب شده است ، باید همین کار را انجام دهید.

ما استفاده از کابل I2C را تجویز می کنیم زیرا نیاز به بررسی پینت ها ، لحیم کاری و ضعف ناشی از حتی کوچکترین اشتباه را رد می کند. با استفاده از این کابل اصلی اتصال و پخش ، می توانید دستگاه ها را به راحتی معرفی کنید ، جایگزین کنید یا دستگاههای بیشتری را به یک برنامه اضافه کنید. این باعث می شود همه چیز پیچیده نباشد.

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 سرمایه گذاری ما برنده شود ، ما به یک اتصال وب برای رزبری پای خود نیاز داریم. برای این کار ، شما جایگزین هایی مانند رابط کابل اترنت (LAN) با سیستم خانگی را دارید. علاوه بر این ، به عنوان یک گزینه ، با این حال ، یک راه مفید استفاده از اتصال WiFi است. بعضی اوقات برای این کار ، 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. آن را روشن کنید و خوب است برویم.

اتصال به صفحه نمایش

ما می توانیم کابل HDMI را با صفحه دیگری مرتبط کنیم. در برخی موارد ، باید به Raspberry Pi بدون اتصال به صفحه دسترسی داشته باشید یا ممکن است لازم باشد برخی از داده ها را از جایی دیگر مشاهده کنید. به طور قابل ملاحظه ای می توان رویکردهای نوآورانه و باهوش مالی را برای انجام چنین کاری ارائه داد. یکی از آنها استفاده از SSH (ورود به خط فرمان از راه دور) است. همچنین می توانید از نرم افزار PuTTY برای این کار استفاده کنید.

مرحله 3: برنامه نویسی پایتون برای رزبری پای

کد پایتون برای سنسور رزبری پای و ADXL345 در مخزن Github ما قابل دسترسی است.

قبل از رفتن به کد ، مطمئن شوید که دستورالعمل های ارائه شده در سند Readme را مطالعه کرده اید و رزبری پای خود را مطابق آن تنظیم کرده اید. انجام این کار به سادگی یک دقیقه متوقف می شود.

شتاب سنج دستگاهی است که شتاب مناسب را اندازه گیری می کند. شتاب مناسب با شتاب مختصات (میزان تغییر سرعت) یکسان نیست. مدلهای تک محوره و چند محوره شتاب سنج برای تشخیص بزرگی و جهت شتاب مناسب ، به عنوان یک مقدار بردار ، قابل دسترسی هستند و می توانند برای حس جهت گیری ، هماهنگی شتاب ، ارتعاش ، ضربه و افتادن در یک محیط مقاومتی مورد استفاده قرار گیرند.

کد پیش روی شما ساده است و در ساده ترین ساختاری است که می توانید تصور کنید و نباید مشکلی داشته باشید.

# توزیع شده با مجوز اراده آزاد # ADXL345 # این کد برای کار با ماژول ADXL345_I2CS I2C Mini موجود از dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/adxl345-3-axis-accelerometer-13-bit-i٪C2٪B2c-mini طراحی شده است -مدول/

smbus وارد کنید

زمان واردات

# اتوبوس I2C بگیرید

bus = smbus. SMBus (1)

آدرس # ADXL345 ، 0x53 (83)

# انتخاب نرخ ثبت پهنای باند ، 0x2C (44) # 0x0A (10) حالت عادی ، نرخ داده خروجی = گذرگاه 100 هرتز. write_byte_data (0x53، 0x2C، 0x0A) # آدرس ADXL345 ، 0x53 (83) # انتخاب ثبت نام کنترل قدرت ، 0x2D (45) # 0x08 (08) Auto Sleep غیر فعال کردن bus.write_byte_data (0x53، 0x2D، 0x08) # آدرس ADXL345 ، 0x53 (83) # انتخاب فرمت ثبت داده ، 0x31 (49) # 0x08 (08) خودآزمایی غیرفعال ، 4 سیم رابط # وضوح کامل ، محدوده = +/- 2g bus.write_byte_data (0x53 ، 0x31 ، 0x08)

زمان خواب (0.5)

آدرس # ADXL345 ، 0x53 (83)

# خواندن داده ها از 0x32 (50) ، 2 بایت # X-Axis LSB ، X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x53، 0x32) data1 = bus.read_byte_data (0x53، 0x33)

# داده ها را به 10 بیت تبدیل کنید

xAccl = ((data1 & 0x03) * 256) + data0 اگر xAccl> 511: xAccl -= 1024

آدرس # ADXL345 ، 0x53 (83)

# خواندن داده ها از 0x34 (52) ، 2 بایت # Y-Axis LSB ، Y-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x53، 0x34) data1 = bus.read_byte_data (0x53، 0x35)

# داده ها را به 10 بیت تبدیل کنید

yAccl = ((data1 & 0x03) * 256) + data0 اگر yAccl> 511: yAccl -= 1024

آدرس # ADXL345 ، 0x53 (83)

# خواندن داده ها از 0x36 (54) ، 2 بایت # Z-Axis LSB ، Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x53 ، 0x36) data1 = bus.read_byte_data (0x53، 0x37)

# داده ها را به 10 بیت تبدیل کنید

zAccl = ((data1 & 0x03) * 256) + data0 اگر zAccl> 511: zAccl -= 1024

# خروجی داده ها به صفحه

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

مرحله 4: کاربردی بودن 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 خروجی را در مانیتور ببینید. پس از چند لحظه ، هر یک از پارامترها را نشان می دهد. پس از اطمینان از اینکه همه چیز به راحتی کار می کند ، می توانید این کار را به کار بزرگتری برسانید.

مرحله 5: برنامه ها و ویژگی ها

ADXL345 یک شتاب سنج کوچک ، باریک ، فوق العاده کم ، 3 محور با اندازه گیری وضوح بالا (13 بیت) تا 16 گرم پوند است. ADXL345 برای برنامه های تلفن همراه مناسب است. این شتاب گیری استاتیک گرانش را در برنامه های تشخیص شیب و همچنین شتاب پویا که به دلیل حرکت یا شوک پیش می آید ، اندازه گیری می کند. سایر برنامه ها شامل گوشی ها ، ابزار پزشکی ، دستگاه های بازی و اشاره ، ابزارهای صنعتی ، دستگاه های ناوبری شخصی و حفاظت از هارد دیسک (HDD) است.

مرحله 6: نتیجه گیری

امیدوارم این کار انگیزه آزمایش های بیشتر را ایجاد کند. این سنسور I2C فوق العاده انعطاف پذیر ، ارزان و در دسترس است. از آنجا که این سیستم تا حد زیادی دائمی است ، راههای جالبی وجود دارد که می توانید این کار را گسترش داده و حتی آن را بهبود بخشید.

به عنوان مثال ، می توانید با استفاده از یک شیب سنج با استفاده از ADXL345 و رزبری پای شروع کنید. در پروژه فوق ، ما از محاسبات اساسی استفاده کرده ایم. می توانید کد مقادیر G ، زوایای شیب (یا شیب) ، ارتفاع یا فرورفتگی یک جسم را با توجه به گرانش بداهه کنید. سپس می توانید گزینه های پیش فرض مانند زاویه چرخش رول (محور جلو به عقب ، X) ، گام (محور سمت به طرف ، Y) و انحراف (محور عمودی ، Z) را بررسی کنید. این شتاب سنج G-Forces سه بعدی را نمایش می دهد. بنابراین می توانید از این سنسور به طرق مختلف که می توانید در نظر بگیرید استفاده کنید.

برای راحتی شما ، ما یک تمرین آموزشی ویدیویی جذاب در YouTube داریم که ممکن است به تحقیقات شما کمک کند. اعتماد به این سرمایه گذاری ، انگیزه اکتشاف بیشتر است. مدام به فکر باش! به خاطر داشته باشید که به دنبال آن باشید زیرا بیشتر به طور مداوم در راه است.