Liikeohjaus Raspberry Pi ja LIS3DHTR, 3-akselinen kiihtyvyysmittari, Pythonin käyttö: 6 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Kauneus ympäröi meitä, mutta yleensä meidän täytyy kävellä puutarhassa tietääksemme sen. - Rumi

Koulutettuna ryhmänä, jota näytämme olevan, investoimme valtaosan energiastamme työskentelemään tietokoneiden ja matkapuhelimien edessä. Siksi annamme usein hyvinvointimme ottaa toissijaisen loungen, emme koskaan löydä ihanteellista mahdollisuutta mennä kuntosalille tai kuntoiluun ja pääsääntöisesti valitsemme pikaruokaa paljon edullisempien valintojen edestä. Mielenkiintoinen uutinen on, tarvitsetko vain apua kirjanpidossa tai seurataksesi edistymistäsi, ja voit hyödyntää tämän päivän innovaatioita jonkin gadgetin valmistamiseen.

Tekniikka kehittyy nopeasti. Jatkuvasti saamme tuulta uudesta innovaatiosta, joka muuttaa maailmaa ja tapaa, jolla opimme siinä. Kun pidät tietokoneista, koodaamisesta ja roboteista tai tykkäät vain temputella, siellä on tekninen siunaus. Raspberry Pi, mikro, yhden levyn Linux -tietokone, on omistettu parantamaan oppimistapasi innovatiivisella tekniikalla, mutta myös avain parantaa oppimista ympäri maailmaa. Joten mitä mahdollisia tuloksia voimme tehdä, jos meillä on Raspberry Pi ja 3-akselinen kiihtyvyysanturi lähellä? Mitä jos löydämme tämän! Tässä tehtävässä tarkistamme kiihtyvyyden kolmelta kohtisuoralta akselilta, X, Y ja Z käyttämällä Raspberry Pi: tä ja LIS3DHTR: tä, 3-akselista kiihtyvyysmittaria. Joten meidän pitäisi nähdä tällä matkalla luoda järjestelmä, joka tarkistaa 3-ulotteisen kiihtyvyyden ylöspäin tai G-Force.

Vaihe 1: Peruslaitteisto, jota tarvitsemme

Ongelmat olivat meille vähäisempiä, koska meillä on valtava määrä tavaraa työskentelemässä. Joka tapauksessa tiedämme, kuinka muiden on hankalaa kerätä oikea osa tahrattomassa ajassa hyödyllisestä paikasta, ja sitä puolustetaan kiinnittämällä vähän huomiota jokaiseen penniin. Joten auttaisimme sinua. Seuraa oheista saadaksesi täydellisen osaluettelon.

1. Vadelma Pi

Ensimmäinen vaihe oli Raspberry Pi -levyn hankkiminen. Raspberry Pi on yhden levyn Linux-pohjainen PC. Tässä pienessä tietokoneessa on paljon laskentatehoa, jota käytetään osana gadget -toimintoja ja yksinkertaisia toimintoja, kuten laskentataulukoita, sananvalmistusta, verkkoskannausta ja sähköpostia sekä pelejä.

2. I2C Shield Raspberry Pi: lle

Tärkein huolenaihe, että Raspberry Pi on todella poissa, on I²C -portti. Joten sitä varten TOUTPI2 I²C -liitin antaa sinulle mahdollisuuden käyttää Rasp Pi: tä minkä tahansa I²C -laitteen kanssa. Se on saatavana DCUBE Storesta

3. 3-akselinen kiihtyvyysanturi, LIS3DHTR

LIS3DH on erittäin pienitehoinen suuritehoinen kolmiakselinen lineaarinen kiihtyvyysanturi, joka kuuluu nano-perheeseen ja jossa on digitaalinen I2C/SPI-sarjaliitäntä. Ostimme tämän anturin DCUBE Storesta

4. Liitäntäkaapeli

Ostimme I2C -liitäntäkaapelin DCUBE Storesta

5. Micro -USB -kaapeli

Pienin hämmentynyt, mutta kaikkein tiukin tehontarpeen mukaan on Raspberry Pi! Helpoin tapa käsitellä on käyttää Micro USB -kaapelia.

6. Web Access on tarve

INTERNET -lapset eivät koskaan nuku

Hanki Raspberry Pi Ethernet (LAN) -kaapeliin ja liitä se verkkoreitittimeen. Valinnainen, etsi WiFi -liitin ja käytä jotakin USB -porttia päästäksesi etäjärjestelmään. Se on kova päätös, yksinkertainen, pieni ja huono!

7. HDMI -kaapeli/etäkäyttö

Raspberry Pi -laitteessa on HDMI -portti, jonka voit liittää erityisesti näyttöön tai televisioon HDMI -kaapelilla. Valinnainen, voit käyttää SSH: ta yhdistääksesi Raspberry Pi -laitteeseesi Linux -tietokoneesta tai Macintoshista päätelaitteesta. Samoin PuTTY, ilmainen ja avoimen lähdekoodin pääteemulaattori, kuulostaa kunnolliselta vaihtoehdolta.

Vaihe 2: Laitteiston liittäminen

Tee piiri kaavion mukaan ilmestyi. Laadi kaavio ja ota ääriviivat tarkasti. Mielikuvitus on tärkeämpää kuin tieto.

Raspberry Pi ja I2C Shield -liitäntä

Ennen kaikkea ota Raspberry Pi ja havaitse sen I2C Shield. Paina kilpi varovasti Pi: n GPIO -nastojen päälle ja olemme saaneet tämän edistymisen niin yksinkertaiseksi kuin piirakka (katso katkelma).

Anturin ja Raspberry Pi: n liitäntä

Ota anturi ja liitä I2C -kaapeli sen kanssa. Tämän kaapelin asianmukaista käyttöä varten muista, että I2C -lähtö on AINA liitetty I2C -tuloon. Sama on otettava jälkeen Raspberry Pi: lle, jonka päälle on asennettu I2C -suoja, GPIO -nastat.

Kannatamme I2C-kaapelin käyttöä, koska se estää tarvetta tutkia pistorasioita, kiinnityksiä ja epämukavuutta, joita pienimmätkin ruuvit aiheuttavat. Tämän perustavanlaatuisen kiinnitys- ja toistokaapelin avulla voit esitellä, vaihtaa gadgeteja tai lisätä sovelluksia tehokkaasti. Tämä helpottaa työpainoa merkittävästi.

Huomautus: Ruskean johdon pitäisi luotettavasti seurata maadoitusliitäntää (GND) yhden laitteen ulostulon ja toisen laitteen tulon välillä

Web -verkko on avain

Jotta pyrkimyksemme voitaisiin, tarvitsemme Internet -yhteyden Raspberry Pi -laitteeseemme. Tätä varten sinulla on vaihtoehtoja, kuten Ethernet (LAN) -kaapelin liittäminen kotiverkkoon. Lisäksi vaihtoehtona, olipa se mikä tahansa, mukautuva kurssi on käyttää WiFi -USB -liitäntää. Yleensä tarvitset kuljettajan, jotta se toimisi. Joten kallista kuvauksessa Linux -käyttöjärjestelmää.

Virtalähde

Liitä Micro USB -kaapeli Raspberry Pi -laitteen virtaliitäntään. Nosta ja olemme valmiita.

Yhteys näyttöön

Voimme liittää HDMI -kaapelin toiseen näyttöön. Joissakin tapauksissa sinun on päästävä Raspberry Pi -laitteeseen liittämättä sitä näyttöön tai sinun on ehkä tarkasteltava joitain tietoja jostakin muualta. Mahdollisesti on olemassa innovatiivisia ja taloudellisesti taitavia lähestymistapoja siihen. Yksi niistä on -SSH (komentorivin etäkirjautuminen) hyödyntäminen. Voit myös käyttää siihen PUTTY -ohjelmistoa. Nämä ovat kokeneille käyttäjille. Joten yksityiskohdat eivät sisälly tähän.

Vaihe 3: Raspberry Pi: n Python -koodaus

Raspberry Pi- ja LIS3DHTR -anturin Python -koodi on saatavana Github -arkistostamme.

Ennen kuin jatkat koodia, varmista, että olet lukenut Readme -arkiston säännöt ja määritä Raspberry Pi sen mukaisesti. Se antaa vain hetken taukoa tehdä kaikki harkitut asiat.

Kiihtyvyysmittari on sähkömekaaninen laite, joka mittaa kiihtyvyysvoimia. Nämä voimat voivat olla staattisia, samanlaisia kuin jatkuva painovoima, joka vetää jalkojasi, tai ne voivat olla muutettavissa - kiihdytysmittarin siirtäminen tai tärinä.

Mukana on python -koodi ja voit kloonata ja säätää koodia millä tahansa tavalla.

# Jaetaan vapaaehtoisella lisenssillä.# Käytä sitä haluamallasi tavalla, voittoa tai ilmaiseksi, jos se sopii siihen liittyvien teosten lisensseihin. # LIS3DHTR # Tämä koodi on suunniteltu toimimaan LIS3DHTR_I2CS I2C Mini -moduulin kanssa, joka on saatavana osoitteesta dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 %B2c-mini-moduuli/

tuoda smbus

tuonnin aika

# Hanki I2C -bussi

väylä = smbus. SMBus (1)

# LIS3DHTR -osoite, 0x18 (24)

# Valitse ohjausrekisteri1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Virtakytkin, Tiedonsiirtonopeuden valinta = 10 Hz # X, Y, Z-akseli käytössä väylä.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # LIS3DHTR-osoite, 0x18 (24)) # Valitse ohjausrekisteri4, 0x23 (35) # 0x00 (00) Jatkuva päivitys, täysimittainen valinta = +/- 2G väylä.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x00)

aika. unta (0,5)

# LIS3DHTR -osoite, 0x18 (24)

# Lue data takaisin 0x28 (40), 2 tavua

# Muunna tiedot

xAccl = data1 * 256 + data0, jos xAccl> 32767: xAccl -= 65536

# LIS3DHTR -osoite, 0x18 (24)

# Lue data takaisin 0x2A: sta (42), 2 tavusta # Y-akselin LSB, Y-akselin MSB data0 = väylä.lukutaajuustiedot (0x18, 0x2A) data1 = väylä.lukutaa_tiedot (0x18, 0x2B)

# Muunna tiedot

yAccl = data1 * 256 + data0 jos yAccl> 32767: yAccl -= 65536

# LIS3DHTR -osoite, 0x18 (24)

# Lue data takaisin 0x2C (44), 2 tavua

# Muunna tiedot

zAccl = data1 * 256 + data0 jos zAccl> 32767: zAccl -= 65536

# Tulosta tiedot näytölle

tulosta "Kiihtyvyys X-akselilla: %d" %xAccl-tulostus "Kiihtyvyys Y-akselilla: %d" %yAccl-tulostus "Kiihtyvyys Z-akselilla: %d" %zAccl

Vaihe 4: Koodin toimivuus

Lataa (tai git vedä) koodi Githubista ja avaa se Raspberry Pi: ssä.

Suorita komennot Käännä ja lataa koodi päätelaitteeseen ja katso tuotto näytöllä. Muutaman minuutin kuluttua se näyttää kaikki parametrit. Koska voit taata, että kaikki toimii vaivattomasti, voit viedä tämän rohkeuden huomionarvoisempaan yritykseen.

Vaihe 5: Sovellukset ja ominaisuudet

STMicroelectronicsin valmistaman LIS3DHTR: n dynaamisesti käyttäjän valittavissa olevat täydet asteikot ovat ± 2 g/± 4 g/± 8 g/± 16 g, ja ne pystyvät mittaamaan kiihtyvyydet 1 Hz - 5 kHz: n lähtötiedonsiirrolla. LIS3DHTR soveltuu liikkeen aktivoimiin toimintoihin ja vapaan putoamisen havaitsemiseen. Se kvantifioi painovoiman staattisen kiihtyvyyden kallistusta havaitsevissa sovelluksissa ja lisäksi dynaamisen kiihtyvyyden tulevan liikkeestä tai iskusta johtuen. Muita sovelluksia ovat esimerkiksi napsautusten/kaksoisnapsautusten tunnistus, älykäs virransäästö kämmenlaitteissa, askelmittari, näytön suunta, pelaaminen ja virtuaalitodellisuuden syöttölaitteet, iskujen tunnistus ja kirjaaminen sekä tärinän valvonta ja kompensointi.

Vaihe 6: Johtopäätös

Luota tähän yritykseen kannustaa jatkamaan kokeiluja. Tämä I2C -anturi on ilmiömäisesti mukautuva, vaatimaton ja saatavilla. Koska se on mahtava, pysyvä kehys, on mielenkiintoisia tapoja laajentaa tätä tehtävää ja parantaa sitä jopa.

Voit esimerkiksi aloittaa ajatuksella askelmittarista LIS3DHTR: n ja Raspberry Pi: n avulla. Yllä olevassa tehtävässä olemme käyttäneet peruslaskentaa. Kiihtyvyys voi olla tärkeä parametri kävelyn hallinnan analysoimiseksi. Voit tarkistaa yksilön kolme liikkeen osaa, jotka ovat eteenpäin (rulla, X), sivu (nousu, Y) ja pystysuora (kääntöakseli, Z). Kaikkien kolmen akselin tyypillinen kuvio tallennetaan. Vähintään yhdellä akselilla on suhteellisen suuret jaksolliset kiihtyvyysarvot. Joten huippusuunta ja algoritmi ovat välttämättömiä. Kun otat huomioon tämän algoritmin vaiheparametrit (digitaalisuodatin, huipputunnistus, aikaikkuna jne.), Voit tunnistaa ja laskea askeleet sekä mitata matkan, nopeuden ja-jossain määrin poltetut kalorit. Joten voit käyttää tätä anturia eri tavoin. Luotamme siihen, että kaikki pitävät siitä! Yritämme tehdä toimivan esityksen tästä askelmittarista ennemmin kuin myöhemmin, kokoonpano, koodi, osa, joka laskee keinot erottaa kävely ja juoksu sekä poltetut kalorit.

Lohdutuksesi vuoksi YouTubessa on kiehtova video, joka voi auttaa tutkimuksessa. Luota tähän yritykseen kannustaa jatkamaan tutkimista. Jatka miettimistä! Muista huolehtia, koska lisää tulee jatkuvasti.