Kiihtyvyyden seuranta Raspberry Pi: n ja AIS328DQTR: n avulla Pythonin avulla: 6 vaihetta

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

Kiihtyvyys on rajallinen, mielestäni joidenkin fysiikan lakien mukaan.- Terry Riley

Gepardi hyödyntää hämmästyttävää kiihtyvyyttä ja nopeita nopeuden muutoksia jahtaessaan. Nopein olento rannalla silloin tällöin käyttää huipputahdiaan saaliin saamiseen. Olennot saavat tämän nopeutumaan käyttämällä lähes viisi kertaa enemmän voimaa kuin Usain Bolt hänen ennätyksellisen 100 metrin juoksunsa keskellä.

Nykyään yksilöt eivät voi kuvitella olemassaoloaan ilman innovaatioita. Meitä ympäröivät erilaiset innovaatiot auttavat ihmisiä jatkamaan olemassaoloaan entistä ylellisemmin. Raspberry Pi, mini, yhden levyn Linux-PC, tarjoaa halvan ja kunnioitettavan perustan elektroniikkapyrkimyksille ja huipputeknologialle, kuten IoT, Smart Cities ja School Education. Tietokone- ja gadget -faneina olemme ottaneet huomattavan paljon osaa Raspberry Pi: stä ja päättäneet sekoittaa etujamme. Joten mitä mahdollisia tuloksia voimme tehdä, jos meillä on Raspberry Pi ja 3-akselinen kiihtyvyysanturi lähellä? Tähän tehtävään sisällytetään AIS328DQTR, digitaalinen 3-akselinen lineaarinen MEMS-kiihtyvyysanturi, joka mittaa kiihtyvyyttä kolmessa suunnassa, X, Y ja Z, ja Raspberry Pi käyttää Pythonia. Sitä kannattaa tutkia.

Vaihe 1: Tarvitsemamme laitteistot

Ongelmat olivat meille vähäisempiä, koska meillä on valtava määrä tavaraa, joista voimme työskennellä. Joka tapauksessa tiedämme, kuinka vaikeaa toisten on laittaa oikea osa täydelliseen aikaan vahvasta kohdasta, ja se on suojattu maksamalla vähän ilmoitusta jokaisesta pennistä. Joten auttaisimme sinua.

1. Vadelma Pi

Ensimmäinen vaihe oli Raspberry Pi -levyn hankkiminen. Raspberry Pi on yksinäinen Linux -pohjainen PC. Tässä pienessä tietokoneessa on valta rekisteröidä tehoa, jota käytetään elektroniikkaharjoituksina ja PC -toimintoina, kuten laskentataulukoina, tekstinkäsittely, web -surffaus, sähköposti ja pelit. Voit ostaa sellaisen mistä tahansa elektroniikka- tai harrastajaliikkeestä.

2. I2C Shield Raspberry Pi: lle

Tärkein huolenaihe Raspberry Pi on todella poissa on I2C -portti. Joten sitä varten TOUTPI2 I2C -liitin antaa sinulle järjen käyttää Raspberry Pi -laitetta minkä tahansa I2C -laitteen kanssa. Se on saatavana DCUBE -kaupasta

3. 3-akselinen kiihtyvyysanturi, AIS328DQTR

STMicroelectronics-liikeantureihin kuuluva AIS328DQTR on erittäin pienitehoinen, tehokas 3-akselinen lineaarinen kiihtyvyysanturi, jossa on digitaalinen SPI-vakiolähtö. Ostimme tämän anturin DCUBE Storesta

4. Liitäntäkaapeli

Ostimme I2C -liitäntäkaapelin DCUBE Storesta

5. Micro -USB -kaapeli

Nöyrimpi hämmentynyt, mutta kaikkein tiukin tehon tarve on Raspberry Pi! Yksinkertaisin tapa käsitellä pelisuunnitelmaa on käyttää Micro USB -kaapelia. GPIO -nastat tai USB -portit voidaan samalla tavalla antaa runsaasti virtalähdettä.

6. Web Access on tarve

Hanki Raspberry Pi Ethernet (LAN) -kaapeliin ja liitä se verkkoon. Toisaalta, etsi WiFi -liitin ja käytä jotakin USB -portista päästäksesi etäverkkoon. Se on terävä päätös, perustavanlaatuinen, pieni ja yksinkertainen!

7. HDMI -kaapeli/etäkäyttö

Raspberry Pi -laitteessa on HDMI -portti, jonka voit liittää erityisesti näyttöön tai televisioon HDMI -kaapelilla. Valinnainen, voit käyttää SSH: ta tuodaksesi Raspberry Pi -laitteesi Linux -tietokoneesta tai Macintoshista päätelaitteesta. Myös PuTTY, ilmainen ja avoimen lähdekoodin pääteemulaattori, ei kuulosta pahalta valinnalta.

Vaihe 2: Laitteiston liittäminen

Tee piiri esitetyn kaavion mukaisesti. Kaaviossa näet eri osat, virtalähteet ja I2C -anturin.

Raspberry Pi ja I2C Shield -liitäntä

Mikä tärkeintä, ota Raspberry Pi ja havaitse sen I2C Shield. Paina kilpi varovasti Pi: n GPIO -nastojen päälle ja olemme tehneet tämän vaiheen yhtä yksinkertaisena kuin piirakka (katso katkelma).

Raspberry Pi ja anturiliitäntä

Ota anturi ja liitä I2C -kaapeli sen kanssa. Katso tämän kaapelin asianmukainen toiminta tarkistamalla I2C -lähtö AINA I2C -tulon kanssa. Sama on otettava Raspberry Pi: n kanssa, kun I2C -suoja on asennettu GPIO -nastojen päälle.

Kannustamme I2C -kaapelin käyttöä, koska se ei riitä vaatimaan leikkuujälkien leikkaamista, kiinnittämistä ja vaivaamista edes pienimmällä sotkulla. Tämän merkittävän yhdistämis- ja toistokaapelin avulla voit esittää, vaihtaa laitteita tai lisätä lisää gadgeteja sopivaan sovellukseen. Tämä tukee työpainoa valtavalle tasolle.

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

Web -verkko on avain

Jotta yrityksemme voitaisiin, tarvitsemme verkkoyhteyden Raspberry Pi -laitteeseemme. Tätä varten sinulla on vaihtoehtoja, kuten Ethernet (LAN) -liitännän liittäminen kotiverkkoon. Lisäksi vaihtoehto, miellyttävä kurssi on käyttää WiFi USB -liitäntää. Yleisesti ottaen tarvitset kuljettajan, jotta se toimisi. Joten nojaa kohti sitä, jossa on Linux.

Virtalähde

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

Yhteys näyttöön

Voimme liittää HDMI -kaapelin toiseen näyttöön. Joskus sinun on päästävä Raspberry Pi -laitteeseen liittämättä sitä näyttöön tai sinun on ehkä tarkasteltava sen tietoja muualta. Mahdollisesti on olemassa luovia ja verotuksellisesti taitavia tapoja käsitellä kaikkea harkittua. Yksi heistä käyttää SSH: ta (komentorivin etäkirjautuminen). Voit myös käyttää PuTTY -ohjelmistoa siihen.

Vaihe 3: Raspberry Pi: n Python -koodaus

Voit tarkastella Raspberry Pi- ja AIS328DQTR -anturin Python -koodia 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.

Menossa on python -koodi ja voit kloonata ja muuttaa koodia millä tahansa tavalla.

# Jaetaan vapaaehtoisella lisenssillä.# Käytä sitä haluamallasi tavalla, voittoa tai ilmaiseksi, jos se sopii siihen liittyvien teosten lisensseihin. # AIS328DQTR # Tämä koodi on suunniteltu toimimaan AIS328DQTR_I2CS I2C Mini -moduulin kanssa, joka on saatavana osoitteesta dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axis-accelerometer-with -digitaalinen lähtö autosovelluksiin-i%C2%B2c-mini-moduuli/

tuoda smbus

tuonnin aika

# Hanki I2C -bussi

väylä = smbus. SMBus (1)

# AIS328DQTR -osoite, 0x18 (24)

# Valitse ohjausrekisteri1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Käynnistystila, Tiedonsiirtonopeuden valinta = 50 Hz # X, Y, Z-akseli käytössä väylä.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # AIS328DQTR-osoite, 0x18 (24) # Valitse ohjausrekisteri4, 0x23 (35) # 0x30 (48) Jatkuva päivitys, täysimittainen valinta = +/- 8G-väylä.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x30)

aika. unta (0,5)

# AIS328DQTR -osoite, 0x18 (24)

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

# Muunna tiedot

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

# AIS328DQTR -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

# AIS328DQTR -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: Käytännesääntöjen käytännöllisyys

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. Sen varmistamisen jälkeen, että kaikki toimii vaivattomasti, voit käyttää tätä yritystä joka päivä tai tehdä tästä yrityksestä pienen osan paljon suuremmasta tehtävästä. Olipa tarpeesi mikä tahansa, sinulla on nyt yksi lisävaruste kerääntymisessäsi.

Vaihe 5: Sovellukset ja ominaisuudet

STMicroelectronicsin valmistama, erittäin pienikokoinen pienitehoinen suuritehoinen 3-akselinen lineaarinen kiihtyvyysanturi, joka kuuluu liikeantureihin. AIS328DQTR soveltuu sovelluksiin, kuten telematiikkaan ja mustiin laatikoihin, kojelaudassa olevaan navigointiin, kallistus- / kaltevuusmittauksiin, varkaudenestolaitteisiin, älykkääseen virransäästöön, iskujen tunnistamiseen ja kirjaamiseen, tärinän valvontaan ja kompensointiin sekä liikkeen aktivoimiin toimintoihin.

Vaihe 6: Johtopäätös

Jos olet ajatellut tutkia Raspberry Pi- ja I2C -antureiden maailmankaikkeutta, voit järkyttää itsesi hyödyntämällä laitteiston perusteet, koodauksen, järjestelyn, arvovaltaisen jne. Tässä menetelmässä saattaa olla pari tehtävää, jotka voi olla suoraviivaista, kun taas jotkut voivat testata sinua, liikuttaa sinua. Joka tapauksessa voit tehdä tavan virheettömäksi muuttamalla ja muodostamalla omasi.

Voit esimerkiksi aloittaa ajatuksella käyttäytymisen seurantaprototyypistä, joka seuraa ja kuvaa AIS328DQTR: n ja Raspberry Pi: n avulla eläinten fyysisiä liikkeitä ja kehon asentoja Pythonin avulla. Yllä olevassa tehtävässä olemme hyödyntäneet kiihtyvyysmittarin peruslaskelmia. Protokolla on luoda kiihtyvyysmittarijärjestelmä minkä tahansa Gyrometrin ja GPS: n kanssa sekä valvottu (kone) oppimisalgoritmi (tukivektorikone (SVM)) eläinten automaattisen käyttäytymisen tunnistamiseksi. Tätä seuraa rinnakkaisten anturimittausten kerääminen ja mittausten arviointi käyttämällä tukivektorikoneen (SVM) luokitusta. Käytä erilaisia riippumattomien mittausten yhdistelmiä (istuminen, kävely tai juoksu) harjoitteluun ja validointiin prototyypin kestävyyden määrittämiseksi. Yritämme tehdä tästä prototyypistä toimivan esityksen ennemmin kuin myöhemmin, kokoonpano, koodi ja mallinnus toimivat enemmän käyttäytymistiloissa. Uskomme, että kaikki pitävät siitä!

Mukavuutesi vuoksi YouTubessa on viehättävä video, joka voi auttaa tutkimuksessa. Luota tähän pyrkimykseen motivoi jatkotutkimuksiin. Aloita missä olet. Käytä mitä sinulla on. Tee mitä voit.