Kiihtyvyyden vaihtelujen seuranta Raspberry Pi: n ja MMA7455: n avulla Pythonin avulla: 6 vaihetta

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

En kompastunut, testasin painovoimaa. Se toimii edelleen…

Kiihtyvän avaruussukkulan esitys selvensi, että sukkulan korkeimmassa kohdassa oleva kello valitsee nopeammin kuin tukikohdan painovoima -ajan laajenemisen vuoksi. Jotkut väittivät, että sukkulan kiihdytys olisi sama molemmille kelloille, joten niiden pitäisi tikittää samalla nopeudella. Harkitse sitä hieman.

Ajatuksia, motivaatiota ja jopa ohjeita voi saada mistä tahansa-mutta kun kiinnität huomiota innovaatioon, se saa panoksensa siihen keskittyviltä henkilöiltä. Raspberry Pi, mini, yhden levyn Linux -PC, tarjoaa ainutlaatuisia yrityksiä ja pääneuvontaa järjestämisessä, ohjelmoinnissa ja elektroniikkayrityksissä. Koska olemme Raspberry Pi ja laiteopetusohjelmien tekijöitä, saamme potkut mahdollisuudesta ohjelmoida ja näpyttää ja tehdä hämmästyttäviä asioita tietojenkäsittelytieteen ja elektroniikan squash upilla. Meillä oli myöhään iloa ottaa laukaus tehtävään käyttämällä kiihtyvyysmittaria, ja ajatukset, joita voit tehdä tällä gadgetilla, ovat todella siistejä. Joten tähän tehtävään sisällytetään MMA7455, 3-akselinen digitaalinen kiihtyvyysanturi, joka mittaa kiihtyvyyttä kolmessa ulottuvuudessa, X, Y ja Z, ja Raspberry Pi käyttää Pythonia.

Vaihe 1: Tarvitsemamme laitteistot

Tiedämme, kuinka hankalaa voi olla yrittää ja ajaa jälkeen tietämättä, mitä osia on hankittava, mistä järjestää ja kuinka paljon kaikki maksaa etukäteen. Joten olemme tehneet kaiken työn puolestasi. Kun olet saanut kaikki osat neliöön, tämän tehtävän pitäisi olla hetkellinen. Lähde liikkeelle, niin saat täydellisen osaluettelon.

1. Vadelma Pi

Ensimmäinen vaihe oli Raspberry Pi -levyn hankkiminen. Raspberry Pi on yksinäinen Linux -pohjainen PC. Tässä pienessä PC: ssä on valta rekisteröidä tehoa, jota käytetään elektroniikkaharjoituksina ja PC -toimintoina, kuten laskentataulukoina, tekstinkäsittely, web -surffaus ja sähköposti sekä 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 Storesta

3. 3-akselinen kiihtyvyysmittari, MMA7455

Freescale Semiconductor, Inc: n tuottama MMA7455 3-akselinen digitaalinen kiihtyvyysanturi on pienitehoinen, pienemmän mittakaavan koneistettu anturi, joka sopii kiihtyvyyden mittaamiseen X-, Y- ja Z-akselilla. Saimme tämän anturin DCUBE Storesta

4. Liitäntäkaapeli

Ostimme I2C -liitäntäkaapelin DCUBE Storesta

5. Micro -USB -kaapeli

Pienin sotkuinen, mutta tiukin virran tarpeellisuuden suhteen on Raspberry Pi! Kaikkein määrätty ja vähiten vaativa lähestymistapa strategian hallintaan on mikro -USB -kaapelin käyttö. Edistyneempi ja erikoistunut polku on antaa virtaa erityisesti GPIO- tai USB -porttien avulla.

6. Verkkotuki

Hanki Raspberry Pi Ethernet (LAN) -kaapeliin ja liitä se kotiverkkoosi. 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 muodostaaksesi yhteyden Raspberry Pi -laitteeseesi Linux- tai Mac -tietokoneesta päätelaitteesta. Samoin PuTTY, ilmainen ja avoimen lähdekoodin pääteemulaattori, kuulostaa fiksulta ajatukselta.

Vaihe 2: Laitteiston liittäminen

Tee piiri esitetyn kaavion mukaisesti. Kaaviossa näet eri elektroniikkakomponenttien, liitäntäjohtojen, virtajohtojen ja I2C -anturin liitännät.

Raspberry Pi ja I2C Shield -liitäntä

Ota ensisijaisesti Raspberry Pi ja havaitse sen I2C -kilpi. Paina kilpi hienosti Pi: n GPIO -nastojen päälle ja olemme saaneet tämän edistymisen yhtä helposti 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.

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

Huomautus: Ruskean johdon on otettava luotettavasti maadoitusliitännän (GND) jälkeen yhden laitteen ulostulon ja toisen laitteen tulon välillä

Internet -yhteys on avain

Jotta pyrkimyksemme voitaisiin, tarvitsemme Internet -yhteyden Raspberry Pi -laitteeseemme. Tätä varten sinulla on vaihtoehtoja, kuten liitäntä Ethernet -verkkoon (LAN) kotiverkkoon. Vaihtoehtoisesti tyydyttävä kurssi on myös WiFi -USB -liittimen käyttö. Yleensä tämä edellyttää kuljettajaa, jotta se toimisi. Joten kallista rajausta Linux -käyttöjärjestelmään.

Virtalähde

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

Yhteys näyttöön

Voimme liittää HDMI -kaapelin toiseen näyttöön/televisioon. 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

Näet Raspberry Pi- ja MMA7455 -anturin Python -koodin GithubRepositorystamme.

Ennen kuin jatkat koodiin, varmista, että luet Readme -kronikassa annetut standardit ja määrität Raspberry Pi -laitteesi sen osoittamalla tavalla. Se yksinkertaisesti helpottaa hetken tekemistä nykyisten olosuhteiden valossa.

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. # MMA7455L # Tämä koodi on suunniteltu toimimaan MMA7455L_I2CS I2C Mini -moduulin kanssa, joka on saatavana osoitteesta dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 %B2c-mini-moduuli/

tuoda smbus

tuonnin aika

# Hanki I2C -bussi

väylä = smbus. SMBus (1)

# MMA7455L -osoite, 0x1D (16)

# Valintatilan ohjausrekisteri, 0x16 (22) # 0x01 (01) Mittaustila, +/- 8g väylä.write_byte_data (0x1D, 0x16, 0x01)

aika. unta (0,5)

# MMA7455L -osoite, 0x1D (16)

# Lue data takaisin 0x00 (00), 6 tavua # X-akseli LSB, X-akseli MSB, Y-akseli LSB, Y-akseli MSB, Z-akseli LSB, Z-akseli MSB data = bus.read_i2c_block_data (0x1D, 0x00, 6)

# Muunna tiedot 10-bittisiksi

xAccl = (data [1] & 0x03) * 256 + data [0], jos xAccl> 511: xAccl -= 1024 yAccl = (data [3] & 0x03) * 256 + data [2], jos yAccl> 511: yAccl - = 1024 zAccl = (data [5] & 0x03) * 256 + data [4], jos zAccl> 511: zAccl -= 1024

# 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 helposti, voit käyttää tätä vaeltaa joka päivä tai tehdä tästä vaelluksesta pienen osan paljon näkyvämmästä tehtävästä. Olipa tarpeesi mikä tahansa, sinulla on nyt yksi lisävaruste keräyksessäsi.

Vaihe 5: Sovellukset ja ominaisuudet

Freescale Semiconductorin valmistamaa pienitehoista, suorituskykyistä 3-akselista digitaalista kiihtyvyysmittaria MMA7455 voidaan käyttää anturitietojen muutoksiin, tuotesuuntautumiseen ja eleiden havaitsemiseen. Se sopii erinomaisesti sovelluksiin, kuten matkapuhelimeen/PMP/PDA: Suunnan tunnistus (muotokuva/vaaka), kuvanvakaus, tekstin vieritys, liikevalinta, mykistys napauttamalla, kannettava tietokone: varkaudenesto, pelaaminen: liiketunnistus, automaattinen herätys/ Lepotila alhaisen virrankulutuksen ja digitaalikameran ansiosta: kuvanvakaus.

Vaihe 6: Johtopäätös

Jos olet ajatellut tutkia Raspberry Pi- ja I2C -antureiden maailmankaikkeutta, voit järkyttää itsesi hyödyntämällä laitteiston perusasioita, koodausta, järjestelyä, arvovaltaa jne. Kun yrität olla luovampi pieni hanke, se ei koskaan vahingoita keinumista ulkopuolisille lähteille. Tässä menetelmässä voi olla pari tehtävää, jotka voivat olla yksinkertaisia, kun taas jotkut voivat testata sinua, siirtää sinut. Joka tapauksessa voit tehdä tavan virheettömäksi muuttamalla ja muodostamalla omasi.

Voit esimerkiksi aloittaa ajatuksella Gravimeter -prototyypistä maan paikallisen painovoimakentän mittaamiseen MMA7455: llä ja Raspberry Pi: llä Pythonin avulla. Yllä olevassa hankkeessa olemme käyttäneet perustavanlaatuisia laskelmia. Suunnittelun perusperiaate on mitata hyvin pieniä murto -osia maapallon 1 g: n painovoiman sisällä. Joten voit käyttää tätä anturia eri tavoin. Algoritmin tarkoituksena on mitata pystysuuntaisen painovoiman vektorin muutosnopeus kaikissa kolmessa kohtisuorassa suunnassa, jolloin syntyy painovoiman gradientitensori. Se voidaan päätellä erottamalla painovoiman arvo kahdessa pisteessä, jotka on erotettu pienellä pystysuoralla etäisyydellä, l, ja jakamalla tämä etäisyys. Yritämme tehdä tästä prototyypistä toimivan esityksen ennemmin kuin myöhemmin, kokoonpano, koodi ja mallinnus toimivat rakenteen aiheuttaman melun ja tärinän analysointia varten. Uskomme, että kaikki pitävät siitä!

Lohdutuksesi vuoksi YouTubessa on lumoava video, joka voi auttaa tutkimuksessasi. Luota tähän pyrkimykseen reitittää lisätutkimuksia. Jos tilaisuus ei koputa, rakenna ovi.