Paātrinājuma variāciju izsekošana, izmantojot Raspberry Pi un MMA7455, izmantojot Python: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Es nebraucu, es pārbaudīju gravitāciju. Tas joprojām darbojas…

Paātrinātā kosmosa kuģa attēlojums paskaidroja, ka pulkstenis, kas atrodas šatla augstākajā punktā, gravitācijas laika paplašināšanās dēļ izvēlēsies ātrāk nekā viens bāzē. Daži apgalvoja, ka paātrinājums autobusā abiem pulksteņiem būtu vienāds, tāpēc tiem vajadzētu atzīmēt ar tādu pašu ātrumu. Padomājiet par to.

Domas, motivācija un pat vadlīnijas var rasties no jebkuras vietas-tomēr, ja jūsu uzmanība tiek pievērsta inovācijām, tā dod ieguldījumu no indivīdiem, kuri koncentrējas uz šo punktu. Raspberry Pi, mini, vienas plates Linux dators, piedāvā unikālus uzņēmumus un padomus par organizēšanu, programmēšanu un elektronikas projektiem. Būdami Raspberry Pi un ierīču apmācības veidotāji, mēs iegūstam iespēju programmēt un mētāt un padarīt pārsteidzošas lietas, izmantojot datorzinātnes un elektroniku. Vēlāk mums bija prieks uzņemties uzdevumu, izmantojot akselerometru, un domas, ko jūs varētu darīt ar šo sīkrīku, ir patiesi foršas. Tātad šajā uzdevumā mēs iekļausim MMA7455, 3 asu digitālo akselerometra sensoru, lai izmērītu paātrinājumu 3 dimensijās, X, Y un Z, izmantojot Raspberry Pi, izmantojot Python. Apskatīsim, vai tas atmaksājas.

1. darbība. Nepieciešamā aparatūra

Mēs zinām, cik apgrūtinoši var būt mēģinājumi un turpināšana, nezinot, kuras detaļas iegūt, kur noorganizēt un cik viss maksās iepriekš. Tātad mēs esam paveikuši visu šo darbu jūsu labā. Kad visas detaļas ir novietotas kvadrātā, šī uzdevuma veikšanai vajadzētu būt īslaicīgai. Veikt pēc došanās, lai iegūtu pilnu detaļu sarakstu.

1. Aveņu Pi

Sākotnējais solis bija iegūt Raspberry Pi dēli. Raspberry Pi ir vientuļš uz Linux balstīts dators. Šis mazais dators ir jaudīgs, reģistrējot jaudu, ko izmanto kā elektronikas vingrinājumu daļu, kā arī datora darbības, piemēram, izklājlapas, tekstapstrādi, sērfošanu tīmeklī un e -pastu, kā arī spēles. Jūs to varat iegādāties jebkurā elektronikas vai hobiju veikalā.

2. I2C vairogs Raspberry Pi

Galvenās bažas par Raspberry Pi patiesībā nav, ir I2C ports. Tāpēc TOUTPI2 I2C savienotājs dod jums iespēju izmantot Raspberry Pi ar jebkuru I2C ierīci. Tas ir pieejams veikalā DCUBE

3. 3 asu akselerometrs, MMA7455

Ražotājs Freescale Semiconductor, Inc., trīs asu digitālais akselerometrs MMA7455 ir mazjaudas, mazāka mēroga apstrādāts sensors, kas piemērots paātrinājuma mērīšanai gar tā X, Y un Z asi. Mēs ieguvām šo sensoru no DCUBE veikala

4. Savienojošais kabelis

Mēs iegādājāmies I2C savienojošo kabeli no veikala DCUBE

5. Mikro USB kabelis

Mazākais sapinies, tomēr visstingrākais attiecībā uz enerģijas nepieciešamību ir Raspberry Pi! Visparedzētākā un vismazāk prasīgā stratēģijas pārvaldības pieeja ir Micro USB kabeļa izmantošana. Uzlabotāks un specializētāks ceļš ir dot enerģiju īpaši, izmantojot GPIO vai USB portus.

6. Tīkla atbalsts

Saņemiet savu Raspberry Pi ar Ethernet (LAN) kabeli un savienojiet to ar savu mājas tīklu. No otras puses, meklējiet WiFi savienotāju un izmantojiet vienu no USB portiem, lai piekļūtu attālajam tīklam. Tas ir ass lēmums, fundamentāls, mazs un vienkāršs!

7. HDMI kabelis/attālā piekļuve

Raspberry Pi ir HDMI ports, kuru varat savienot, īpaši ar ekrānu vai televizoru, izmantojot HDMI kabeli. Izvēles gadījumā varat izmantot SSH, lai izveidotu savienojumu ar savu Raspberry Pi no Linux datora vai Mac no termināļa. Tāpat PuTTY, bezmaksas un atvērtā pirmkoda termināļa emulators, izklausās kā gudra doma.

2. darbība. Aparatūras pievienošana

Izveidojiet ķēdi, kā parādīts shēmā. Shēmā redzēsit dažādu elektronikas komponentu savienojumus, savienojošos vadus, barošanas kabeļus un I2C sensoru.

Raspberry Pi un I2C Shield savienojums

Vispirms ņemiet Raspberry Pi un pamaniet uz tā I2C vairogu. Labi nospiediet vairogu virs Pi GPIO tapām, un mēs esam pabeiguši šo progresēšanu tikpat viegli kā pīrāgs (skat. Momentuzņēmumu).

Raspberry Pi un sensora savienojums

Paņemiet sensoru un pievienojiet tam I2C kabeli. Lai iegūtu pareizu šī kabeļa darbību, lūdzu, pārskatiet I2C izvadi VIENMĒR lieto I2C ievadi. Tas pats jāņem vērā pēc Raspberry Pi ar I2C vairogu, kas uzstādīts virs GPIO tapām.

Mēs iesakām izmantot I2C kabeli, jo tas atceļ prasību sadalīt pinouts, nostiprināt un apgrūtināt pat viszemākās nesakārtotības. Izmantojot šo nozīmīgo apvienošanas un atskaņošanas kabeli, piemērotā lietojumprogrammā varat prezentēt, nomainīt ierīces vai pievienot vairāk sīkrīku. Tas atbalsta darba svaru līdz milzīgam līmenim.

Piezīme. Brūnajam vadam vajadzētu droši paņemt pēc zemējuma (GND) savienojuma starp vienas ierīces izeju un citas ierīces ieeju

Piekļuve internetam ir atslēga

Lai mūsu centieni būtu izdevīgi, mūsu Raspberry Pi ir nepieciešams interneta savienojums. Šim nolūkam jums ir alternatīvas, piemēram, saskarne ar Ethernet (LAN) savienojumu ar mājas tīklu. Tāpat kā alternatīva apmierinošs kurss ir izmantot WiFi USB savienotāju. Kopumā tas prasa vadītāju, lai tas darbotos. Tāpēc nosakiet to, kurā ir Linux.

Enerģijas padeve

Pievienojiet Micro USB kabeli Raspberry Pi barošanas ligzdai. Punch up, un mēs esam gatavi.

Savienojums ar ekrānu

Mēs varam pievienot HDMI kabeli citam monitoram/televizoram. Dažreiz jums ir jādodas uz Raspberry Pi, nesaslēdzot to ar ekrānu, vai arī jums var būt nepieciešams skatīt informāciju no tās no citurienes. Iespējams, ir radoši un fiskāli gudri veidi, kā tikt galā ar visu izskatīto. Viens no tiem izmanto - SSH (attālā komandrindas pieteikšanās). Šim nolūkam varat izmantot arī PuTTY programmatūru.

3. darbība: Raspberry Pi kodēšana Python

Jūs varat redzēt Raspberry Pi un MMA7455 sensora Python kodu mūsu GithubRepository.

Pirms turpināt koda izmantošanu, garantējiet, ka esat izlasījis Readme hronikā sniegtos standartus, un iestatiet savu Raspberry Pi, kā norādīts tajā. Tas vienkārši atvieglos vienu minūti, ņemot vērā pašreizējos apstākļus.

Akselerometrs ir elektromehānisks sīkrīks, kas novērtēs paātrinājuma spēkus. Šīs spējas var būt statiskas, līdzīgas pastāvīgam smaguma spēkam, kas velk pie jūsu kājām, vai arī tās var mainīt - tās var iegūt, pārvietojot vai vibrējot akselerometru.

Turpinājums ir pitona kods, un jūs varat klonēt un mainīt kodu jebkurā veidā, uz kuru sliecaties.

# Izplatīts ar brīvās gribas licenci.# Izmantojiet to, kā vēlaties, gūstiet peļņu vai bez maksas, ja tas iekļaujas saistīto darbu licencēs. # MMA7455L # Šis kods ir paredzēts darbam ar MMA7455L_I2CS I2C mini moduli, kas pieejams vietnē dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 %B2c-mini modulis/

importēt smbus

importa laiks

# Iegūstiet I2C autobusu

autobuss = smbus. SMBus (1)

# MMA7455L adrese, 0x1D (16)

# Atlasiet režīma vadības reģistru, 0x16 (22) # 0x01 (01) Mērīšanas režīms, +/- 8g kopnes.rakstīšanas_baita_dati (0x1D, 0x16, 0x01)

miega laiks (0,5)

# MMA7455L adrese, 0x1D (16)

# Lasīt datus no 0x00 (00), 6 baiti # X ass LSB, X ass MSB, Y ass LSB, Y ass MSB, Z ass LSB, Z ass ass MSB dati = bus.read_i2c_block_data (0x1D, 0x00, 6)

# Pārvērtiet datus par 10 bitiem

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

# Izvadiet datus ekrānā

drukāt "Paātrinājums X-asī: %d" %xAccl druka "Paātrinājums Y-asī: %d" %yAccl drukāšana "Paātrinājums Z-asī: %d" %zAccl

4. solis: kodeksa praktiskums

Lejupielādējiet (vai git pull) kodu no Github un atveriet to Raspberry Pi.

Izpildiet komandas, lai terminālī apkopotu un augšupielādētu kodu, un ekrānā redziet ienesīgumu. Pēc dažām minūtēm tas parādīs katru no parametriem. Pēc tam, kad esat pārliecinājies, ka viss darbojas viegli, jūs varat izmantot šo klejojumu katru dienu vai padarīt šo ceļojumu par daļu no daudz pamanāmāka uzdevuma. Neatkarīgi no jūsu vajadzībām, tagad jūsu sapulcē ir vēl viens rīks.

5. darbība: lietojumprogrammas un līdzekļi

MMA7455, ko ražo Freescale Semiconductor, mazjaudas augstas veiktspējas 3 asu digitālo akselerometru var izmantot sensoru datu izmaiņām, produkta orientācijai un žestu noteikšanai. Tas ir ideāli piemērots tādām lietojumprogrammām kā mobilais tālrunis/PMP/PDA: orientācijas noteikšana (portrets/ainava), attēla stabilitāte, teksta ritināšana, kustība, kustība, pieskaršanās, lai izslēgtu, klēpjdators: pretaizdzīšanas ierīce, spēles: kustību noteikšana, automātiskā modināšana/ Miega režīms zemam enerģijas patēriņam un digitālajai nekustīgajai kamerai: attēla stabilitāte.

6. darbība. Secinājums

Ja esat domājis izpētīt Raspberry Pi un I2C sensoru visumu, varat sevi šokēt, izmantojot aparatūras pamatus, kodēšanu, sakārtošanu, autoritatīvu utt. Mēģinot būt radošākam savā darbā neliels pasākums, tas nekad nekaitē svārstībām no ārējiem avotiem. Izmantojot šo metodi, var būt daži uzdevumi, kas var būt vienkārši, bet daži var jūs pārbaudīt, pārvietot. Jebkurā gadījumā jūs varat to izdarīt nevainojami, mainot un izveidojot savu veidojumu.

Piemēram, varat sākt ar domu par gravimetra prototipu, lai mērītu Zemes vietējo gravitācijas lauku, izmantojot MMA7455 un Raspberry Pi, izmantojot Python. Iepriekš minētajā projektā mēs esam izmantojuši fundamentālus aprēķinus. Projektēšanas pamatprincips ir izmērīt ļoti sīkas daļējas izmaiņas Zemes gravitācijas 1 g robežās. Tātad jūs varētu izmantot šo sensoru dažādos veidos, kurus varat apsvērt. Algoritms ir mērīt vertikālā gravitācijas vektora izmaiņu ātrumu visos trīs perpendikulārajos virzienos, radot gravitācijas gradienta tenzoru. To var secināt, diferencējot gravitācijas vērtību divos punktos, kas atdalīti ar nelielu vertikālu attālumu, l, un dalot ar šo attālumu. Mēs mēģināsim ātrāk, nevis vēlāk izveidot šī prototipa funkcionālu atveidojumu, konfigurācija, kods un modelēšana, lai veiktu struktūras trokšņa un vibrācijas analīzi. Mēs ticam, ka jums visiem tas patīk!

Jūsu mierinājumam pakalpojumā YouTube mums ir burvīgs video, kas var palīdzēt jūsu pārbaudē. Uzticieties šim centienam un veiciet turpmāku izmeklēšanu. Ja iespēja neklauvē, uzbūvējiet durvis.