การวัดอัตราเร่งโดยใช้ BMA250 และ Arduino Nano: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

BMA250 เป็นเครื่องวัดความเร่งแบบ 3 แกนขนาดเล็ก บาง และใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ พร้อมการวัดความละเอียดสูง (13 บิต) ที่สูงถึง ±16 กรัม ข้อมูลเอาท์พุตดิจิตอลมีรูปแบบเป็นส่วนประกอบสองส่วน 16 บิต และสามารถเข้าถึงได้ผ่านอินเทอร์เฟซดิจิตอล I2C มันวัดความเร่งคงที่ของแรงโน้มถ่วงในการใช้งานการตรวจจับการเอียง รวมถึงการเร่งความเร็วแบบไดนามิกที่เกิดจากการเคลื่อนไหวหรือการกระแทก ความละเอียดสูง (3.9 มก./LSB) ช่วยให้สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงความเอียงได้น้อยกว่า 1.0 °

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะวัดความเร่งในแกนตั้งฉากทั้งสามแกนโดยใช้ BMA250 และ Arduino Nano

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. กทม.250

2. Arduino นาโน

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Arduino Nano

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และ Arduino ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

BMA250 จะทำงานเหนือ I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย!

ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: รหัส Arduino สำหรับการวัดการเร่งความเร็ว:

เริ่มจากโค้ด Arduino กันก่อนเลย

ในขณะที่ใช้โมดูลเซ็นเซอร์กับ Arduino เราได้รวมไลบรารี Wire.h ไลบรารี "Wire" มีฟังก์ชันที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซนเซอร์และบอร์ด Arduino

รหัส Arduino ทั้งหมดได้รับด้านล่างเพื่อความสะดวกของผู้ใช้:

#รวม

// ที่อยู่ BMA250 I2C คือ 0x18(24)

#define แอดเดอร์ 0x18

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

// เริ่มต้นการสื่อสาร I2C เป็น MASTER

Wire.begin();

// เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม ตั้งค่าอัตรารับส่งข้อมูล = 9600

Serial.begin(9600);

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนการเลือกช่วง

Wire.write(0x0F);

// กำหนดช่วง +/- 2g

Wire.write(0x03);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกแบนด์วิดท์รีจิสเตอร์

Wire.write(0x10);

// ตั้งค่าแบนด์วิดท์ 7.81 Hz

Wire.write(0x08);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission(); ล่าช้า (300);}

วงเป็นโมฆะ ()

{

ข้อมูล int ที่ไม่ได้ลงนาม[0];

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนข้อมูล (0x02 - 0x07)

Wire.write(0x02);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอ 6 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// อ่านหกไบต์

// xAccl lsb, xAccl msb, yAccl lsb, yAccl msb, zAccl lsb, zAccl msb

if(Wire.available() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

ข้อมูล[1] = Wire.read();

ข้อมูล [2] = Wire.read();

ข้อมูล[3] = Wire.read();

ข้อมูล[4] = Wire.read();

ข้อมูล[5] = Wire.read();

}

ล่าช้า (300);

// แปลงข้อมูลเป็น 10 บิต

float xAccl = ((data[1] * 256.0) + (data[0] & 0xC0)) / 64;

ถ้า (xAccl > 511)

{

xAccl -= 1024;

}

float yAccl = ((ข้อมูล[3] * 256.0) + (ข้อมูล[2] & 0xC0)) / 64;

ถ้า (yAccl > 511)

{

yAccl -= 1024;

}

float zAccl = ((ข้อมูล[5] * 256.0) + (ข้อมูล[4] & 0xC0)) / 64;

ถ้า (zAccl > 511)

{

zAccl -= 1024;

}

// ส่งออกข้อมูลไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน X:");

Serial.println(xAccl);

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน Y:");

Serial.println(yAccl);

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน Z:");

Serial.println(zAccl);

}

ในไลบรารีของสายไฟ Wire.write() และ Wire.read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Serial.print() และ Serial.println() ใช้เพื่อแสดงเอาต์พุตเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมของ Arduino IDE

เอาต์พุตเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

มาตรความเร่งอย่าง BMA250 ส่วนใหญ่จะพบแอปพลิเคชั่นในเกมและแสดงการสลับโปรไฟล์ โมดูลเซ็นเซอร์นี้ยังใช้ในระบบการจัดการพลังงานขั้นสูงสำหรับแอปพลิเคชันมือถือ BMA250 เป็นเซ็นเซอร์เร่งความเร็วดิจิตอลแบบสามแกนซึ่งรวมเข้ากับตัวควบคุมการขัดจังหวะการเคลื่อนไหวบนชิปอัจฉริยะที่กระตุ้น