การวัดความเร่งโดยใช้ ADXL345 และ Arduino Nano: 4 ขั้นตอน

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

ADXL345 เป็นมาตรความเร่งแบบ 3 แกนที่มีขนาดเล็ก บาง และใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ พร้อมการวัดความละเอียดสูง (13 บิต) ที่สูงถึง ±16 กรัม ข้อมูลเอาท์พุตดิจิตอลมีรูปแบบเป็นส่วนประกอบสองส่วน 16 บิต และสามารถเข้าถึงได้ผ่านอินเทอร์เฟซดิจิตอล I2 C มันวัดความเร่งคงที่ของแรงโน้มถ่วงในการใช้งานการตรวจจับการเอียง รวมถึงการเร่งความเร็วแบบไดนามิกที่เกิดจากการเคลื่อนไหวหรือการกระแทก ความละเอียดสูง (3.9 มก./LSB) ช่วยให้สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงความเอียงได้น้อยกว่า 1.0 °

ในบทช่วยสอนนี้ แสดงการเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ ADXL345 กับ Arduino nano ในการอ่านค่าความเร่ง เราใช้ Arduino กับอะแดปเตอร์ I2c อะแดปเตอร์ I2C นี้ทำให้การเชื่อมต่อกับโมดูลเซ็นเซอร์ทำได้ง่ายและเชื่อถือได้มากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. ADXL345

2. Arduino นาโน

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Arduino Nano

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และ Arduino nano ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

ADXL345 จะทำงานมากกว่า I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า

สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย! ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: รหัสสำหรับการวัดความเร่ง:

มาเริ่มกันที่รหัส Arduino กันก่อนเลย

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

รหัส Arduino ทั้งหมดได้รับด้านล่างเพื่อความสะดวกของผู้ใช้:

#รวม

// ที่อยู่ ADXL345 I2C คือ 0x53 (83)

#define แอดเดอร์ 0x53

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

// เริ่มต้นการสื่อสาร I2C เป็น MASTER

Wire.begin();

// เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม กำหนดอัตรารับส่งข้อมูล = 9600

Serial.begin(9600);

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนอัตราแบนด์วิดท์

Wire.write(0x2C);

// โหมดปกติ อัตราข้อมูลออก = 100 Hz

Wire.write(0x0A);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกรีจิสเตอร์ควบคุมพลังงาน

Wire.write(0x2D);

// ปิดการใช้งานโหมดสลีปอัตโนมัติ

Wire.write(0x08);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกรูปแบบข้อมูล register

Wire.write(0x31);

// ปิดใช้งานการทดสอบตัวเอง, อินเทอร์เฟซ 4 สาย, ความละเอียดเต็ม, ช่วง = +/-2g

Wire.write(0x08);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

ล่าช้า (300);

}

วงเป็นโมฆะ ()

{

ข้อมูล int ที่ไม่ได้ลงนาม[6];

สำหรับ(int i = 0; i < 6; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือก data register

Wire.write((50 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูลขนาด 6 ไบต์

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

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูลเป็น 10 บิต

int xAccl = (((ข้อมูล[1] & 0x03) * 256) + ข้อมูล[0]);

ถ้า(xAccl > 511)

{

xAccl -= 1024;

}

int yAccl = (((ข้อมูล[3] & 0x03) * 256) + ข้อมูล[2]);

ถ้า (yAccl > 511)

{

yAccl -= 1024;

}

int zAccl = (((ข้อมูล[5] & 0x03) * 256) + ข้อมูล[4]);

ถ้า(zAccl > 511)

{

zAccl -= 1024;

}

// ส่งออกข้อมูลไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม

Serial.print("ความเร่งในแกน X คือ: ");

Serial.println(xAccl);

Serial.print("ความเร่งในแกน Y คือ: ");

Serial.println(yAccl);

Serial.print("ความเร่งในแกน Z คือ: ");

Serial.println(zAccl);

ล่าช้า (300);

}

ในไลบรารีของสายไฟ Wire.write() และ Wire.read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์

Serial.print() และ Serial.println() ใช้เพื่อแสดงเอาต์พุตของเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมของ Arduino IDE

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

ADXL345 เป็นมาตรความเร่งแบบ 3 แกนขนาดเล็ก บาง ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งสามารถใช้ในเครื่องโทรศัพท์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ ฯลฯ แอปพลิเคชันนี้ยังรวมถึงอุปกรณ์เล่นเกมและอุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง เครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์นำทางส่วนบุคคล และการป้องกันฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD)