การวัดอัตราเร่งโดยใช้ BMA250 และ Raspberry Pi: 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 Raspberry Pi เซ็นเซอร์ได้รับการตั้งโปรแกรมในภาษาไพ ธ อน

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. กทม.250

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

5. สายเคเบิลอีเธอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และราสเบอร์รี่ pi 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 Python สำหรับการวัดการเร่งความเร็ว:

ข้อดีของการใช้ raspberry pi คือ ให้ความยืดหยุ่นของภาษาการเขียนโปรแกรมที่คุณต้องการตั้งโปรแกรมบอร์ดเพื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของบอร์ดนี้ เรากำลังสาธิตการเขียนโปรแกรมในไพ ธ อนที่นี่ Python เป็นหนึ่งในภาษาโปรแกรมที่ง่ายที่สุดพร้อมไวยากรณ์ที่ง่ายที่สุด รหัสหลามสำหรับ BMA250 สามารถดาวน์โหลดได้จากชุมชน GitHub ของเราที่ Dcube Store

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ เรากำลังอธิบายรหัสที่นี่ด้วย:

ในขั้นแรกของการเข้ารหัส คุณต้องดาวน์โหลดไลบรารี SMBus ในกรณีของ python เนื่องจากไลบรารีนี้รองรับฟังก์ชันที่ใช้ในโค้ด ดังนั้น หากต้องการดาวน์โหลดห้องสมุด คุณสามารถไปที่ลิงก์ต่อไปนี้:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

คุณสามารถคัดลอกรหัสการทำงานได้จากที่นี่ด้วย:

นำเข้า smbus

เวลานำเข้า

# รับ I2C busbus = smbus. SMBus(1)

# BMA250 ที่อยู่ 0x18(24)

# เลือกรีจิสเตอร์การเลือกช่วง 0x0F(15)

# 0x03(03) กำหนดช่วง = +/-2gbus.write_byte_data(0x18, 0x0F, 0x03)

# ที่อยู่ BMA250, 0x18(24)# เลือกการลงทะเบียนแบนด์วิดท์, 0x10(16)

# 0x08(08) แบนด์วิดท์ = 7.81 Hzbus.write_byte_data(0x18, 0x10, 0x08)

เวลานอน(0.5)

# BMA250 ที่อยู่ 0x18(24)

# อ่านข้อมูลย้อนหลังจาก 0x02 (02), 6 ไบต์

# แกน X LSB, แกน X MSB, แกน Y LSB, แกน Y MSB, แกน Z LSB, แกน Z MSB

ข้อมูล = bus.read_i2c_block_data(0x18, 0x02, 6)

# แปลงข้อมูลเป็น 10 บิต

xAccl = (ข้อมูล[1] * 256 + (ข้อมูล[0] & 0xC0)) / 64

ถ้า xAccl > 511:

xAccl -= 1024

yAccl = (ข้อมูล[3] * 256 + (ข้อมูล[2] & 0xC0)) / 64

ถ้า yAccl > 511:

yAccl -= 1024

zAccl = (ข้อมูล[5] * 256 + (ข้อมูล[4] & 0xC0)) / 64

ถ้า zAccl > 511:

zAccl -= 1024

# ส่งออกข้อมูลไปยังหน้าจอ

พิมพ์ "ความเร่งในแกน X: %d" % xAccl

พิมพ์ "ความเร่งในแกน Y: %d" % yAccl

พิมพ์ "ความเร่งในแกน Z: %d" % zAccl

รหัสถูกดำเนินการโดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

$> python BMA250.py จีที; หลาม BMA250.py

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบนสำหรับการอ้างอิงของผู้ใช้

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

มาตรความเร่งอย่าง BMA250 ส่วนใหญ่จะพบแอปพลิเคชั่นในเกมและแสดงการสลับโปรไฟล์ โมดูลเซ็นเซอร์นี้ยังใช้ในระบบการจัดการพลังงานขั้นสูงสำหรับแอปพลิเคชันมือถือ BMA250 เป็นเซ็นเซอร์เร่งความเร็วดิจิตอลแบบสามแกนซึ่งรวมเข้ากับตัวควบคุมการขัดจังหวะการเคลื่อนไหวบนชิปอัจฉริยะที่กระตุ้น