בקרת תנועה עם Raspberry Pi ו- LIS3DHTR, מד תאוצה 3 צירים, שימוש בפייתון: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

היופי מקיף אותנו, אך בדרך כלל עלינו לטייל בגינה כדי לדעת זאת. - רומי

כקבוצה המשכילה שאנו נראים, אנו משקיעים את רוב האנרגיה שלנו בעבודה לפני המחשבים והטלפונים הסלולריים שלנו. לכן, לעתים קרובות אנו נותנים לרווחתנו לקחת את הטרקלין המשני, אף פעם לא מוצאים באמת הזדמנות אידיאלית ללכת לחדר הכושר או לשיעורי כושר וככלל לבחור מזון מהיר על פני אפשרויות מועילות הרבה יותר. החדשות המרוממות הן אם כל מה שאתה צריך זה קצת עזרה בניהול רשומות או כדי לעקוב אחר ההתקדמות שלך, אתה יכול לנצל את החדשנות של היום לייצר גאדג'ט שיעזור לעצמך.

הטכנולוגיה מתפתחת במהירות. בעקביות, אנו תופסים רוח חדשה של חדשנות חדשה שתשנה את העולם ואת הדרך שבה אנו לומדים בו. כאשר אתה עוסק במחשבים אישיים, קידוד ורובוטים או סתם אוהב להתעסק, יש ברכה טכנית בחוץ. Raspberry Pi, מחשב לינוקס הלוח יחיד בלוח יחיד, מוקדש לשיפור דרך הלמידה באמצעות הטכנולוגיה החדשנית אך גם המפתח לשיפור למידת החינוך ברחבי העולם. אז מהן התוצאות האפשריות לכך שאנו יכולים לעשות אם יש לנו פטל פאי ומד תאוצה 3 צירים בקרבת מקום? מה דעתך שנמצא את זה! במשימה זו, נבדוק את ההאצה על 3 צירים בניצב, X, Y ו- Z תוך שימוש ב- Raspberry Pi ו- LIS3DHTR, מד תאוצה בעל 3 צירים. אז עלינו לראות במסע הזה ליצור מערכת לבדיקת האצה התלת ממדית למעלה או כוח G.

שלב 1: חומרה בסיסית שאנו דורשים

הנושאים היו פחות עבורנו מכיוון שיש לנו כמות עצומה של דברים שרוצים לעבוד מהם. בכל מקרה, אנו יודעים עד כמה קשה לאחרים לצבור את החלק הנכון בזמן ללא רבב מהנקודה המועילה, וזה מוגן תוך שימת לב קטנה לכל אגורה. אז היינו עוזרים לך. עקוב אחר המצורף לקבלת רשימת חלקים מלאה.

1. פטל פטל

השלב הראשוני היה קניית לוח פטל פטל. ה- Raspberry Pi הוא מחשב מבוסס לינוקס בעל לוח אחד. המחשב הקטן הזה מביא כוח מחשוב, המשמש כחלק מפעילויות הגאדג'טים ופעולות פשוטות כמו גיליונות אלקטרוניים, הכנת מילים, סריקת אינטרנט ודוא ל ומשחקים.

2. מגן I2C עבור פטל פטל

החשש העיקרי ש- Raspberry Pi באמת חסר הוא יציאת I²C. אז בשביל זה, מחבר IUT C TOUTPI2 נותן לך תחושה להשתמש ב- Rasp Pi עם כל התקני I²C. הוא זמין בחנות DCUBE

3. מד תאוצה 3 צירים, LIS3DHTR

ה- LIS3DH הוא מד תאוצה ליניארי בעל שלושה צירים בעל ביצועים גבוהים במיוחד בעל עוצמה נמוכה במיוחד השייך למשפחת ה"ננו ", עם פלט סטנדרטי של ממשק סידורי I2C/SPI. רכשנו חיישן זה מחנות DCUBE

4. חיבור כבל

רכשנו את כבל החיבור I2C מחנות DCUBE

5. כבל מיקרו USB

הכי מבולבל ועם זאת המחמיר ביותר במידה שצריך צריכת חשמל הוא ה- Raspberry Pi! הדרך הקלה ביותר להתמודד היא באמצעות כבל מיקרו USB.

6. גישה לאינטרנט היא צורך

ילדים באינטרנט לעולם לא ישנים

קשר את ה- Raspberry Pi שלך לכבל אתרנט (LAN) וחבר אותו לנתב הרשת שלך. בחירה, חפש מחבר WiFi והשתמש באחת מיציאות ה- USB כדי להגיע למערכת המרוחקת. זו החלטה נוקבת, פשוטה, קטנה ומגושמת!

7. כבל HDMI/גישה מרחוק

ל- Raspberry Pi יש יציאת HDMI אותה ניתן לחבר במיוחד למסך או לטלוויזיה באמצעות כבל HDMI. בחירה, אתה יכול להשתמש ב- SSH כדי להתחבר ל- Raspberry Pi שלך ממחשב Linux או מקינטוש מהמסוף. באופן דומה, PuTTY, אמולטור מסוף חופשי וקוד פתוח נשמע כמו אלטרנטיבה הגונה.

שלב 2: חיבור החומרה

הפוך את המעגל על פי הופיע סכמטי. צייר תרשים ועקוב אחר המתווה במדויק. הדמיון חשוב יותר מהידע.

חיבור ה- Raspberry Pi ו- I2C Shield

מעל הכל, קח את ה- Raspberry Pi ותזהה עליו את מגן I2C. לחץ על המגן בעדינות על סיכות ה- GPIO של פי וסיימנו עם ההתקדמות הזו פשוטה כמו עוגה (ראה הצמד).

חיבור החיישן ו- Raspberry Pi

קח את החיישן והמשק איתו את כבל I2C. להפעלה המתאימה של כבל זה, זכור כי פלט I2C תמיד קשור לכניסת I2C. אותו הדבר צריך לקחת אחרי ה- Raspberry Pi כשמגן I2C מותקן מעליו את סיכות ה- GPIO.

אנו מאשרים את השימוש בכבל I2C מכיוון שהוא שולל את הצורך בבדיקת התקלות, הידוק ואי נוחות שנגרמו אפילו על ידי הבורג הקטן ביותר. בעזרת כבל החיבור וההפעלה הבסיסי הזה, אתה יכול להציג, להחליף גאדג'טים או להוסיף גאדג'טים נוספים ליישום ביעילות. זה מקל על משקל העבודה עד לרמה משמעותית.

הערה: החוט החום צריך לעקוב באופן אמין אחר חיבור הארקה (GND) בין הפלט של התקן אחד לקלט של התקן אחר

רשת האינטרנט היא המפתח

כדי להפוך את המאמץ שלנו לניצחון, אנו דורשים שיוך אינטרנט עבור ה- Raspberry Pi שלנו. לשם כך, יש לך אפשרויות כמו ממשק של כבל Ethernet (LAN) המצטרף לרשת הביתית. יתר על כן, כאלטרנטיבה, ככל שתהיה, קורס אדיב הוא שימוש במחבר USB WiFi. ככלל, אתה דורש מנהג כדי לגרום לזה לעבוד. אז תטה כלפי זה עם לינוקס בתיאור.

ספק כוח

חבר את כבל ה- Micro USB לשקע החשמל של Raspberry Pi. תנקוט ואנחנו מוכנים.

חיבור למסך

כבל HDMI יכול להיות משויך למסך אחר. במקרים מסוימים, עליך להגיע ל- Raspberry Pi מבלי להתממשק אותו למסך או שתצטרך להציג כמה נתונים ממנו ממקום אחר. ניתן להעלות על הדעת, ישנן גישות חדשניות ומתמצאות כלכלית בעשייה ככזו. אחד מהם הוא שימוש ב- SSH (התחברות לשורת פקודה מרחוק). אתה יכול גם להשתמש בתוכנת PUTTY לשם כך. אלה מיועדים למשתמשים מתקדמים. כך שהפרטים אינם כלולים כאן.

שלב 3: קידוד פייתון עבור פטל פטל

קוד Python לחיישן הפטל וחיישן LIS3DHTR זמין במאגר GithubReport שלנו.

לפני שתמשיך לקוד, ודא שאתה קורא את הכללים המופיעים בארכיון הקלדה והגדר את פי הפטל שלך לפיו. זה רק ינוח לרגע לעשות את כל הדברים הנחשבים.

מד תאוצה הוא מכשיר אלקטרומכני שיודד את כוחות ההאצה. כוחות אלה עשויים להיות סטטיים, בדומה לכוח הכבידה הקבוע המושך לרגליכם, או שהם יכולים להיות ניתנים לשינוי - כתוצאה מהזזה או רטט של מד התאוצה.

המצורף הוא קוד הפיתון ואתה יכול לשכפל ולהתאים את הקוד בכל דרך שאתה נוטה לכיוון.

# מופץ ברישיון רצון חופשי.# השתמש בו בכל דרך שתרצה, רווח או בחינם, בתנאי שהוא מתאים לרישיונות של העבודות המשויכות אליו. # LIS3DHTR # קוד זה נועד לעבודה עם מודול מיני LIS3DHTR_I2CS I2C הזמין ב- dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 מודול %B2c-mini/

יבוא smbus

זמן יבוא

# קבל אוטובוס I2C

אוטובוס = smbus. SMBus (1)

כתובת LIS3DHTR, 0x18 (24)

# בחר רשם בקרה 1, 0x20 (32) # 0x27 (39) מצב הפעלה, בחירת קצב נתונים = 10 הרץ # X, Y, Z-Axis מופעל bus.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # כתובת LIS3DHTR, 0x18 (24) # בחר פקד בקרה 4, 0x23 (35) # 0x00 (00) עדכון רציף, בחירה בקנה מידה מלא = +/- 2G bus.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x00)

time.sleep (0.5)

כתובת LIS3DHTR, 0x18 (24)

# קרא נתונים בחזרה מ 0x28 (40), 2 בתים # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# המרת הנתונים

xAccl = data1 * 256 + data0 אם xAccl> 32767: xAccl -= 65536

כתובת LIS3DHTR, 0x18 (24)

# קרא נתונים בחזרה מ 0x2A (42), 2 בתים # Y-Axis LSB, Y-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# המרת הנתונים

yAccl = data1 * 256 + data0 אם yAccl> 32767: yAccl -= 65536

כתובת LIS3DHTR, 0x18 (24)

# קרא נתונים בחזרה מ 0x2C (44), 2 בתים # Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# המרת הנתונים

zAccl = data1 * 256 + data0 אם zAccl> 32767: zAccl -= 65536

# פלט נתונים למסך

-"האצה בציר X: %d" %xAccl הדפסה "האצה בציר Y: %d" %yAccl הדפסה "האצה בציר Z: %d" %zAccl

שלב 4: יכולת העבודה של הקוד

הורד (או git pull) את הקוד מ- Github ופתח אותו ב- Raspberry Pi.

הפעל את הפקודות כדי לאסוף ולהעלות את הקוד במסוף ולראות את התשואה במסך. לאחר מספר דקות, הוא ידגים כל אחד מהפרמטרים. בעקבות הבטחה שהכל עובד ללא מאמץ, אתה יכול לקחת את העז הזה למשימה ראויה לציון יותר.

שלב 5: יישומים ותכונות

ה- LIS3DHTR מיוצר על ידי STMicroelectronics ויש לו סולמות מלאות לבחירה של משתמשים של ± 2g/± 4g/± 8g/± 16g והוא מסוגל למדוד תאוצות עם קצבי נתוני פלט מ -1Hz עד 5kHz. ה- LIS3DHTR מתאים לפונקציות המופעלות בתנועה ולזיהוי נפילה חופשית. הוא מכמת את האצת הכובד הסטטית ביישומים לזיהוי הטיה, ובנוסף האצה דינאמית המתקרבת בגלל תנועה או הלם. יישומים אחרים כוללים זיהוי קליקים/קליקים כפולים, חיסכון בחשמל חכם למכשירי כף יד, מד צעדים, כיוון תצוגה, מכשירי קלט ומציאות מדומה, זיהוי השפעות ורישום וניטור ופיצויים.

שלב 6: מסקנה

סמכו על התחייבות זו מעוררת ניסויים נוספים. חיישן I2C זה ניתן להתאמה פנומנלית, צנוע וזמין. מכיוון שזו מסגרת בלתי -קבועה במידה מדהימה, ישנן דרכים מעניינות בהן ניתן להרחיב את המטלה הזו ולשפר אותה אפילו.

לדוגמה, אתה יכול להתחיל עם הרעיון של מד צעדים באמצעות LIS3DHTR ו- Raspberry Pi. במשימה לעיל, השתמשנו בחישובים בסיסיים. האצה יכולה להיות הפרמטר הרלוונטי לניתוח הפסיקה בהליכה. אתה יכול לבדוק את שלושת מרכיבי התנועה של אדם שהוא קדימה (גליל, X), צד (גובה, Y) ואנכי (ציר פיה, Z). דפוס אופייני לכל 3 הצירים נרשם. לפחות לציר אחד יהיו ערכי האצה תקופתיים גדולים יחסית. אז כיוון שיא ואלגוריתם חיוניים. בהתחשב בצעדים פרמטר (מסנן דיגיטלי, זיהוי שיא, חלון זמן וכו ') של אלגוריתם זה, תוכל לזהות ולספור צעדים, כמו גם למדוד מרחק, מהירות ובמידה מסוימת קלוריות שנשרפו. כך שתוכל להשתמש בחיישן זה בדרכים שונות שאתה יכול לשקול. אנו סומכים על כולכם כמוכם! ננסה לבצע ביצוע עבודה של מד צעדים במוקדם ולא במאוחר, את התצורה, הקוד, החלק המחשב את האמצעים להפרדת הליכה וריצה וקלוריות שנשרפות.

לנחמתך, יש לנו סרטון מסקרן ב- YouTube שעשוי לסייע בבדיקה שלך. סמכו על מיזם זה מניע חקירה נוספת. המשך להתלבט! זכור לחפש אחר כיוון שעולה יותר בהתמדה.