DATALOGGER ESP32 ADXL345 עם GPS_EXT RAM_EXT_RTC: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

לאלו מכם שמשחקים עם לוח Wemos 32 LOLIN חשבתי שאתחיל לתעד כמה ממצאים שלי עד כה.

הפרויקט הנוכחי הוא ממשק למד תאוצה ADXL345 וכפי שהתמונה מראה למעלה חיברתי אותו בהצלחה ללולין והגדרתי את ה- ADXL כחיישן הלם.

הרישומים ב- ADXL הוגדרו כקובץ ה- PDF המצורף וההפסקה שהגדרתי בקוד כדי לירוק את הקוד ביציאה הטורית לאחר גילוי הלם.

הגדרתי גם את רשום חוסר הפעילות כהפרעה ולאחר בדיקה איזו הפרעה הופעלה אז ירקתי את אותם נתונים.

אני משתמש ביציאת I2c ב- LOLIN ותראה שיש לי שגרה לירוק את הרשומות ב- ADXL כדי שאוכל לבדוק את התצורה בזמן איתור באגים. פונקציה זו פועלת בפונקציית טיימר באמצעות ספריית הטייקר. זוהי פונקציה שימושית להתקנה לצורך איתור באגים ובדיקת הרישומים במקרה שאתה כותב שם משהו שגורם באופן מסתורי לנתונים לעשות דברים מוזרים.

נירמלתי את נתוני המחמאה של השניים ב- LOLIN ועיצבתי אותם כך שניתן יהיה לייבא אותם לאקסל.

תסתכל על קובץ ה- PDF המצורף עם כמה נתונים שייבאתי וגרמתי באקסל המראה כמה הקשות ב- ADXL המופעלות על ידי הפרעה ברשם ההדק באמצעות מצב FIFO.

מצב FIFO הוא תכונה שימושית שאינה קושרת את המיקרו והיא מאחסנת 32 דגימות על טריגר. תסתכל שוב במזבלות הנתונים שלי ותוכל לראות איפה אנחנו מתחילים באפס הקרקע והמדגם האחרון הוא ב -9.8 ms או שם בערך. קו X בגרף מציג את התזמון במיקרו -שניות הגדל משמאל לימין.

הערה מאז שיניתי את הגרף האחרון להצגת קו זמן מתוך 9800 מיקרו -שניות. הפופ הראשון של FIFO הוא הנתונים המוקדמים ביותר והשאר מבוגר יותר. הצפייה צריכה להיות מימין לשמאל.

שימו לב לשלושת החוטים ללוח ADXL. SDA/SCL ו- INT מ- INT. שוב אם תסתכל על הגדרות הרישום ותחצה את דף הנתונים יהיה הגיוני.

מדגם הנתונים הוא הטיה מלאה ב 3200 דגימות מה שנותן 3125 שניות בין הדגימות. ולכידה מוקדמת של 4 דגימות. תסתכל על קובץ ה- PDF של הנתונים מהמכשיר באקסל וכל אחד מהגרפים ששרטטתי מראה לי להזיז את חלון הלכידה.

אני אשים קוד של התצורה ואפריע אם מישהו מעוניין.

עבור I2C אני משתמש בספריית החוט וכתבתי כמה פונקציות סביב זה.

שימו לב לרחרח הנתונים הקטן שחיברתי ל- SDA/SDL ושימוש ב- Sigrok יכול לפענח את אוטובוס I2C בזמן אמת.

השלב הבא הוא לשמור על דיסק SAN למרות שכבר הוכחתי שזה עובד. לאחר שתעשה זאת, אני אתממשק לרשת האלחוטית ואעלה לאתר.

אני אוסיף את זה עם הרחבת הפרויקט.

הערה:

למצויים שם בחוץ תוכלו להבחין בשקע גדול בפחית המגנה על שבב ה- esp ומגשר במחשב הלוח. זה נובע מתושב הקוקר ספנייל שבדק את הדואר והחליט ללעוס את הלוח לפני שנתן לי גישה אליו. אני חושב שהיא מעריצה לא אספרסיבית!.

כמובן שתמיד אני תמיד מוכן לשאלות אז אנא שאל.

שלב 1: SIGROK ו- PULSEVIEW

רק אזכור מהיר של הדופק והסיגרוק.

זוהי תוכנה חינמית מהרשת ולוח הממשק הקטן עם 8 כניסות לוגיקה זול מ- ebay et al. תוכל להבחין בכמה תמונות שהורדתי מהאוטובוס בזמן שה- ADXL פועל וזה כל כך שימושי שוב לאיתור באגים כפי שהוא יש מפענח מובנה עבור I2C.

היקף נהדר לבדיקת רמות האות, אך פענוח יד של I2c מעייף במקרה הטוב למרות שהקמתי לולאה לפני כן ונתקלתי באגים. אתה צריך לקבל הערכה של קצת דפיקות ברמת הנמל שעשיתי בפרויקטים רבים של תמונות אבל זה זמן רב ומועד לטעויות … במיוחד בלילה!

תודה לחבר'ה שכתבו את האפליקציה הזו. זה אלוהים שולח לפרויקטים ב- i2c, שימו לב לקו D4 שעוקב אחר קו ההפרעה מה- ADXL.

שלב 2: הוספה לחיישן הלם

אוקיי כאן הוספתי כמה ציוד היקפי לחיישן ההלם להוכחת הרעיון.

סליחה כרגע שהחולדות מקננות ברגע שזה יעבוד אני אעצב את ה- PCB המקשר בין כל הרכיבים ואכניס את הכל לקופסה יפה. כל הפריטים המצורפים למעט כרטיס ה- SD עובדים על i2c שנמצא באוטובוס הספי.

נשאר לצרף את מודול ה- GPS שהוא WIP אבל אני מקווה שיהיה לי פתרון עד סוף השבוע הזה.

אז הפרויקט הנוכחי מורכב מ:

לוח ESP32 LOLIN עם אלחוטי.

שעון בזמן אמת PCF. שומר על התאריך והשעה הנוכחיים. הלחמתי גס על לוח פרויקט ישן שחרטתי בעבר.

הבזק חיצוני. מחזיק בין היתר נתוני התקנה למד תאוצה. קיבולת 132k ועשוי לזרוק עליו נתוני אינטרנט כדי להקל על תפריטים וכו '

כרטיס SPI SD לאחסון נתוני מד תאוצה ויומנים. 8 GB אבל יכול להתרחב.

תצוגת OLED להצגת תפריטים ועוד כמה דברים.

הנה מה שהוא [בסופו של דבר] יעשה

עקוב אחר זעזועים ופעילות החורגים מהרקע.

רשום את הזעזועים לכרטיס SD עם הזמן והתאריך משעון המשולב.

חותמת את המיקום מ- GPS לכרטיס SD במידת האפשר

שימוש בנקודת גישה העלה את הנתונים לשרת אינטרנט כדי לנתח את הנתונים … זה יכול להיות טלפון נייד.

| סריקה אחר נקודות גישה היא יכולת של LOLIN32 כפי שהיא אחסון שרת אינטרנט לפקודות ולאחר מכן התחברות כלקוח לשרת האינטרנט בענן. אתה תמיד יכול לנתק את כרטיס ה- SD ולהעלות אותו!

עדיין יש הרבה מה לעשות אבל זה ממשיך הלאה.

שלב 3: כתובת ADXL

עכשיו הנה דבר מצחיק. רכשתי את שבב ADXL 345 בתור לוח קטן כי זה היה זול יותר מאשר רכישת שבב בכוחות עצמו ….. איך זה עובד? בכל מקרה אחרי זה התחלתי לחבר אותו לאוטובוס i2c ומצאתי שיש לי התנגשות עם eeprom עם כתובות שמתחילות למעשה ב- 0x53, מה שמתורגם לכתיבה ב- A6 וקריאה ב- A7.

אז קריאת bumf מסתבר שאם אתה לוקח את ה- SDO/ALT ADDRESS HIGH אתה יכול להכריח אותו ל- 1D

מסתבר שהלוח הקטן שלי קשור לקרקע על סיכה 12 של ה- ADXL למרות סיכת ה- SDO שנראית כאילו אפשר למשוך אותו גבוה. אל תנסה את זה בבית ללא אספקת חשמל מוגבלת כיום.. זה עובד ומוציא אותך מההתנגשות לנשף. למרבה המזל הם לא עשו את הקצר מתחת לשבב או שאחר כך הייתי סנוקר והייתי צריך להסיר את השבב מהלוח. ה- EEprom שהוא אחד חילוף שהיה לי מסודר כ שני עמודים של 64k ככתובת 0x52 ו- 53. ברגע שעשיתי זאת הבעיה שלי נפתרה.

כשקוראים את דף האינטרנט שוב אומרים שהוא מוגדר ל 0x53 אבל הוא באותיות הקטנות אז היזהרו!

שלב 4: הדפסות PCB סכמטיות

להלן הפעלה מהירה של המעגל והרכיבים. זהו מאוד העיצוב שלי ועדיין WIP [Work In Progress] התרשים תוכנן ולאחר מכן תורגם ליצירות האמנות של הרצועות. אימתתי את כל הרכיבים מתפקדים כצפוי באמצעות החולדות שלי מתקרבות ועכשיו אני מתאסף על לוח שיתאים לקופסה קטנה [פירוט בהמשך]

הפניה ל- shocker.pdf.

הלוח מורכב משמונה רכיבים עיקריים

1. אחסון כרטיס SD
2. ACCELEROMETER ADXL
3. תצוגת OLED
4. 3.3 V REG
5. מודול GPS1
6. EEPROM
7. TIMER RTC
8. שבב לולין ESP32 עם ממשק אלחוטי RF

הכל תלוי במד התאוצה.

ה- ADXL מוגדר כדי להפריע את המעבד ב- INT1 אשר מנותב לפין 14. במעבד. הקוד במיקרו מוגדר ליירט את ההפרעה הזו ולהגדיר דגל שיופעל בשגרה הראשית. אני אוסיף את הקוד מתאר את רישום שגרת ההפסקה ותפקוד החזרה מאוחר יותר.

ה- ADXL תומך בהפרעות במצבים שונים כגון הלם או חוסר פעילות ועוד כמה אחרים. תוכל להסוות את אלה שמדגדגים את דמיונך בהתבסס על מה שאתה מנסה לעשות. ה- ADXL מופעל במצב FIFO כך שיאחסן 32 דוגמאות כדי ללכוד את אירוע ההלם כ- XYZ [96 ערכים]

התצוגה ADXL RTC ו- EEPROM מונעים כולם מ- I2C. כרטיס ה- SD מחובר ל- I/O SPI ומודול ה- GPS מחובר ליציאות הטוריות ב- LOLIN המסומנות X12 X11.

הרצף הוא כדלקמן תפס באופן קבוע את 232 הנתונים מיחידת ה- GPS וסנן. בזמן שיש לך זמן GPS תקף, עדכן את ה- RTC במרווחי זמן קבועים. על קטע משתני חנות לכרטיס SD כגון רישומי time/Lat_Lng/Speed/Altitude/Store ADXL ב- המחמאה של פורמט גולמי 2 והשלמה של לא 2. כל הנתונים תוחמים בפסיק.

תוכל גם לציין כי יש סיכת איפוס המחוברת לסיכה 13. סיכה זו תפעיל את שרת האינטרנט המובנה ומאפשר לך להתחבר למגדיר כדי להגדיר נקודת גישה המאוחסנת ב- EEPROM. בעת אתחול מחדש המעבד יתחבר לנקודת הגישה ויגשת לאינטרנט כדי להעלות קבצים מכרטיס ה- SD. אם אין נתונים ואין נקודת חיבור אז היחידה רק מבצעת את תהליך רישום הנתונים שלה לכרטיס sd שתוכל לחקור באמצעות התוכנית [ShockerView.exe] [WIP] בשרת הנתונים מאוחסנים במסד נתונים של SQL ומוצגים [WIP]

הדפסי ה- PCB מצורפים לחלק העליון והתחתון.

שלב 5: אב טיפוס חריטת יצירות אמנות

כך אני מייצר לוחות אב טיפוס שלי

הדפס את הגרפיקה על גבי נייר עקיבה כבד. אני משתמש ב- 63 GSM של smith, זול ועליז. המדפסת היא המפתח כאן. אתה רוצה אטום ככל האפשר ונקי ככל האפשר. מדפסת הלייזר שלי מסתדרת עכשיו אבל היא טובה להדפסה עד 10 אתה, פחות מזה אתה צריך קצת ציוד מומחה כשהגרגר של נייר האיתור מתחיל להפריע. אתה יכול לקנות נייר מומחה אבל היי זה טוב מדי לאנשים כמוני. בכל אופן אני כל הזמן מחדד את העיצובים שלי כך שזה יהיה יקר מדי עבור הקטן שלי. אם אתה צריך לוח מתאים אז בקש מהמומחים לעשות זאת.

בדרך כלל אני עושה אב טיפוס ללוחות שלי במקטעים ואז מייצר גמר עם גרברים לחברת אינטרנט לייצר.האבטיפוס מסדר את כל השגיאות והמחדלים האלה לפני שהוא מבצע כסף אמיתי.

לאחר שהדפסת את התמונות על שני גיליונות מעקב A4 נפרדים, גזור אותן כך ששתיהן יחפיפו אותן ותמכור אותן למקומן. השאירו מספיק מקום ללוח הדו -צדדי שלכם להידחק בין השכבות וודא שהצד המודפס מונח כנגד המקלדת. צור כמה חריצים כדי לאפשר לך להחליק את הלוחות פנימה ולמכור אותו באופן זמני. אם אתה זהיר אתה יכול לחפוף את קלטת המכירות כדי לאפשר לך לבטל את הבחירה מבלי להרוס את תמונת העקיבה.

הנח את הלוח עם צד אחד כלפי מטה בתיבת ה- UV שלך. NB עשיתי את שלי באמצעות ארבע מנורות UV חדשות 13W וכמה ציוד בקרה ישן ויצרתי קופסה עם לוח זכוכית שקוף. המרווח היה ניסיוני. המכסה מתהדק ולוחץ את הקצף על גב הלוח ומאלץ את המסכה כנגד הזכוכית. אם לא תצליח לעשות זאת, האור יחתור את התנגדות החריטה. הפעל וחשיף את הלוח למשך דקה אחת 40 שניות לכל צד. השתמש בשעון שלך. למעשה אני חייב לשנות את זה עם טיימר על זה … אוי אין עוד פרוייקט … אולי אקנה אחד … אתה יודע שלא תרצה! הלוחות שאני רוכש ממגה אלקטרוניקה הם לוחות אב טיפוס זולים עם התנגדות חריטה. ההתנגדות לחריטה היא לפעמים קצת מגושמת אבל יש לי כמה לוחות שיש לי במשך ארבע שנים והם עדיין מייצרים לוחות טובים לאב טיפוס !!

בזהירות כשאתה הופך את הלוח, אל תיתן לזה להחליק או שיהיה לך קצת זבל.

עכשיו הכינו את המפתח שלכם. אני משתמש בשתי כפות בשעה 18: 1 כך ששתי כפות מפתחים ו -36 כוסות מי ברז טהורים. המפתח מגיע בצורת בקבוק או אבקה ובקבוק בדרך כלל מחזיק לי בערך 6 שנים !!. מערבבים אותו בכלי גלידה וחבישים כפפות. אין להכניס לתוכו את האצבעות אחרת השומן ישפיע עליו. טמפרטורה יכולה להוות בעיה בחורף. שמור על מים בטמפרטורה של 20 מעלות או יותר, זה לא קריטי אבל אם הם קרים התוצאות עלולות להיות בלתי צפויות. עשיתי את זה בינואר במוסך שלי עם קומקום כדי שתוכל לפצות.

העבר את המיכל בעדינות מצד לצד לאחר שהכנסת את הלוח לתוכו, אם עשית את זה נכון תראה זרם מגנט של תחריט תחריט שהוסר מהנחושת וחושף נחושת מבריקה מקסימה בין הרצועות. הפוך אותו באמצעות הכפפות שלך כדי לבדוק את הצד השני. תהליך זה בדרך כלל לוקח כדקות עליונות ולכן בסיום הוצא את הלוח ושטוף היטב במים חמים. אם הוא משעמם אז רוב הסיכויים שהוא נכשל.

היה לי את זה כמה פעמים אבל זה בדרך כלל בגלל שלא הצלחתי ללבוש כפפות או שהטמפ 'היה נמוך מדי או שבלבלתי את זמן החשיפה בגלל הסחת דעת מסוימת … למה הם עושים זאת באמצע משהו קריטי …

הראה לי את התחריטים שלך

אוקי אז עכשיו יש לך לוח עם מסלולים ירוקים ויפים המוגנים על ידי חסינת חריטה ועכשיו אתה צריך להרכיב את כלור הפריק. עכשיו אני משתמש באותה מיכל גלידה כדי למזער פסולת ולערבב עד להערות שעל החבילה. אני קונה את ה- Ferric Chloride בחבילות כדורים שאתה שוקל וממיס לתמיסה. המציא מספיק כדי למלא את אמבט הגלידה בערך 1/3 מהדרך למעלה. אם אתה ממציא מספיק לעבודה אז אתה יכול לשפוך לכלי פלסטיק וזה יישמר לאורך זמן.

עליך ללבוש כפפות … לא בגלל גריז וכו 'אלא כי אם לא תעשה זאת, הידיים שלך יהיו כתומות בהירות במשך שבועיים. פעם עשיתי את זה לפני פגישה חשובה בלונדון ונראה כאילו הסתבכתי. עם זאת שים לב שהדברים האלה מגעילים סביב כל דבר נחושת … וכל דבר באמת. לבשי בגדים ישנים כי אם זה עולה עליהם הם זבל. הוא מתחבר לכיורי נירוסטה ובאופן כללי מכתים הכל. עשו זאת בחוץ או בבית חוץ הרחק מהכל. אל תשפכו את השאריות לתוך הביוב, זה נהדר להרוג חיידקים וזה לא מה שרשות המים הייתה רוצה לקדם במיכלי הספיגה שלהם. עבור חלק מהרשויות זה גם לא חוקי אז אל תעשו את זה.

כאשר תטבול את הלוח שלך לראשונה בתמיסה, הוא ישתנה בצבע ברונזה אדום ויפה כאשר הנחושת תתקף. אם לא, ייתכן שעדיין יש לך שכבת התנגדות חריטה שמונעת מהכיל לעבוד או שהפתרון שלך טועה. אם זה המצב אז חזור ללוח השרטוט אני חושש, אבל לא סביר שהחולל שלך טועה אם עקבת אחר ההרס.

בכל מקרה אם הכל בסדר יש לך כמה מסלולים מושלמים המוגנים על ידי התנגדות חריטה.

בדרך כלל בשלב זה איש המקצוע ישתמש במערך מסכות כדי להתפתח סביב החורים והרפידות ולייצר את דרך הנחושת דרך פלוס להשתמש במסך משי לציור מספרי רכיבים וכו '. לצערי אין לי זמן או נטייה לעשות את הויאס שלי. שימוש בכמה חוטי נחושת משכבה לשכבה … ברור שכבה מרובה היא לא לא בשיטה זו. אם יש לי מצב רוח אני אוסיף בקפידה מספרי רכיבים לשכבת ההדפסה כך שתחרוט גם את מספרי הרכיבים. זה יכול לחסוך קצת זמן בהרכבה אבל תלוי עד כמה הלוח עמוס.

כעת אני חושף את הרצועות לעוד 2 דקות בערך לכל צד וטובל במפתח כדי להסיר את כל ההתנגדות לחריטה.

עכשיו אני מקדח את הוויאסות וכל חורים דרך ומדביק את כל המסלולים ובודק את ההמשכיות עם מולטימטר. חלק זה הוא כאב בכדור ובדרך כלל לא היית עושה עבור לוח מיוצר מקצועי עם ויאס אמיתי, אך כדאי לעשות זאת כדי להימנע מחוט הווידאו בהלחמה רק צד אחד … קרה כל כך הרבה פעמים!

שלב 6: הרכבת הלוח

אוקיי אז עכשיו יש לי לוח מוכן לדרך וקדחתי את כל הויאסות וחורים.

השחילו את כל הויאסות בעזרת חוט והלחמה משני הצדדים. אני אוהב להדביק את כל המסלולים כהגנה לא צריך לעשות את זה אבל מפסיק את התחמצנות הנחושת.

צירפתי את כרטיס ה- SD שהוא הר על פני השטח והוספתי שתי קרקעות כדי לקבל עליו הלחמה בנוסף שיש לו כמה סיכות למטה כדי לעגן אותו.

לאחר מכן הוסיף את ADXL EEPROM וכו '.

מבחינה כוח התוכנית היא לקחת את 5V מה- USB או מהעטלף החיצוני ולהאכיל אותו דרך ה- 3.3V reg על הלוח. יש לי קצת reg שקניתי מ- Ebay שמורכב כמודול ומדורג ב 800mA … זה 300 גרטה ממה ש- USB יכול לספק. עדיין לא ביצעתי שום מדידות הספק, כפי שעשויות לצבוט בתוכנות….. אולי ישתמשו בהפרעה של חוסר פעילות מ- ADXL. [WIP]

… צריך להוסיף תמונות ככל שהבנייה מתקדמת.

שלב 7: קידוד

בסדר אני לא אעבור על כל הארדואינו שהוגדר כיוון שמישהו אחר עשה את זה הרבה יותר טוב במקומות אחרים.

אני רק אבחר את החלקים הרלוונטיים תוך כדי עבודה, שניתן להשתמש בהם בפרויקט משלך.

זו עדיין עבודה בעיצומה בכל הנוגע להעלאה לאתר אך נחשבת לחלק מהקוד.

הרעיון הוא שהפונקציונליות הרגילה היא init המכשירים המורכבים מכרטיס GPS /תצוגה /כרטיס sd /שעון בזמן אמת /ext_flashmemory ומד תאוצה.

לאחר מכן אנו נכנסים ללולאה ומחכה לראות אם לוחצים על מקש ההפרעה sw. אם היא קופצת לתפריט המגדירים כדי להגדיר את רשת ה- wifi כדי להיכנס אוטומטית למכשיר שצוין כקלט למתקן דף האינטרנט. ראשית הוא סורק את כל ההתקנים עבור ssid ולאחר מכן מאפשר לך לבחור אחד ושומר אותו להבזק עם דגל לציון כי באתחול הבא טען את ההגדרות מהבזק. אתה תמיד יכול לעקוף זאת על ידי הזנת ipaddress והקלדה /killbill ליזום ניקוי מהבזק וטעינת ברירת המחדל.

להלן פונקציית ההפרעה המוגדרת בקוד עבור מד התאוצה של adxl והקפיצה למגדיר בשני סיכות נפרדות. אנו משתמשים ב- interrupt ADXL כדי להפריע באירוע SHOCK. עבור שני ההפרעות הגדרנו דגל שמתאפס ב"לולאה "הראשית. כך זה נראה:

תסתכל על הקוד המצורף

שלב 8: מציאת סיכות SDA SCL

השתמש בקוד הזה:

Serial.println (SDA);

Serial.println (SCL);

מדפיס את הסיכות שהוגדרו כעת ב- ESP עבור SDL ו- SCL

יש קובץ המשמש למיפוי סיכות לפונקציות כגון יציאות טוריות ב- ESP32