Отслеживание вариаций ускорения с помощью Raspberry Pi и MMA7455 с использованием Python: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Я не спотыкался, я испытывал силу тяжести. Он все еще работает…

Изображение ускоряющегося космического челнока поясняет, что часы в самой высокой точке шаттла будут показывать более высокую скорость, чем часы у основания, из-за гравитационного расширения времени. Некоторые утверждали, что ускорение на борту шаттла будет одинаковым для обоих часов, поэтому они должны идти с одинаковой скоростью. Подумайте об этом.

Мысли, мотивация и даже рекомендации могут исходить из любого места, однако, когда ваше внимание сосредоточено на инновациях, они получают вклад от людей, которые концентрируются на этом вопросе. Raspberry Pi, мини-одноплатный ПК с Linux, предлагает уникальные решения и профессиональные консультации по организации, программированию и предприятиям в области электроники. Будучи создателями учебников по Raspberry Pi и устройствам, мы получаем удовольствие от возможности программировать, возиться и создавать удивительные вещи с помощью компьютерных наук и электроники. В последнее время мы имели удовольствие попробовать себя в задаче, используя акселерометр, и мысли о том, что вы могли бы сделать с этим гаджетом, действительно крутые. Итак, в этой задаче мы включим MMA7455, 3-осевой датчик цифрового акселерометра, для измерения ускорения в трех измерениях, X, Y и Z, с Raspberry Pi с использованием Python. Давайте посмотрим, окупится ли это.

Шаг 1. Необходимое оборудование

Мы знаем, насколько проблематичным может быть попытка сделать это, не зная заранее, какие детали приобрести, откуда и сколько все будет стоить. Итак, мы сделали всю эту работу за вас. Как только у вас есть все детали в квадрате, это должно быть несложно выполнить эту задачу. Позаботьтесь о том, чтобы получить полный список запчастей.

1. Raspberry Pi

Первым шагом было получение платы Raspberry Pi. Raspberry Pi - это одноплатный ПК на базе Linux. Этот маленький ПК обладает отличной регистрирующей способностью, он используется для упражнений по электронике и операций на ПК, таких как электронные таблицы, обработка текста, веб-серфинг и электронная почта, а также игры. Вы можете купить его в любом магазине электроники или в магазине для любителей.

2. I2C Shield для Raspberry Pi

Основная проблема, которую действительно беспокоит Raspberry Pi, - это порт I2C. Таким образом, разъем TOUTPI2 I2C дает вам смысл использовать Raspberry Pi с ЛЮБЫМ из устройств I2C. Он доступен в магазине DCUBE.

3. 3-осевой акселерометр, MMA7455

Трехосевой цифровой акселерометр MMA7455, производимый Freescale Semiconductor, Inc., представляет собой маломощный механически обработанный датчик меньшего размера, пригодный для измерения ускорения вдоль осей X, Y и Z. Мы получили этот датчик из магазина DCUBE.

4. Соединительный кабель

Мы приобрели соединительный кабель I2C в магазине DCUBE.

5. Кабель Micro USB

Самым запутанным, но самым строгим в отношении потребности в питании является Raspberry Pi! Самый рекомендуемый и наименее требовательный подход к управлению стратегией - использование кабеля Micro USB. Более продвинутый и специализированный способ - подавать питание через порты GPIO или USB.

6. Сетевая поддержка

Подключите Raspberry Pi к кабелю Ethernet (LAN) и подключите его к домашней сети. С другой стороны, найдите разъем WiFi и используйте один из USB-портов для подключения к удаленной сети. Решение острое, принципиальное, маленькое и простое!

7. Кабель HDMI / удаленный доступ

Raspberry Pi имеет порт HDMI, который можно подключить, в частности, к экрану или телевизору с помощью кабеля HDMI. По выбору, вы можете использовать SSH для установки с Raspberry Pi с ПК с Linux или Mac с терминала. Точно так же PuTTY, бесплатный эмулятор терминала с открытым исходным кодом, звучит как разумная мысль.

Шаг 2: Подключение оборудования

Сделайте схему, как показано на схеме. На схеме вы увидите соединения различных электронных компонентов, соединительные провода, силовые кабели и датчик I2C.

Подключение Raspberry Pi и I2C Shield

В первую очередь возьмите Raspberry Pi и найдите на нем I2C Shield. Аккуратно прижмите экран к контактам GPIO Pi, и мы закончили этот процесс так же просто, как пирог (см. Оснастку).

Подключение Raspberry Pi и датчика

Возьмите датчик и соедините с ним кабель I2C. Для правильной работы этого кабеля просмотрите, пожалуйста, выход I2C ВСЕГДА на вход I2C. То же самое следует сделать и для Raspberry Pi с экраном I2C, установленным над контактами GPIO.

Мы рекомендуем использовать кабель I2C, поскольку он исключает необходимость разбирать распиновку, закреплять и беспокоить даже самые скромные ошибки. С помощью этого важного соединительного и игрового кабеля вы можете представлять, обменивать устройства или добавлять другие устройства в подходящее приложение. Это поддерживает рабочий вес до огромного уровня.

Примечание. Коричневый провод должен надежно проходить после заземления (GND) между выходом одного устройства и входом другого устройства

Доступ в Интернет - ключ к успеху

Чтобы наши усилия увенчались успехом, нам требуется подключение к Интернету для нашего Raspberry Pi. Для этого у вас есть альтернативы, такие как соединение Ethernet (LAN) с домашней сетью. Кроме того, в качестве альтернативы удовлетворительным вариантом является использование USB-разъема WiFi. По большому счету, для этого вам потребуется драйвер, чтобы заставить его работать. Так что склоняйтесь к тому, что в обозначении Linux.

Источник питания

Подключите кабель Micro USB к разъему питания Raspberry Pi. Вставай, и мы готовы.

Подключение к экрану

Мы можем подключить кабель HDMI к другому монитору / телевизору. Иногда вам нужно добраться до Raspberry Pi, не подключая его к экрану, или вам может потребоваться просмотреть информацию с него из другого места. Возможно, существуют творческие и разумные с финансовой точки зрения способы решения всех задач. Один из них - SSH (удаленный вход в командную строку). Вы также можете использовать для этого программное обеспечение PuTTY.

Шаг 3. Кодирование Python для Raspberry Pi

Вы можете увидеть код Python для датчика Raspberry Pi и MMA7455 в нашем репозитории Github.

Прежде чем переходить к коду, убедитесь, что вы прочитали стандарты, приведенные в хронике Readme, и настройте Raspberry Pi, как указано в нем. Это просто облегчение на минуту в свете текущих обстоятельств.

Акселерометр - это электромеханический прибор, который измеряет силы ускорения. Эти силы могут быть статическими, похожими на постоянную силу тяжести, тянущую к вашим ногам, или они могут быть изменены - вызваны перемещением или вибрацией акселерометра.

Это код Python, и вы можете клонировать и изменять код любым удобным для вас способом.

# Распространяется по свободной лицензии # Используйте его любым способом, коммерческим или бесплатным, при условии, что он соответствует лицензиям на связанные с ним работы. # MMA7455L # Этот код разработан для работы с мини-модулем MMA7455L_I2CS I2C, доступным на сайте dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 % B2c-мини-модуль /

импортировать smbus

время импорта

# Получить шину I2C

автобус = smbus. SMBus (1)

# MMA7455L адрес, 0x1D (16)

# Выбор регистра управления режимом, 0x16 (22) # 0x01 (01) Режим измерения, +/- 8g bus.write_byte_data (0x1D, 0x16, 0x01)

time.sleep (0,5)

# MMA7455L адрес, 0x1D (16)

# Считать данные обратно из 0x00 (00), 6 байт # Младший бит оси X, старший бит оси X, младший бит оси Y, старший бит оси Y, младший бит оси Z, MSB оси Z data = bus.read_i2c_block_data (0x1D, 0x00, 6)

# Преобразовать данные в 10-битные

xAccl = (data [1] & 0x03) * 256 + data [0], если xAccl> 511: xAccl - = 1024 yAccl = (data [3] & 0x03) * 256 + data [2], если yAccl> 511: yAccl - = 1024 zAccl = (data [5] & 0x03) * 256 + data [4], если zAccl> 511: zAccl - = 1024

# Выводить данные на экран

print "Ускорение по оси X:% d"% xAccl print "Ускорение по оси Y:% d"% yAccl print "Ускорение по оси Z:% d"% zAccl

Шаг 4: Практичность Кодекса

Загрузите (или выполните git pull) код с Github и откройте его в Raspberry Pi.

Выполните команды для компиляции и загрузки кода в терминал и посмотрите результат на экране. Через несколько минут он отобразит каждый из параметров. Убедившись, что все работает легко, вы можете использовать это блуждание каждый день или сделать его небольшой частью гораздо более важной задачи. Какими бы ни были ваши потребности, теперь в вашем собрании есть еще одно изобретение.

Шаг 5. Приложения и функции

MMA7455, производимый Freescale Semiconductor, маломощный высокопроизводительный 3-осевой цифровой акселерометр может использоваться для изменения данных датчика, ориентации продукта и обнаружения жестов. Он идеально подходит для таких приложений, как мобильный телефон / PMP / КПК: определение ориентации (портрет / пейзаж), стабильность изображения, прокрутка текста, набор номера по движению, отключение звука нажатием, портативный компьютер: защита от краж, игры: обнаружение движения, автоматический пробуждение / Сон для низкого энергопотребления и цифровой фотоаппарат: стабильность изображения.

Шаг 6: Заключение

Если вы собирались исследовать вселенную датчиков Raspberry Pi и I2C, тогда вы можете шокировать себя, применив основы аппаратного обеспечения, кодирование, компоновку, авторитетность и т. Д. небольшое предприятие, никогда не повредит переход к внешним источникам. В этом методе может быть пара простых дел, а некоторые могут вас проверить, переместить. В любом случае, вы можете пробиться и сделать его безупречным, изменив и создав свою формацию.

Например, вы можете начать с идеи прототипа гравиметра для измерения локального гравитационного поля Земли с помощью MMA7455 и Raspberry Pi с использованием Python. В вышеупомянутом предприятии мы использовали фундаментальные вычисления. Основной принцип конструкции - измерить очень крошечные дробные изменения в пределах силы тяжести Земли в 1 г. Таким образом, вы можете использовать этот датчик по-разному. Алгоритм состоит в том, чтобы измерить скорость изменения вертикального вектора гравитации во всех трех перпендикулярных направлениях, что дает тензор градиента силы тяжести. Его можно вывести, дифференцировав значение силы тяжести в двух точках, разделенных небольшим вертикальным расстоянием l, и разделив на это расстояние. Мы постараемся создать рабочее представление этого прототипа раньше, чем позже, конфигурация, код и моделирование работают для анализа структурного шума и вибрации. Мы уверены, что всем вам это нравится!

Для вашего удобства у нас есть очаровательное видео на YouTube, которое может помочь в вашем обследовании. Доверьтесь, что это начинание направляет дальнейшее расследование. Если нет возможности, постройте дверь.