Управление на движението с Raspberry Pi и LIS3DHTR, 3-осен акселерометър, използване на Python: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Красотата ни заобикаля, но обикновено трябва да се разхождаме в градина, за да я разберем. - Руми

Като образована група, каквато сме, ние инвестираме по -голямата част от енергията си, работеща преди нашите компютри и мобилни телефони. Затова често оставяме благосъстоянието си в вторичния салон, като никога не намираме наистина идеална възможност да отидем на фитнес или на фитнес клас и като правило избираме бърза храна пред много по -полезен избор. Вдъхновяващата новина е дали всичко, от което се нуждаете, е помощ при воденето на записи или за да следите напредъка си, можете да използвате днешната иновация за производството на някаква джаджа, за да си помогнете.

Технологиите се развиват бързо. Постоянно хващаме вятъра за някои нови иновации, които ще променят света и начина, по който учим в него. Когато се занимавате с компютри, кодиране и роботи или просто обичате да се занимавате, има технологична благословия. Raspberry Pi, микрокомпютърният компютър с едно дъно, е посветен на подобряването на начина, по който се обучавате с иновативната технология, но също така и ключът към подобряване на образованието по целия свят. И така, какви са възможните резултати, които можем да направим, ако имаме Raspberry Pi и 3-осен акселерометър в близост? Какво ще кажете да намерим това! В тази задача ще проверим ускорението по 3 перпендикулярни оси, X, Y и Z, използвайки Raspberry Pi и LIS3DHTR, 3-осен акселерометър. Така че трябва да видим на това пътуване, за да създадем система за проверка на триизмерното ускорение нагоре или G-Force.

Стъпка 1: Основен хардуер, от който се нуждаем

Проблемите бяха по -малко за нас, тъй като имаме огромно количество неща, от които да лежим. Във всеки случай, ние знаем колко е неприятно за другите да натрупат дясната част в безупречно време от полезното място и това се защитава, като не обръща внимание на всяка стотинка. Така че ние бихме ви помогнали. Следвайте придружаващите, за да получите пълен списък с части.

1. Малина Пи

Първата стъпка беше получаването на платка Raspberry Pi. Raspberry Pi е едноплатен компютър, базиран на Linux. Този малък компютър съдържа много изчислителна мощ, използвана като част от дейностите на притурките, и прости операции като електронни таблици, подготовка на думи, уеб сканиране и имейл и игри.

2. I2C щит за Raspberry Pi

Основната грижа, която Raspberry Pi наистина липсва, е порт I²C. Така че за това конекторът TOUTPI2 I²C ви дава смисъл да използвате Rasp Pi с ВСИЧКИ от I²C устройства. Предлага се в DCUBE Store

3. 3-осен акселерометър, LIS3DHTR

LIS3DH е ултра ниска мощност, високоефективен триосов линеен акселерометър, принадлежащ към семейството „нано“, със стандартен изходен цифров I2C/SPI сериен интерфейс. Ние закупихме този сензор от DCUBE Store

4. Свързващ кабел

Ние закупихме свързващия кабел I2C от магазина DCUBE

5. Микро USB кабел

Най -малкият объркан, но най -строг в степента, в която се нуждае от енергия, е Raspberry Pi! Най -лесният начин да се справите е чрез използването на Micro USB кабел.

6. Уеб достъпът е необходимост

ИНТЕРНЕТ децата никога не спят

Вземете вашия Raspberry Pi свързан с Ethernet (LAN) кабел и го свържете към вашия мрежов рутер. Избирайте, потърсете WiFi конектор и използвайте един от USB портовете, за да стигнете до отдалечената система. Това е остро решение, просто, малко и калпаво!

7. HDMI кабел/Отдалечен достъп

Raspberry Pi има HDMI порт, който можете да свържете специално към екран или телевизор с HDMI кабел. По избор можете да използвате SSH за свързване с вашия Raspberry Pi от компютър с Linux или Macintosh от терминала. По същия начин PuTTY, безплатен терминален емулатор с отворен код, звучи като прилична алтернатива.

Стъпка 2: Свързване на хардуера

Направете веригата според схемата, която се появи. Начертайте диаграма и вземете точно след очертанието. Въображението е по -важно от знанието.

Свързване на Raspberry Pi и I2C Shield

Преди всичко, вземете Raspberry Pi и забележете I2C Shield върху него. Натиснете деликатно щита върху щифтовете GPIO на Pi и приключваме с тази прогресия толкова проста като пай (вижте снимката).

Свързване на сензора и Raspberry Pi

Вземете сензора и свържете с него I2C кабела. За правилното функциониране на този кабел, моля, извикайте I2C изхода ВИНАГИ свързан с I2C входа. Същото трябва да се вземе и за Raspberry Pi с I2C щит, монтиран върху него на GPIO щифтовете.

Ние одобряваме използването на I2C кабела, тъй като той отрича необходимостта от проверка на изводи, закрепване и дискомфорт, причинен дори от най-малката прецакане. С този основен кабел за прикачване и възпроизвеждане можете ефективно да представяте, разменяте притурки или да добавяте повече притурки към приложение. Това улеснява работното тегло до значително ниво.

Забележка: Кафявият проводник трябва надеждно да следва заземяващата (GND) връзка между изхода на едно устройство и входа на друго устройство

Уеб мрежата е ключова

За да спечелим усилията ни, ние се нуждаем от интернет асоциация за нашия Raspberry Pi. За това имате избор като свързване на Ethernet (LAN) кабел, свързан с домашната мрежа. Освен това, като алтернатива, колкото и да е възможно, подходящият курс е да се използва WiFi USB конектор. Като правило за това е необходим драйвер, за да работи. Така че наклонете се към този с Linux в описанието.

Захранване

Включете Micro USB кабела в гнездото за захранване на Raspberry Pi. Стиснете и сме готови.

Връзка към екрана

Може да имаме HDMI кабел, свързан с друг екран. В някои случаи трябва да стигнете до Raspberry Pi, без да го свързвате към екран, или може да се наложи да видите някои данни от него от някъде другаде. Вероятно има иновативни и финансово разбираеми подходи за това. Един от тях използва -SSH (отдалечено влизане в командния ред). Можете също така да използвате софтуера PUTTY за това. Те са за напреднали потребители. Така че подробностите не са включени тук.

Стъпка 3: Кодиране на Python за Raspberry Pi

Кодът на Python за сензора Raspberry Pi и LIS3DHTR е достъпен в нашето GithubRepository.

Преди да преминете към кода, уверете се, че сте прочели правилата, дадени в архива Readme, и настройте Raspberry Pi според него. Просто ще си починете за момент, за да направите всичко, което обмислите.

Акселерометърът е електромеханична джаджа, която ще измерва силите на ускорението. Тези сили могат да бъдат статични, подобни на постоянната сила на гравитацията, която тегли в краката ви, или могат да бъдат променящи се - причинени от преместване или вибриране на акселерометъра.

Придружаващият е кодът на python и можете да клонирате и коригирате кода по всякакъв начин, към който се наклоните.

# Разпространява се с лиценз на свободна воля.# Използвайте го както искате, печелите или безплатно, при условие че се вписва в лицензите на свързаните с него произведения. # LIS3DHTR # Този код е проектиран да работи с мини модула LIS3DHTR_I2CS I2C, достъпен от dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 %B2c-мини-модул/

внос smbus

време за импортиране

# Вземете I2C автобус

шина = smbus. SMBus (1)

# LIS3DHTR адрес, 0x18 (24)

# Изберете контролен регистър1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Режим на включено захранване, Избор на скорост на предаване на данни = 10 Hz # X, Y, Z-ос активирана шина.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # LIS3DHTR адрес, 0x18 (24) # Изберете контролен регистър4, 0x23 (35) # 0x00 (00) Непрекъсната актуализация, Избор на пълен мащаб = +/- 2G шина.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x00)

time.sleep (0.5)

# LIS3DHTR адрес, 0x18 (24)

# Прочетете данните обратно от 0x28 (40), 2 байта # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Конвертирайте данните

xAccl = данни1 * 256 + данни0, ако xAccl> 32767: xAccl -= 65536

# LIS3DHTR адрес, 0x18 (24)

# Прочетете обратно данни от 0x2A (42), 2 байта # Y-ос LSB, Y-ос MSB данни 0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Конвертирайте данните

yAccl = данни1 * 256 + данни0, ако yAccl> 32767: yAccl -= 65536

# LIS3DHTR адрес, 0x18 (24)

# Прочетете данните обратно от 0x2C (44), 2 байта # Z-ос LSB, Z-ос MSB данни 0 = шина.прочетени_байт_данни (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Конвертирайте данните

zAccl = данни1 * 256 + данни0, ако zAccl> 32767: zAccl -= 65536

# Извеждане на данни на екрана

печат "Ускорение по ос X: %d" %xAccl печат "Ускорение по ос Y: %d" %yAccl печат "Ускорение по ос Z: %d" %zAccl

Стъпка 4: Работоспособност на Кодекса

Изтеглете (или git изтеглете) кода от Github и го отворете в Raspberry Pi.

Изпълнете командите за компилиране и качване на кода в терминала и вижте доходността на екрана. След няколко минути той ще демонстрира всеки един от параметрите. В резултат на това да гарантирате, че всичко работи без усилия, можете да вземете тази смелост на по -забележително начинание.

Стъпка 5: Приложения и функции

Произведен от STMicroelectronics, LIS3DHTR има динамично избираеми от потребителя пълни скали от ± 2g/± 4g/± 8g/± 16g и е в състояние да измерва ускорения с изходни скорости на данни от 1Hz до 5kHz. LIS3DHTR е подходящ за функции с активирано движение и откриване на свободно падане. Той определя количествено статичното ускорение на гравитацията в приложения за откриване на накланяне и в допълнение предстоящо динамично ускорение поради движение или удар. Други приложения включват например разпознаване на щракване/двойно щракване, интелигентно спестяване на енергия за ръчни устройства, крачкомер, ориентация на дисплея, устройства за въвеждане на игри и виртуална реалност, разпознаване на въздействие и регистриране и мониторинг на вибрации и компенсация.

Стъпка 6: Заключение

Доверете се, че това начинание стимулира по -нататъшни експерименти. Този I2C сензор е феноменално адаптивен, скромен и наличен. Тъй като това е до невероятна степен непостоянна рамка, има интересни начини да разширите тази задача и дори да я подобрите.

Например, можете да започнете с идеята за крачкомер, използвайки LIS3DHTR и Raspberry Pi. В горната задача използвахме фундаментални изчисления. Ускорението може да бъде съответният параметър за анализиране на решението при ходене. Можете да проверите трите компонента на движение за индивид, които са напред (ролка, X), отстрани (стъпка, Y) и вертикална (ос на криволичене, Z). Записва се типичен модел на всички 3 оси. Най -малко 1 ос ще има относително големи периодични стойности на ускорението. Така че посоката на върха и алгоритъмът са от съществено значение. Като се вземат предвид стъпките Параметър (цифров филтър, откриване на пикове, времеви прозорец и т.н.) на този алгоритъм, можете да разпознавате и броите стъпки, както и да измервате разстоянието, скоростта и до известна степен изгорените калории. Така че можете да използвате този сензор по различни начини, които можете да обмислите. Вярваме, че всички ви харесва! Ще се опитаме да направим работещо представяне на този крачкомер по -рано, отколкото по -късно, конфигурацията, кодът, частта, изчисляваща средствата за разделяне на ходенето и бягането и изгорените калории.

За ваша утеха имаме интригуващо видео в YouTube, което може да ви помогне при изпита. Доверете се, че това начинание мотивира по -нататъшно проучване. Продължавай да мислиш! Не забравяйте да търсите след себе си, тъй като все повече и повече наближава.