Monitorovanie akcelerácie pomocou Raspberry Pi a AIS328DQTR pomocou Pythonu: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Zrýchlenie je konečné, myslím si, že podľa niektorých fyzikálnych zákonov.- Terry Riley

Gepard pri prenasledovaní využíva úžasné zrýchlenie a rýchle zmeny rýchlosti. Najrýchlejší tvor na brehu raz za čas využije svoje najvyššie tempo na chytenie koristi. Stvorenia to zrýchlia tak, že pri svojom rekordnom behu na 100 m použijú takmer päťkrát väčšiu silu ako Usain Bolt.

V súčasnej dobe si jednotlivci nedokážu predstaviť svoju existenciu bez inovácií. Rôzne inovácie, ktoré nás obklopujú, pomáhajú ľuďom pokračovať v existencii s väčšou extravaganciou. Raspberry Pi, mini, jednodoskový počítač Linux, ponúka lacný a úctyhodný základ pre snahy o elektroniku a špičkové pokroky, akými sú IoT, Smart Cities a školské vzdelávanie. Ako fanúšikovia počítačov a pomôcok sme s Raspberry Pi urobili značnú časť a rozhodli sme sa zmiešať naše záujmy. Aké sú teda možné výsledky a čo môžeme urobiť, ak máme blízko seba Raspberry Pi a 3-osový akcelerometer? Do tejto úlohy začleníme AIS328DQTR, digitálny 3-osový lineárny akcelerometer MEMS na meranie zrýchlenia v 3 smeroch, X, Y a Z, s Raspberry Pi pomocou Pythonu. To sa oplatí pozrieť.

Krok 1: Požadovaný hardvér

Problémov bolo pre nás menej, pretože máme k dispozícii obrovské množstvo vecí, z ktorých sa dá pracovať. V každom prípade vieme, ako je pre ostatných problematické odložiť správnu časť v správnom čase od silného miesta, a to je chránené tým, že si každý cent všimne. Pomohli by sme vám teda.

1. Raspberry Pi

Prvým krokom bolo získanie dosky Raspberry Pi. Raspberry Pi je osamelý počítač založený na Linuxe. Tento malý počítač ponúka vynikajúcu registračnú silu a používa sa ako súčasť cvičení elektroniky a počítačových operácií, ako sú tabuľky, spracovanie textu, surfovanie po webe, e -maily a hry. Môžete si ho kúpiť v akomkoľvek obchode s elektronikou alebo v obchode s domácimi potrebami.

2. I2C štít pre Raspberry Pi

Hlavným problémom, ktorému Raspberry Pi skutočne chýba, je port I2C. Konektor TOUTPI2 I2C vám teda dáva zmysel používať Raspberry Pi s KAŽDÝM z I2C zariadení. Je k dispozícii v obchode DCUBE

3. 3-osový akcelerometer, AIS328DQTR

AIS328DQTR, ktorý patrí k snímačom pohybu STMicroelectronics, je ultra-nízkoenergetický, vysoko výkonný 3-osový lineárny akcelerometer so štandardným výstupom SPI digitálneho sériového rozhrania. Tento senzor sme získali z obchodu DCUBE Store

4. Pripojovací kábel

Spojovací kábel I2C sme získali z obchodu DCUBE Store

5. Kábel Micro USB

Najskromnejší, ale zároveň najprísnejší stupeň potreby energie je Raspberry Pi! Najjednoduchší spôsob, ako sa vysporiadať s herným plánom, je pomocou kábla Micro USB. Na zaistenie dostatočného napájania je možné rovnakým spôsobom použiť aj piny GPIO alebo porty USB.

6. Webový prístup je potrebný

Pripojte svoj Raspberry Pi k ethernetovému (LAN) káblu a prepojte ho so svojou sieťou. Na druhej strane vyhľadajte konektor WiFi a pomocou jedného z portov USB sa dostanete do vzdialenej siete. Je to ostré rozhodnutie, zásadné, malé a jednoduché!

7. Kábel HDMI/vzdialený prístup

Raspberry Pi má port HDMI, ktorý môžete prepojiť najmä s monitorom alebo televízorom pomocou kábla HDMI. Voliteľné, môžete použiť SSH na vyvedenie vášho Raspberry Pi z počítača Linux alebo Macintosh z terminálu. Tiež PuTTY, bezplatný a otvorený zdrojový emulátor terminálov, znie ako nie úplne zlá voľba.

Krok 2: Pripojenie hardvéru

Vytvorte obvod podľa schémy. V grafe uvidíte rôzne časti, fragmenty napájania a snímač I2C.

Pripojenie štítu Raspberry Pi a I2C

A čo je najdôležitejšie, vezmite Raspberry Pi a všimnite si na ňom I2C Shield. Opatrne pritlačte štít na kolíky GPIO Pi a tento krok máme hotový tak jednoducho ako koláč (pozri snímku).

Pripojenie Raspberry Pi a senzora

Vezmite so sebou senzor a prepojte kábel I2C. Informácie o vhodnej prevádzke tohto kábla nájdete v časti Výstup I2C VŽDY zaberá vstup I2C. To isté platí aj pre Raspberry Pi s krytom I2C namontovaným na kolíkoch GPIO.

Odporúčame používať kábel I2C, pretože ruší požiadavku na rozoberanie pinov, zabezpečenie a obťažovanie, ktoré dokáže aj ten najskromnejší zmätok. Vďaka tomuto významnému káblu na spájanie a hranie môžete prezentovať, vymieňať výmysly alebo pridávať ďalšie gadgety do vhodnej aplikácie. To podporuje pracovnú hmotnosť až na obrovskú úroveň.

Poznámka: Hnedý vodič by mal spoľahlivo sledovať uzemnenie (GND) medzi výstupom jedného zariadenia a vstupom iného zariadenia

Webová sieť je kľúčová

Aby bol náš pokus víťazný, potrebujeme pre naše Raspberry Pi webové pripojenie. K tomu máte možnosti, ako je prepojenie ethernetového (LAN) pripojenia s domácou sieťou. Navyše, voliteľnou možnosťou je využitie WiFi USB konektora. Všeobecne platí, že na to, aby to fungovalo, potrebujete ovládač. Prikloňte sa teda k tomu, ktorý má na obrázku Linux.

Zdroj

Zapojte kábel Micro USB do napájacieho konektora Raspberry Pi. Dajte si pauzu a sme pripravení.

Pripojenie k obrazovke

Kábel HDMI môžeme mať pripojený k inému monitoru. Niekedy sa musíte dostať k Raspberry Pi bez toho, aby ste ho prepojili s obrazovkou, alebo budete musieť zobraziť informácie z neho odinakiaľ. Možno existujú kreatívne a fiškálne chytré spôsoby, ako sa vysporiadať so všetkými zvažovanými vecami. Jeden z nich používa - SSH (vzdialené prihlásenie do príkazového riadka). Na to môžete tiež použiť softvér PuTTY.

Krok 3: Kódovanie Pythonu pre Raspberry Pi

Kód Python pre snímač Raspberry Pi a AIS328DQTR si môžete pozrieť v našom úložisku Github.

Predtým, ako pristúpite ku kódu, prečítajte si pravidlá uvedené v archíve Readme a nastavte podľa neho svoje Raspberry Pi. Chvíľu to bude odpočívať, aby ste urobili všetky zvažované veci.

Akcelerometer je elektromechanický prístroj, ktorý meria akceleračné sily. Tieto sily môžu byť statické, podobné konštantnej gravitačnej sile, ktorá vám ťahá nohy, alebo sa dajú zmeniť - môžu sa prejaviť pohybom alebo vibrovaním akcelerometra.

Ide o kód pythonu a kód môžete klonovať a meniť akýmkoľvek spôsobom, ku ktorému sa prikloníte.

# Distribuované s licenciou slobodnej vôle.# Používajte ho akýmkoľvek spôsobom chcete, so ziskom alebo zadarmo, za predpokladu, že sa zmestí do licencií k ním pridruženým dielam. # AIS328DQTR # Tento kód je navrhnutý tak, aby pracoval s mini modulom AIS328DQTR_I2CS I2C dostupným na adrese dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axis-accelerometer-with -digitálny výstup-pre-automobilové aplikácie-i%C2%B2c-mini-modul/

import smbus

čas importu

# Získajte autobus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Select control register1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Power ON mode, Data rate selection = 50Hz # X, Y, Z-Axis enabled bus.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # AIS328DQTR address, 0x18 (24) # Select control register4, 0x23 (35) # 0x30 (48) Continuous update, Full-scale selection = +/- 8G bus.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x30)

čas.spánok (0,5)

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Načítajte údaje späť z 0x28 (40), 2 bajty # Os X X LSB, Údaje osi X osi X = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Previesť údaje

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

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Načítajte údaje späť z 0x2A (42), 2 bajty # Osa Y LSB, MSB údaje osi Y0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Previesť údaje

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

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Načítať údaje späť z 0x2C (44), 2 bajty # Z-os LSB, osová MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Previesť údaje

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

# Výstup údajov na obrazovku

vytlačiť "Zrýchlenie v osi X: %d" %xAccl vytlačiť "Zrýchlenie v osi Y: %d" %yAccl vytlačiť "Zrýchlenie v osi Z: %d" %zAccl

Krok 4: Praktickosť kódexu

Stiahnite si (alebo git pull) kód z Githubu a otvorte ho v Raspberry Pi.

Spustite príkazy na kompiláciu a nahranie kódu do terminálu a pozrite sa na výťažok na obrazovke. Trvanie niekoľkých minút ukáže každý z parametrov. Po záruke, že všetko funguje bez námahy, môžete tento podnik používať každý deň alebo z neho urobiť malú súčasť oveľa väčšej úlohy. Nech už sú vaše potreby akékoľvek, teraz máte vo svojej akumulácii ešte jednu vychytávku.

Krok 5: Aplikácie a funkcie

Vyrobený spoločnosťou STMicroelectronics, ultrakompaktný, nízkoenergetický, vysoko výkonný 3-osý lineárny akcelerometer patriaci k snímačom pohybu. AIS328DQTR je vhodný pre aplikácie, ako sú telematika a čierne skrinky, automobilová navigácia In-Dash, meranie sklonu / sklonu, zariadenie proti krádeži, inteligentná úspora energie, rozpoznávanie a zaznamenávanie nárazov, monitorovanie vibrácií a kompenzácia a funkcie aktivované pohybom.

Krok 6: Záver

Ak uvažujete o skúmaní vesmíru senzorov Raspberry Pi a I2C, môžete sa šokovať tým, že využijete základy hardvéru, kódovanie, usporiadanie, autoritatívne atď. V tejto metóde môže existovať niekoľko úloh, ktoré môže byť jednoduché, zatiaľ čo niektoré vás môžu testovať, rozhýbať. V každom prípade môžete urobiť cestu a bezchybnú ju zmenou a vytvorením svojho vlastného.

Môžete napríklad začať s myšlienkou na Behavior Tracker Prototype na monitorovanie a zobrazenie fyzických pohybov a postojov zvierat s AIS328DQTR a Raspberry Pi pomocou Pythonu. Pri vyššie uvedenej úlohe sme použili základné výpočty akcelerometra. Protokol má vytvoriť systém akcelerometra spolu s akýmkoľvek gyrometrom a GPS a algoritmom (strojového) učenia pod dohľadom (podporný vektorový stroj (SVM)) na automatizovanú identifikáciu správania zvierat. Nasleduje zber paralelných meraní senzorov a vyhodnotenie meraní pomocou klasifikácie podporných vektorových strojov (SVM). Na stanovenie odolnosti prototypu použite na školenie a validáciu rôzne kombinácie nezávislých meraní (sedenie, chôdza alebo beh). Pokúsime sa vytvoriť pracovné prevedenie tohto prototypu skôr než neskôr, konfigurácia, kód a modelovanie funguje pre viac režimov správania. Veríme, že sa vám všetkým páči!

Pre vaše pohodlie máme na YouTube očarujúce video, ktoré vám môže pomôcť pri vyšetrení. Dôverujte, že toto úsilie motivuje ďalšie skúmanie. Začnite tam, kde ste. Využite to, čo máte. Urob, čo môžeš.