Sledovanie variácií zrýchlenia s Raspberry Pi a MMA7455 pomocou Pythonu: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Nezakopol som, testoval som gravitáciu. Stále to funguje…

Znázornenie akcelerujúceho raketoplánu objasnilo, že hodiny v najvyššom bode raketoplánu budú v dôsledku gravitačnej časovej expanzie vyberať rýchlejšie ako hodiny na základni. Niektorí tvrdili, že zrýchlenie na palube raketoplánu bude pre obe hodiny rovnaké, takže by mali tiknúť rovnakou rýchlosťou. Zamysli sa nad tym.

Myšlienky, motivácia a dokonca aj usmernenia môžu pochádzať z akéhokoľvek miesta-keď sa však vaša pozornosť zameriava na inovácie, je prínosom pre jednotlivcov, ktorí sa na tento bod sústreďujú. Raspberry Pi, malý jednodoskový počítač Linux so systémom Linux, ponúka jedinečné záväzky a odborné rady v oblasti aranžovania, programovania a elektroniky. Blízko toho, že sme tvorcami návodov na Raspberry Pi a zariadenia, dostávame šancu začať programovať a hrať sa a robiť úžasné veci s využitím počítačovej vedy a elektroniky. V poslednej dobe sme mali radosť z toho, že sme sa pustili do úlohy s využitím akcelerometra, a myšlienky, čo by ste s týmto prístrojom mohli robiť, sú skutočne skvelé. Takže do tejto úlohy začleníme MMA7455, 3-osý digitálny snímač akcelerometra, na meranie zrýchlenia v 3 rozmeroch, X, Y a Z, s Raspberry Pi pomocou Pythonu. Pozrime sa, či sa to oplatí.

Krok 1: Požadovaný hardvér

Vieme, aké náročné môže byť pokúšať sa o to a vziať si to bez toho, aby sme vedeli, ktoré diely dostať, odkiaľ ich zariadiť a koľko všetko bude vopred stáť. Urobili sme preto všetku prácu za vás. Akonáhle budete mať všetky diely na hrane, malo by to byť hračka na vykonanie tejto úlohy. Vezmite si spolu a získajte kompletný zoznam dielov.

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 a 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, MMA7455

3-osý digitálny akcelerometer MMA7455, ktorý vyrába spoločnosť Freescale Semiconductor, Inc., je nízkoenergetický, strojovo opracovaný snímač vhodný na meranie zrýchlenia pozdĺž osi X, Y a Z. Tento senzor sme získali z obchodu DCUBE Store

4. Pripojovací kábel

Spojovací kábel I2C sme získali z obchodu DCUBE Store

5. Kábel Micro USB

Najmenší zapletený, najprísnejší, pokiaľ ide o potrebu energie, je Raspberry Pi! Najpredpisovanejším a najmenej náročným prístupom k riadeniu stratégie je použitie kábla Micro USB. Pokročilejšou a špecializovanejšou cestou je dodať energiu konkrétne prostredníctvom portov GPIO alebo USB.

6. Podpora siete

Pripojte svoj Raspberry Pi k ethernetovému (LAN) káblu a prepojte ho s domácou 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 obrazovkou alebo televízorom pomocou kábla HDMI. Voliteľné, môžete použiť SSH na nadviazanie spojenia s vašim Raspberry Pi z Linux PC alebo Mac z terminálu. Rovnako PuTTY, bezplatný a otvorený zdrojový emulátor terminálov, znie ako múdra myšlienka.

Krok 2: Pripojenie hardvéru

Vytvorte obvod podľa schémy. V schéme uvidíte zapojenia rôznych elektronických komponentov, prepojovacie vodiče, napájacie káble a snímač I2C.

Pripojenie štítu Raspberry Pi a I2C

Ako prvú vec vezmite Raspberry Pi a všimnite si na ňom I2C Shield. Pekne pritlačte štít na kolíky GPIO Pi a sme hotoví s týmto postupom tak jednoduchým ako koláč (pozri snap).

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 použiť kábel I2C, pretože neguje 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 prevziať po uzemnení (GND) spojenie medzi výstupom jedného zariadenia a vstupom iného zariadenia

Prístup na internet je kľúčový

Aby bolo naše úsilie víťazné, potrebujeme pre naše Raspberry Pi internetové pripojenie. K tomu máte alternatívy, ako je pripojenie ethernetového (LAN) pripojenia k domácej sieti. Uspokojivým kurzom je tiež použitie WiFi USB konektora. V zásade to vyžaduje ovládač, aby to fungovalo. Pri ohraničení sa teda prikloňte k tomu s Linuxom.

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/televízoru. 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 MMA7455 môžete vidieť v našom úložisku GithubRepository.

Predtým, ako budete pokračovať v kóde, sa ubezpečte, že ste si prečítali štandardy uvedené v kronike Readme a nastavte si svoj Raspberry Pi podľa neho. Vo svetle súčasných okolností to na minútu jednoducho uľahčí.

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. # MMA7455L # Tento kód je navrhnutý tak, aby fungoval s mini modulom MMA7455L_I2CS I2C, ktorý je k dispozícii na adrese dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 %B2c-mini-modul/

import smbus

čas importu

# Získajte autobus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# MMA7455L adresa, 0x1D (16)

# Riadiaci register režimu výberu režimu, 0x16 (22) # 0x01 (01) Režim merania, +/- 8 g zbernice.write_byte_data (0x1D, 0x16, 0x01)

čas.spánok (0,5)

# MMA7455L adresa, 0x1D (16)

# Načítajte údaje späť z 0x00 (00), 6 bajtov # os X X LSB, os X MSB, os Y LSB, os Y MSB, os Z LSB, os Z údaje MSB = bus.read_i2c_block_data (0x1D, 0x00, 6)

# Konvertujte údaje na 10-bitové

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

# 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. Po niekoľkých minútach sa zobrazí každý z parametrov. Potom, čo zaistíte, aby všetko fungovalo ľahko, môžete túto vandrovku používať každý deň alebo z nej urobiť malú súčasť oveľa významnejšej úlohy. Nech už sú vaše potreby akékoľvek, teraz máte vo svojom zhromaždení ešte jednu drobnosť.

Krok 5: Aplikácie a funkcie

MMA7455, vyrobený spoločnosťou Freescale Semiconductor, nízkoenergetický, vysoko výkonný 3-osový digitálny akcelerometer, je možné použiť na zmeny údajov senzora, orientáciu produktu a detekciu gest. Je perfektný pre aplikácie, ako je mobilný telefón/PMP/PDA: detekcia orientácie (na výšku/na šírku), stabilita obrazu, posúvanie textu, pohybové vytáčanie, stlmenie klepnutím, prenosný počítač: ochrana proti krádeži, hry: detekcia pohybu, automatické prebudenie/ Režim spánku pre nízku spotrebu energie a digitálny fotoaparát: stabilita obrazu.

Krok 6: Záver

Ak uvažujete o skúmaní vesmíru senzorov Raspberry Pi a I2C, môžete sa šokovať tým, že využijete základy hardvéru, kódovanie, aranžovanie, autoritatívne atď. Keď sa pokúšate byť kreatívnejší vo svojom malý podnik, nikdy nepoškodí výkyv k vonkajším zdrojom. Pri tejto metóde môže existovať niekoľko pochôdzok, ktoré môžu 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 gravimetrického prototypu na meranie miestneho gravitačného poľa Zeme pomocou MMA7455 a Raspberry Pi pomocou Pythonu. Vo vyššie uvedenom podniku sme použili základné výpočty. Základným princípom konštrukcie je meranie veľmi malých frakčných zmien v rámci zemskej gravitácie 1 g. Tento senzor môžete teda využiť rôznymi spôsobmi, ktoré môžete zvážiť. Algoritmus má merať rýchlosť zmeny vektora vertikálnej gravitácie vo všetkých troch kolmých smeroch, čo vedie k tenzoru gravitačného gradientu. Dá sa to odvodiť rozdielom hodnoty gravitácie v dvoch bodoch oddelených malou vertikálnou vzdialenosťou l a delením touto vzdialenosťou. Pokúsime sa vytvoriť pracovné prevedenie tohto prototypu skôr, ako neskôr, konfigurácia, kód a modelovanie fungujú na analýzu hluku a vibrácií prenášaných štruktúrou. Veríme, že sa vám všetkým páči!

Pre vašu útechu máme na YouTube očarujúce video, ktoré vám môže pomôcť pri skúmaní. Dôverujte tomuto úsiliu a smeruje k ďalšiemu vyšetrovaniu. Ak príležitosť neklope, postavte dvere.