Monitorování akcelerace pomocí Raspberry Pi a AIS328DQTR pomocí Pythonu: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Zrychlení je konečné, myslím, že podle některých fyzikálních zákonů.- Terry Riley

Gepard při pronásledování využívá úžasné zrychlení a rychlé změny rychlosti. Nejrychlejší tvor na břehu jednou za čas využije svého nejvyššího tempa k ulovení kořisti. Tvůrci to zrychlili tím, že během svého rekordního běhu na 100 m použili téměř pětkrát více energie než Usain Bolt.

V současné době si jednotlivci nedokáží představit svoji existenci bez inovací. Různé inovace, které nás obklopují, pomáhají lidem pokračovat ve své existenci s větší extravagancí. Raspberry Pi, mini Linux s jednou deskou, poskytuje levný a uznávaný základ pro snahy o elektroniku a špičkové pokroky, jako jsou IoT, Smart Cities a školní vzdělávání. Jako fanoušci počítačů a miniaplikací jsme s Raspberry Pi ve značném měřítku rozhodli spojit naše zájmy. Jaké jsou tedy možné výsledky a co můžeme dělat, pokud máme poblíž Raspberry Pi a 3osý akcelerometr? V tomto úkolu začleníme AIS328DQTR, digitální 3osý lineární akcelerometr MEMS, pro měření zrychlení ve 3 směrech, X, Y a Z, s Raspberry Pi pomocí Pythonu. To stojí za zvážení.

Krok 1: Hardware, který požadujeme

Problémů pro nás bylo méně, protože máme obrovskou míru věcí, ze kterých se dá pracovat. V každém případě víme, jak je pro ostatní obtížné odložit správnou část v pravý čas od silného místa, a to je chráněno tím, že si každý penny nevšímá. Pomohli bychom vám tedy.

1. Raspberry Pi

Prvním krokem bylo získání desky Raspberry Pi. Raspberry Pi je solitérní počítač založený na Linuxu. Tento malý počítač má obrovskou sílu při registraci, používá se jako součást cvičení elektroniky a počítačových operací, jako jsou tabulky, zpracování textu, procházení webu a e -mail a hry. Můžete si je koupit v jakémkoli obchodě s elektronikou nebo v hobby obchodech.

2. I2C štít pro Raspberry Pi

Hlavním problémem, který Raspberry Pi skutečně chybí, je port I2C. Konektor TOUTPI2 I2C vám tedy dává smysl používat Raspberry Pi s JAKÝMKOLI zařízením I2C. Je k dispozici na DCUBE Store

3. 3osý akcelerometr, AIS328DQTR

AIS328DQTR, který patří k pohybovým senzorům STMicroelectronics, je vysoce výkonný 3osý lineární akcelerometr s ultra nízkým výkonem a standardním výstupem SPI digitálního sériového rozhraní. Tento senzor jsme získali z obchodu DCUBE

4. Připojovací kabel

Spojovací kabel I2C jsme získali z obchodu DCUBE

5. Micro USB kabel

Nejpokornější, ale zároveň nejpřísnější potřebou výkonu je Raspberry Pi! Nejjednodušší způsob, jak se vypořádat s herním plánem, je použití kabelu Micro USB. GPI piny nebo porty USB lze stejným způsobem použít k zajištění dostatečného napájení.

6. Web Access is Need

Spojte svůj Raspberry Pi s ethernetovým (LAN) kabelem a připojte jej k síti. Na druhou stranu vyhledejte konektor WiFi a pomocí jednoho z portů USB se dostanete do vzdálené sítě. Je to ostré rozhodnutí, zásadní, malé a jednoduché!

7. Kabel HDMI/vzdálený přístup

Raspberry Pi má port HDMI, který můžete propojit zejména s monitorem nebo televizorem pomocí kabelu HDMI. Volitelné, můžete použít SSH k vyvolání vašeho Raspberry Pi z počítače Linux nebo Macintosh z terminálu. Také PuTTY, bezplatný a otevřený emulátor terminálu, zní jako ne úplně špatná volba.

Krok 2: Připojení hardwaru

Vytvořte obvod podle schématu. V grafu uvidíte různé části, fragmenty napájení a snímač I2C.

Připojení štítu Raspberry Pi a I2C

A co je nejdůležitější, vezměte Raspberry Pi a najděte na něm I2C Shield. Opatrně přitlačte Shield na GPIO piny Pi a jsme hotovi s tímto krokem tak přímočarým jako koláč (viz snap).

Připojení Raspberry Pi a senzoru

Vezměte s sebou senzor a propojte kabel I2C. Pro správnou funkci tohoto kabelu si prosím přečtěte I2C výstup VŽDY zabírá se vstupem I2C. Totéž je třeba vzít v úvahu pro Raspberry Pi s I2C štítem namontovaným přes GPIO piny.

Doporučujeme použít kabel I2C, protože tím se ruší požadavek na rozpojování vývodů, zajištění a obtěžování, které dokáže i ten nejskromnější nepořádek. Díky tomuto významnému kabelu pro přidružení a přehrávání můžete prezentovat, vyměňovat výmysly nebo přidávat další gadgety do vhodné aplikace. To podporuje pracovní hmotnost až na nesmírnou úroveň.

Poznámka: Hnědý vodič by měl spolehlivě sledovat uzemnění (GND) mezi výstupem jednoho zařízení a vstupem jiného zařízení

Klíčem je webová síť

Aby náš pokus vyhrál, potřebujeme pro naše Raspberry Pi webové připojení. K tomu máte možnosti, jako je propojení ethernetového (LAN) spojení s domácí sítí. Kromě toho je volitelným kurzem použití WiFi USB konektoru. Obecně k tomu potřebujete ovladač, aby to fungovalo. Přikloňte se tedy k tomu, který má na obrázku Linux.

Zdroj napájení

Zapojte kabel Micro USB do napájecího konektoru Raspberry Pi. Udeřte a jsme připraveni.

Připojení k obrazovce

Můžeme mít kabel HDMI připojený k jinému monitoru. Někdy se musíte dostat k Raspberry Pi bez propojení s obrazovkou, nebo budete muset zobrazit informace z něj odjinud. Možná existují kreativní a fiskálně chytré způsoby, jak se vypořádat se všemi zvažovanými věcmi. Jeden z nich používá - SSH (vzdálené přihlášení pomocí příkazového řádku). K tomu můžete také použít software PuTTY.

Krok 3: Kódování Pythonu pro Raspberry Pi

Kód Pythonu pro snímač Raspberry Pi a AIS328DQTR si můžete prohlédnout v našem úložišti Github.

Než přistoupíte ke kódu, přečtěte si pravidla uvedená v archivu Readme a podle něj nastavte svůj Raspberry Pi. Bude to jen na chvíli oddechnout, aby se udělaly všechny zvažované věci.

Akcelerometr je elektromechanický přístroj, který měří síly zrychlení. Tyto síly mohou být statické, podobné konstantní gravitační síle přitahující se k vašim nohám, nebo mohou být měnitelné - vyvolané pohybem nebo vibracemi akcelerometru.

Chytrý kód je kód pythonu a kód můžete klonovat a měnit jakýmkoli způsobem, ke kterému se přikloníte.

# Distribuováno s licencí svobodné vůle.# Používejte jej libovolným způsobem, ať už ziskem nebo zdarma, za předpokladu, že se vejde do licencí souvisejících děl. # AIS328DQTR # Tento kód je navržen pro práci s mini modulem AIS328DQTR_I2CS I2C, který je k dispozici na adrese dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axis-accelerometer-with -digitální-výstup-pro-automobilové aplikace-i%C2%B2c-mini-modul/

importovat smbus

čas importu

# Získejte autobus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Vyberte řídicí registr1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Režim zapnutí, volba rychlosti přenosu dat = 50 Hz # X, Y, sběrnice s povolenou osou Z.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # Adresa AIS328DQTR, 0x18 (24) # Select control register4, 0x23 (35) # 0x30 (48) Continuous update, Full-scale selection = +/- 8G bus.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x30)

time.sleep (0,5)

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Přečíst data zpět z 0x28 (40), 2 bajty # X osa LSB, data osy X MSB0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Převeďte data

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

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Číst data zpět z 0x2A (42), 2 bajty # Osa Y LSB, data osy Y MSB = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Převeďte data

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

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Přečíst data zpět z 0x2C (44), 2 bajty # Z-osa LSB, ZB osa MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Převeďte data

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

# Výstup dat na obrazovku

tisk "Zrychlení v ose X: %d" %xAccl tisk "Zrychlení v ose Y: %d" %yAccl tisk "Zrychlení v ose Z: %d" %zAccl

Krok 4: Praktičnost kodexu

Stáhněte (nebo git pull) kód z Githubu a otevřete jej v Raspberry Pi.

Spusťte příkazy pro kompilaci a nahrání kódu do terminálu a podívejte se na výtěžek na obrazovce. Trvá několik minut a zobrazí všechny parametry. Po zajištění toho, že vše funguje bez námahy, můžete tento podnik používat každý den nebo z něj udělat malou součást mnohem většího úkolu. Ať už jsou vaše potřeby jakékoli, máte nyní ve své akumulaci ještě jednu výhodu.

Krok 5: Aplikace a funkce

Vyrábí STMicroelectronics, ultrakompaktní nízkoenergetický vysoce výkonný 3osý lineární akcelerometr patřící k pohybovým senzorům. AIS328DQTR je vhodný pro aplikace, jako jsou telematika a černé boxy, automobilová navigace In-Dash, měření naklonění / naklonění, zařízení proti krádeži, inteligentní úspora energie, rozpoznávání a protokolování nárazů, monitorování vibrací a kompenzace a funkce aktivované pohybem.

Krok 6: Závěr

Pokud uvažujete o prozkoumání vesmíru senzorů Raspberry Pi a I2C, můžete se šokovat tím, že využijete hardwarové základy, kódování, aranžování, autoritativní atd. V této metodě může existovat několik úkolů, které může být přímočaré, zatímco některé vás mohou vyzkoušet, přesunout. V každém případě můžete změnit cestu a dokončit ji změnou a vytvořením svého vlastního.

Můžete například začít s myšlenkou na Behavior Tracker Prototype pro monitorování a zobrazování fyzických pohybů a tělesných postojů zvířat s AIS328DQTR a Raspberry Pi pomocí Pythonu. Ve výše uvedeném úkolu jsme použili základní výpočty akcelerometru. Protokol má vytvořit systém akcelerometru spolu s jakýmkoli gyrometrem a GPS a algoritmem řízeného (strojového) učení (podpůrný vektorový stroj (SVM)) pro automatizovanou identifikaci chování zvířat. Poté bude následovat sběr paralelních měření senzorů a vyhodnocení měření pomocí klasifikace podpůrných vektorových strojů (SVM). Použijte různé kombinace nezávislých měření (vsedě, chůzi nebo v běhu) pro trénink a ověření, abyste zjistili robustnost prototypu. Pokusíme se vytvořit funkční ztvárnění tohoto prototypu dříve než později, konfigurace, kód a modelování funguje pro více režimů chování. Věříme, že se vám všem líbí!

Pro vaše pohodlí máme na YouTube okouzlující video, které může vašemu vyšetření pomoci. Věřte, že toto úsilí motivuje další průzkum. Začněte tam, kde jste. Použijte to, co máte. Dělejte, co můžete.