Sledování variací zrychlení s Raspberry Pi a MMA7455 pomocí Pythonu: 6 kroků

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

Nezakopl jsem, zkoušel jsem gravitaci. Stále funguje…

Znázornění zrychlujícího raketoplánu objasnilo, že hodiny v nejvyšším bodě raketoplánu budou v důsledku gravitační časové expanze vybírat rychleji než jedny na základně. Někteří tvrdili, že zrychlení na palubě raketoplánu bude u obou hodin stejné, takže by měli tikat stejnou rychlostí. Zamysli se nad tím.

Myšlenky, motivace a dokonce i vodítka mohou pocházet z jakéhokoli místa-když se však vaše pozornost zaměří na inovace, bude přínosem pro jednotlivce, kteří se na tento bod soustředí. Raspberry Pi, mini, jednodeskový počítač s Linuxem, nabízí jedinečné závazky a hlavní rady v oblasti aranžování, programování a elektroniky. Díky tomu, že jsme tvůrci výukových programů pro Raspberry Pi a zařízení, dostáváme šanci začít programovat a hrát si a dělat ohromující věci s využitím počítačové vědy a elektroniky. V poslední době jsme měli radost z toho, že jsme vystřelili na úkol pomocí akcelerometru, a myšlenky, co byste s tímto gadgetem mohli dělat, jsou opravdu skvělé. Takže do tohoto úkolu začleníme MMA7455, 3osý digitální senzor akcelerometru, pro měření zrychlení ve 3 rozměrech, X, Y a Z, s Raspberry Pi pomocí Pythonu. Podívejme se, jestli se to vyplatí.

Krok 1: Hardware, který požadujeme

Víme, jak náročné může být pokoušet se o to, aniž bychom věděli, které díly sehnat, odkud se zařídit a kolik vše bude předem stát. Takže jsme pro vás udělali veškerou práci. Jakmile budete mít všechny díly na druhou stranu, mělo by to být hračka. Vezměte si po cestě a získejte kompletní seznam dílů.

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 v obchodě DCUBE

3. 3osý akcelerometr, MMA7455

3osý digitální akcelerometr MMA7455, který vyrábí společnost Freescale Semiconductor, Inc., je nízkoenergetický, strojně zpracovaný snímač vhodný pro měření zrychlení podél osy X, Y a Z. Tento senzor jsme získali z obchodu DCUBE

4. Připojovací kabel

Spojovací kabel I2C jsme získali z obchodu DCUBE

5. Micro USB kabel

Nejméně zapletený, ale nejpřísnější, pokud jde o nutnost napájení, je Raspberry Pi! Nejpředepsanější a nejméně náročný přístup ke správě strategie je použití kabelu Micro USB. Pokročilejší a specializovanější cestou je poskytnout energii konkrétně prostřednictvím portů GPIO nebo USB.

6. Podpora sítí

Spojte svůj Raspberry Pi s ethernetovým (LAN) kabelem a připojte jej k domácí 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 obrazovkou nebo televizorem pomocí kabelu HDMI. Volitelné, můžete použít SSH k navázání spojení s vaším Raspberry Pi z Linux PC nebo Mac z terminálu. Stejně tak PuTTY, bezplatný a otevřený emulátor terminálu zní jako chytrá myšlenka.

Krok 2: Připojení hardwaru

Vytvořte obvod podle schématu. Ve schématu uvidíte zapojení různých elektronických součástek, propojovací vodiče, napájecí kabely a senzor I2C.

Připojení štítu Raspberry Pi a I2C

Jako první věc vezměte Raspberry Pi a všimněte si na něm I2C Shield. Zatlačte Shield pěkně přes GPIO piny Pi a jsme s touto progresí hotovi stejně snadno 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 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 převzít po uzemnění (GND) spojení mezi výstupem jednoho zařízení a vstupem jiného zařízení

Klíčový je přístup na internet

Aby naše úsilí vyhrálo, potřebujeme pro náš Raspberry Pi připojení k internetu. K tomu máte alternativy, jako je propojení ethernetového (LAN) spojení s domácí sítí. Alternativou je také použití WiFi USB konektoru. Celkově to vyžaduje ovladač, aby to fungovalo. Nakloňte se tedy k tomu s Linuxem při vymezení.

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/televizi. 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 do příkazového řádku). K tomu můžete také použít software PuTTY.

Krok 3: Kódování Pythonu pro Raspberry Pi

Kód Pythonu pro snímač Raspberry Pi a MMA7455 můžete vidět v našem GithubRepository.

Než budete pokračovat v kódu, ujistěte se, že jste si přečetli standardy uvedené v kronice Readme a nastavte svůj Raspberry Pi podle něj. Ve světle aktuálních okolností to na minutu jednoduše uleví.

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. # MMA7455L # Tento kód je navržen pro práci s mini modulem MMA7455L_I2CS I2C, který je k dispozici na adrese dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 %B2c-mini-modul/

importovat smbus

čas importu

# Získejte autobus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# MMA7455L adresa, 0x1D (16)

# Registr výběru režimu řízení, 0x16 (22) # 0x01 (01) Režim měření, +/- 8g sběrnice. Data_pisu_byte_dat (0x1D, 0x16, 0x01)

time.sleep (0,5)

# MMA7455L adresa, 0x1D (16)

# Přečíst data zpět z 0x00 (00), 6 bytů # osa X LSB, osa X MSB, osa Y LSB, osa Y MSB, osa Z LSB, osa MSB data = bus.read_i2c_block_data (0x1D, 0x00, 6)

# Převeďte data na 10 bitů

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

# 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. Po několika minutách se zobrazí každý z parametrů. Po zajištění toho, aby vše fungovalo snadno, můžete tento vandr používat každý den nebo z něj udělat malou součást mnohem významnějšího úkolu. Ať už jsou vaše potřeby jakékoli, nyní máte ve svém shromáždění ještě jednu drobnost.

Krok 5: Aplikace a funkce

MMA7455, vyráběný firmou Freescale Semiconductor, nízkoenergetický vysoce výkonný 3osý digitální akcelerometr lze použít ke změnám dat senzoru, orientaci produktu a detekci gest. Je ideální pro aplikace, jako je mobilní telefon/PMP/PDA: Detekce orientace (na výšku/na šířku), Stabilita obrazu, posouvání textu, pohybové vytáčení, ztlumení klepnutím, přenosný počítač: ochrana proti krádeži, hraní: detekce pohybu, automatické probuzení/ Spánek pro nízkou spotřebu energie a digitální fotoaparát: Stabilita obrazu.

Krok 6: Závěr

Pokud uvažujete o prozkoumání vesmíru senzorů Raspberry Pi a I2C, můžete se šokovat využitím hardwarových základů, kódováním, aranžováním, autoritativností atd. Když se pokoušíte být kreativnější ve svém malý podnik, nikdy nepoškodí výkyv do vnějších zdrojů. V této metodě může existovat několik úkolů, které mohou být jednoduché, 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 gravimetrického prototypu na měření místního gravitačního pole Země pomocí MMA7455 a Raspberry Pi pomocí Pythonu. Ve výše uvedeném podniku jsme použili základní výpočty. Základním principem konstrukce je měření velmi malých frakčních změn v rámci zemské gravitace o hmotnosti 1 g. Tento senzor byste tedy mohli využít různými způsoby, které můžete zvážit. Algoritmus má měřit rychlost změny vektoru vertikální gravitace ve všech třech kolmých směrech, což vede k tenzoru gravitačního gradientu. Lze to odvodit tak, že hodnotu gravitace vydělíme rozdílem ve dvou bodech oddělených malou svislou vzdáleností l a dělením touto vzdáleností. Pokusíme se vytvořit pracovní ztvárnění tohoto prototypu dříve než později, konfigurace, kód a modelování funguje pro analýzu hluku a vibrací přenášenou strukturou. Věříme, že se vám všem líbí!

Pro vaši útěchu máme na YouTube okouzlující video, které může vašemu vyšetření pomoci. Důvěřujte tomuto úsilí a směřuje k dalšímu vyšetřování. Pokud příležitost neklepe, postavte dveře.