Pomiar przyspieszenia za pomocą ADXL345 i Raspberry Pi: 4 kroki

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

ADXL345 to mały, cienki, bardzo energooszczędny, 3-osiowy akcelerometr z pomiarem o wysokiej rozdzielczości (13-bitów) do ±16 g. Cyfrowe dane wyjściowe są sformatowane jako 16-bitowe uzupełnienie do dwójek i są dostępne przez interfejs cyfrowy I2 C. Mierzy statyczne przyspieszenie grawitacyjne w aplikacjach z wykrywaniem przechyłu, a także dynamiczne przyspieszenie wynikające z ruchu lub wstrząsu. Jego wysoka rozdzielczość (3,9 mg/LSB) umożliwia pomiar zmian nachylenia mniejszych niż 1,0°.

W tym samouczku zademonstrowano interfejs modułu czujnika ADXL345 z raspberry pi, a także zilustrowano jego programowanie przy użyciu języka python. Aby odczytać wartości przyspieszenia na wszystkich 3 osiach, użyliśmy raspberry pi z adapterem I2C. Ten adapter I2C sprawia, że połączenie z modułem czujnika jest łatwe i bardziej niezawodne.

Krok 1: Wymagany sprzęt:

Materiały, których potrzebujemy do realizacji naszego celu, obejmują następujące komponenty sprzętowe:

1. ADXL345

2. Raspberry Pi

3. Kabel I2C

4. Tarcza I2C dla malinowego pi

5. Kabel Ethernet

Krok 2: Podłączenie sprzętu:

Sekcja dotycząca podłączania sprzętu zasadniczo wyjaśnia połączenia okablowania wymagane między czujnikiem a raspberry pi. Zapewnienie prawidłowych połączeń jest podstawową koniecznością podczas pracy na dowolnym systemie o pożądanej mocy. Tak więc wymagane połączenia są następujące:

ADXL345 będzie działał przez I2C. Oto przykładowy schemat okablowania, pokazujący, jak okablować każdy interfejs czujnika.

Po wyjęciu z pudełka, płyta jest skonfigurowana do interfejsu I2C, dlatego zalecamy korzystanie z tego podłączenia, jeśli jesteś agnostykiem.

Wszystko czego potrzebujesz to cztery przewody! Wymagane są tylko cztery połączenia Vcc, Gnd, SCL i SDA, które są połączone za pomocą kabla I2C.

Połączenia te są pokazane na powyższych zdjęciach.

Krok 3: Kod pomiaru przyspieszenia:

Zaletą korzystania z raspberry pi jest to, że zapewnia elastyczność języka programowania, w którym chcesz zaprogramować płytkę w celu połączenia z nią czujnika. Wykorzystując tę zaletę tej płyty, demonstrujemy tutaj jej programowanie w pytonie. Kod Pythona dla ADXL345 można pobrać z naszej społeczności github, czyli Control Everything Community.

Oprócz ułatwienia użytkownikom wyjaśniamy również kod tutaj:

Jako pierwszy krok kodowania musisz pobrać bibliotekę smbus w przypadku pythona, ponieważ ta biblioteka obsługuje funkcje używane w kodzie. Aby pobrać bibliotekę, możesz odwiedzić poniższy link:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

Możesz również skopiować działający kod Pythona dla tego czujnika:

importuj smbus

czas importu

# Uzyskaj magistralę I2C = smbus. SMBus(1)

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Wybierz rejestr szybkości transmisji, 0x2C(44)

# 0x0A(10) Tryb normalny, szybkość transmisji danych wyjściowych = 100 Hz

bus.write_byte_data (0x53, 0x2C, 0x0A)

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Wybierz rejestr kontroli mocy, 0x2D(45)

# 0x08(08) Wyłączenie automatycznego uśpienia

bus.write_byte_data (0x53, 0x2D, 0x08)

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Wybierz rejestr formatu danych, 0x31(49)

# 0x08(08) Autotest wyłączony, interfejs 4-przewodowy

# Pełna rozdzielczość, zakres = +/-2g

bus.write_byte_data (0x53, 0x31, 0x08)

czas.sen(0.5)

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x32(50), 2 bajty

# Oś X LSB, Oś X MSB

dane0 = magistrala.odczyt_bajtów_danych (0x53, 0x32)

dane1 = magistrala.odczyt_bajtów_danych (0x53, 0x33)

# Konwertuj dane na 10 bitów

xAccl = ((dane1 i 0x03) * 256) + dane0

jeśli xAccl > 511:

xAccl -= 1024

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x34(52), 2 bajty

# Oś Y LSB, Oś Y MSB

dane0 = magistrala.odczyt_bajtów_danych (0x53, 0x34)

dane1 = magistrala.odczyt_bajtów_danych (0x53, 0x35)

# Konwertuj dane na 10 bitów

yAccl = ((dane1 i 0x03) * 256) + dane0

jeśli yAccl > 511:

yAccl -= 1024

# Adres ADXL345, 0x53(83)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x36(54), 2 bajty

# Oś Z LSB, Oś Z MSB

data0 = magistrala.odczyt_bajtu_danych (0x53, 0x36)

dane1 = magistrala.odczyt_bajtów_danych (0x53, 0x37)

# Konwertuj dane na 10 bitów

zAccl = ((dane1 i 0x03) * 256) + dane0

jeśli zAccl > 511:

zZak -= 1024

# Dane wyjściowe na ekran

print "Przyspieszenie w osi X: %d" %xAccl

print "Przyspieszenie w osi Y: %d" %yAccl

print "Przyspieszenie w osi Z: %d" %zAccl

Wspomniana poniżej część kodu zawiera biblioteki wymagane do poprawnego wykonania kodów Pythona.

czas importu smbusimport

Kod można wykonać, wpisując w wierszu polecenia poniższe polecenie.

$> Python ADXL345.py

Wyjście czujnika pokazano również na powyższym obrazku w celach informacyjnych dla użytkownika.

Krok 4: Aplikacje:

ADXL345 jest małym, cienkim, 3-osiowym akcelerometrem o bardzo niskim poborze mocy, który może być stosowany w telefonach, oprzyrządowaniu medycznym itp. Jego zastosowanie obejmuje również urządzenia do gier i wskazujące, oprzyrządowanie przemysłowe, osobiste urządzenia nawigacyjne i ochronę dysku twardego (HDD).