Monitorowanie akceleracji za pomocą Raspberry Pi i AIS328DQTR za pomocą Pythona: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Przyspieszenie jest skończone, według niektórych praw fizyki.- Terry Riley

Gepard wykorzystuje niesamowite przyspieszenie i szybkie zmiany prędkości podczas pościgu. Najszybsze stworzenie na lądzie od czasu do czasu wykorzystuje swoje najwyższe tempo do łapania zdobyczy. Stworzenia przyspieszają to, stosując prawie pięciokrotnie większą moc niż Usain Bolt podczas jego rekordowego biegu na 100 metrów.

W obecnych czasach ludzie nie mogą wyobrazić sobie swojego istnienia bez innowacji. Otaczające nas różne innowacje pomagają ludziom prowadzić swoją egzystencję z większą ekstrawagancją. Raspberry Pi, mini, jednopłytowy komputer z systemem Linux, stanowi tanią i szanowaną bazę dla przedsięwzięć elektronicznych i najnowocześniejszych rozwiązań, takich jak Internet rzeczy, inteligentne miasta i edukacja szkolna. Jako fani komputerów i gadżetów przyjęliśmy w znacznym stopniu Raspberry Pi i postanowiliśmy mieszać nasze zainteresowania. Więc jakie są możliwe wyniki, co możemy zrobić, jeśli mamy w pobliżu Raspberry Pi i 3-osiowy akcelerometr? W tym zadaniu zastosujemy AIS328DQTR, cyfrowy 3-osiowy liniowy czujnik przyspieszenia MEMS, do pomiaru przyspieszenia w 3 kierunkach, X, Y i Z, z Raspberry Pi przy użyciu Pythona. Warto się temu przyjrzeć.

Krok 1: Wymagany sprzęt

Problemy były dla nas mniej, ponieważ mamy ogromną ilość rzeczy do pracy. W każdym razie wiemy, jak kłopotliwe jest dla innych odłożenie właściwej części w odpowiednim czasie z mocnego punktu, a to jest chronione, nie zwracając uwagi na każdy grosz. Więc pomoglibyśmy ci.

1. Raspberry Pi

Pierwszym krokiem było zdobycie płyty Raspberry Pi. Raspberry Pi to samodzielny komputer PC oparty na systemie Linux. Ten mały komputer ma moc w rejestrowaniu mocy, używany jako element ćwiczeń z elektroniki oraz operacje na komputerze, takie jak arkusze kalkulacyjne, edytor tekstu, surfowanie po Internecie, poczta e-mail i gry. Możesz go kupić w dowolnym sklepie elektronicznym lub hobbystycznym.

2. Osłona I2C dla Raspberry Pi

Podstawowym problemem Raspberry Pi jest naprawdę nieobecny port I2C. W tym celu złącze TOUTPI2 I2C daje sens używania Raspberry Pi z KAŻDYM urządzeniem I2C. Jest dostępny w sklepieDCUBE

3. Akcelerometr 3-osiowy, AIS328DQTR

Należący do czujników ruchu STMicroelectronics, AIS328DQTR jest wysokowydajnym 3-osiowym akcelerometrem liniowym o bardzo niskim poborze mocy ze standardowym wyjściem cyfrowego interfejsu szeregowego SPI. Kupiliśmy ten czujnik ze sklepu DCUBE

4. Kabel połączeniowy

Kupiliśmy kabel połączeniowy I2C ze sklepu DCUBE

5. Kabel Micro USB

Najskromniejszym oszołomionym, a jednocześnie najbardziej rygorystycznym zapotrzebowaniem na energię jest Raspberry Pi! Najprostszym sposobem radzenia sobie z planem gry jest użycie kabla Micro USB. Piny GPIO lub porty USB można w podobny sposób wykorzystać do zapewnienia wystarczającego zasilania.

6. Dostęp do sieci jest koniecznością

Połącz Raspberry Pi z kablem Ethernet (LAN) i podłącz go do swojej sieci. Z drugiej strony wyszukaj złącze Wi-Fi i użyj jednego z portów USB, aby uzyskać dostęp do sieci zdalnej. To ostra decyzja, podstawowa, mała i prosta!

7. Kabel HDMI/zdalny dostęp

Raspberry Pi posiada port HDMI, który można podłączyć w szczególności do monitora lub telewizora za pomocą kabla HDMI. Ewentualnie możesz użyć SSH do wywołania Raspberry Pi z komputera z systemem Linux lub Macintosh z terminala. Ponadto PuTTY, darmowy emulator terminala o otwartym kodzie źródłowym, brzmi jak niezbyt zły wybór.

Krok 2: Podłączanie sprzętu

Wykonaj obwód, jak pokazano na schemacie. Na wykresie zobaczysz różne części, fragmenty mocy i czujnik I2C.

Połączenie Raspberry Pi i I2C Shield

Co najważniejsze, weź Raspberry Pi i znajdź na nim I2C Shield. Ostrożnie naciśnij Shield na piny GPIO Pi i skończymy z tym krokiem tak prostym jak ciasto (patrz przystawka).

Połączenie Raspberry Pi i czujnika

Weź czujnik i połącz z nim kabel I2C. Aby uzyskać odpowiednie działanie tego kabla, zapoznaj się z wyjściem I2C ZAWSZE zajmuje się z wejściem I2C. To samo należy wykonać dla Raspberry Pi z osłoną I2C zamontowaną nad pinami GPIO.

Zachęcamy do korzystania z kabla I2C, ponieważ neguje to wymóg rozcinania pinów, zabezpieczania i kłopotania się nawet przy najmniejszym bałaganie. Dzięki temu znaczącemu kablowi skojarzonemu i odtwarzanemu możesz prezentować, wymieniać urządzenia lub dodawać więcej gadżetów do odpowiedniej aplikacji. To wspiera ciężar pracy do ogromnego poziomu.

Uwaga: Brązowy przewód powinien być zgodny z uziemieniem (GND) pomiędzy wyjściem jednego urządzenia a wejściem innego urządzenia

Sieć internetowa jest kluczem

Aby nasza próba wygrała, potrzebujemy połączenia internetowego dla naszego Raspberry Pi. W tym celu masz opcje, takie jak połączenie połączenia Ethernet (LAN) z siecią domową. Ponadto, jako opcję, przyjemnym oczywiście jest wykorzystanie złącza WiFi USB. Ogólnie rzecz biorąc, potrzebujesz sterownika, aby to działało. Więc pochyl się w stronę tego z Linuksem na zdjęciu.

Zasilacz

Podłącz kabel Micro USB do gniazda zasilania Raspberry Pi. Atakuj i jesteśmy gotowi.

Połączenie z ekranem

Możemy podłączyć kabel HDMI do innego monitora. Czasami musisz dostać się do Raspberry Pi bez łączenia go z ekranem lub możesz potrzebować wyświetlić informacje z niego z innego miejsca. Możliwe, że istnieją kreatywne i finansowo sprytne sposoby radzenia sobie ze wszystkimi rozważanymi rzeczami. Jednym z nich jest użycie - SSH (zdalne logowanie z wiersza poleceń). Możesz również użyć do tego oprogramowania PuTTY.

Krok 3: Kodowanie Pythona dla Raspberry Pi

Możesz wyświetlić kod Pythona dla czujnika Raspberry Pi i AIS328DQTR w naszym repozytorium Github.

Przed przejściem do kodu upewnij się, że przeczytałeś zasady podane w archiwum Readme i zgodnie z nim skonfiguruj swoje Raspberry Pi. Po prostu chwilę wytchnie, jeśli zrobisz wszystko, co rozważysz.

Akcelerometr to elektromechaniczny gadżet, który mierzy siły przyspieszenia. Te moce mogą być statyczne, podobne do stałej siły grawitacji, która ciągnie twoje stopy, lub mogą być zmienne - wywołane przez ruch lub wibracje akcelerometru.

Chodzi o kod Pythona i możesz klonować i zmieniać kod w dowolny sposób.

# Rozprowadzany z wolną licencją.# Używaj go w dowolny sposób, z zyskiem lub za darmo, pod warunkiem, że pasuje do licencji powiązanych z nim dzieł. # AIS328DQTR # Ten kod jest przeznaczony do współpracy z modułem mini AIS328DQTR_I2CS I2C dostępnym na stronie dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axis-accelerometer-with -wyjście-cyfrowe-do-aplikacji-motoryzacyjnych-i%C2%B2c-mini-moduł/

importuj smbus

czas importu

# Uzyskaj magistralę I2C

autobus = smbus. SMBus(1)

# Adres AIS328DQTR, 0x18(24)

# Wybierz rejestr kontrolny1, 0x20(32) # 0x27(39) Tryb włączenia zasilania, wybór szybkości transmisji danych = 50Hz # X, Y, oś Z włączona bus.write_byte_data(0x18, 0x20, 0x27) # Adres AIS328DQTR, 0x18(24) # Wybierz rejestr kontrolny4, 0x23(35) # 0x30(48) Ciągła aktualizacja, Wybór na pełną skalę = +/-8G bus.write_byte_data(0x18, 0x23, 0x30)

czas.sen(0.5)

# Adres AIS328DQTR, 0x18(24)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x28(40), 2 bajty # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x29)

# Konwertuj dane

xAccl = dane1 * 256 + dane0 jeśli xAccl > 32767: xAccl -= 65536

# Adres AIS328DQTR, 0x18(24)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x2A(42), 2 bajty # Oś Y LSB, Oś Y MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2B)

# Konwertuj dane

yAccl = dane1 * 256 + dane0 jeśli yAccl > 32767: yAccl -= 65536

# Adres AIS328DQTR, 0x18(24)

# Odczytaj dane z powrotem z 0x2C(44), 2 bajty # Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2D)

# Konwertuj dane

zAccl = dane1 * 256 + dane0 jeśli zAccl > 32767: zAccl -= 65536

# 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

Krok 4: Praktyczność Kodeksu

Pobierz (lub git pull) kod z Github i otwórz go w Raspberry Pi.

Uruchom polecenia skompiluj i prześlij kod w terminalu i zobacz wydajność na ekranie. Po kilku minutach pokaże każdy z parametrów. W ramach gwarancji, że wszystko działa bez wysiłku, możesz korzystać z tego przedsięwzięcia każdego dnia lub uczynić to przedsięwzięcie częścią znacznie większego zadania. Niezależnie od twoich potrzeb, masz teraz jeszcze jedno urządzenie w swojej akumulacji.

Krok 5: Aplikacje i funkcje

Wyprodukowany przez STMicroelectronics, ultrakompaktowy, energooszczędny, wysokowydajny 3-osiowy liniowy akcelerometr należący do czujników ruchu. AIS328DQTR jest odpowiedni do zastosowań takich jak telematyka i czarne skrzynki, nawigacja samochodowa w desce rozdzielczej, pomiar przechyłu/pochylenia, urządzenie antykradzieżowe, inteligentne oszczędzanie energii, rozpoznawanie i rejestrowanie uderzeń, monitorowanie i kompensacja wibracji oraz funkcje aktywowane ruchem.

Krok 6: Wniosek

Jeśli zastanawiałeś się nad zbadaniem wszechświata czujników Raspberry Pi i I2C, możesz zaszokować się, korzystając z podstaw sprzętowych, kodowania, aranżowania, autorytatywnego itp. W tej metodzie może być kilka spraw, które może być proste, podczas gdy niektóre mogą cię przetestować, poruszyć. W każdym razie możesz zrobić sposób i bezbłędnie, zmieniając i tworząc swoją formację.

Na przykład, możesz zacząć od pomysłu prototypu śledzenia zachowań, aby monitorować i przedstawiać fizyczne ruchy i postawy zwierząt za pomocą AIS328DQTR i Raspberry Pi przy użyciu Pythona. W powyższym zadaniu wykorzystaliśmy podstawowe obliczenia akcelerometru. Protokół ma na celu stworzenie systemu akcelerometru wraz z dowolnym żyrometrem i GPS oraz nadzorowanego (maszyny) algorytmu uczenia (maszyna wektorów nośnych (SVM)) do automatycznej identyfikacji zachowań zwierząt. Następnie następuje zbieranie równoległych pomiarów czujników i ocena pomiarów przy użyciu klasyfikacji maszyn wektorów nośnych (SVM). Użyj różnych kombinacji niezależnych pomiarów (siedzenie, chodzenie lub bieganie) do treningu i walidacji w celu określenia solidności prototypu. Spróbujemy stworzyć działającą wersję tego prototypu raczej wcześniej niż później, konfiguracja, kod i modelowanie działają dla większej liczby trybów behawioralnych. Wierzymy, że wszystkim wam się to podoba!

Dla Twojej wygody przygotowaliśmy na YouTube uroczy film, który może pomóc w badaniu. Zaufaj temu przedsięwzięciu motywuje do dalszych poszukiwań. Zacznij tam, gdzie jesteś. Użyj tego, co masz. Rób co możesz.