Παρακολούθηση της επιτάχυνσης χρησιμοποιώντας Raspberry Pi και AIS328DQTR χρησιμοποιώντας Python: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Η επιτάχυνση είναι πεπερασμένη, νομίζω σύμφωνα με κάποιους νόμους της Φυσικής.- Terry Riley

Ένας τσίτα χρησιμοποιεί καταπληκτική επιτάχυνση και γρήγορες αλλαγές ταχύτητας όταν κυνηγάει. Το ταχύτερο πλάσμα στη στεριά χρησιμοποιεί κατά καιρούς τον κορυφαίο ρυθμό του για να πιάσει το θήραμα. Τα πλάσματα επιταχύνουν αυτό εφαρμόζοντας σχεδόν πέντε φορές περισσότερη ισχύ από αυτή του Usain Bolt εν μέσω ρεκόρ των 100 μέτρων.

Στην παρούσα εποχή, τα άτομα δεν μπορούν να οραματιστούν την ύπαρξή τους χωρίς καινοτομία. Γύρω μας διαφορετικές καινοτομίες βοηθούν τους ανθρώπους να συνεχίσουν την ύπαρξή τους με περισσότερη υπερβολή. Το Raspberry Pi, ο μίνι, μονός πίνακας Linux PC, παρέχει μια φθηνή και αξιοσέβαστη βάση για ηλεκτρονικές προσπάθειες και πρωτοποριακές προόδους όπως το IoT, οι Έξυπνες Πόλεις και η Σχολική Εκπαίδευση. Ως λάτρεις των υπολογιστών και των gadgets, έχουμε λάβει αρκετά μέτρα με το Raspberry Pi και επιλέξαμε να συνδυάσουμε τα ενδιαφέροντά μας. Ποια είναι λοιπόν τα πιθανά αποτελέσματα που μπορούμε να κάνουμε εάν έχουμε ένα Raspberry Pi και ένα επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων κοντά; Σε αυτήν την εργασία, θα ενσωματώσουμε τον AIS328DQTR, έναν ψηφιακό αισθητήρα γραμμικού επιταχυνσιόμετρου MEMS 3 αξόνων, για τη μέτρηση της επιτάχυνσης σε 3 κατευθύνσεις, X, Y και Z, με το Raspberry Pi χρησιμοποιώντας Python. Αξίζει να το ψάξετε.

Βήμα 1: Υλικό που απαιτούμε

Τα ζητήματα ήταν λιγότερα για εμάς, καθώς έχουμε ένα τεράστιο μέτρο για να δουλέψουμε. Σε κάθε περίπτωση, γνωρίζουμε πόσο ενοχλητικό είναι για τους άλλους να απομακρύνουν το σωστό μέρος σε τέλεια στιγμή από το δυνατό σημείο και αυτό προστατεύεται πληρώνοντας ελάχιστα σε κάθε δεκάρα. Θα σας βοηθούσαμε λοιπόν.

1. Raspberry Pi

Το αρχικό βήμα ήταν να αποκτήσετε έναν πίνακα Raspberry Pi. Το Raspberry Pi είναι ένας μοναχικός υπολογιστής που βασίζεται σε Linux. Αυτός ο μικρός υπολογιστής διαθέτει μια δύναμη για την καταχώριση ισχύος, που χρησιμοποιείται ως ένα κομμάτι ασκήσεων ηλεκτρονικών, και λειτουργίες υπολογιστών όπως υπολογιστικά φύλλα, επεξεργασία κειμένου, περιήγηση στο διαδίκτυο και email και παιχνίδια. Μπορείτε να αγοράσετε ένα σε οποιοδήποτε κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών ή χόμπι.

2. I2C Shield για το Raspberry Pi

Το κύριο μέλημα που το Raspberry Pi απουσιάζει είναι μια θύρα I2C. Γι 'αυτό, ο σύνδεσμος TOUTPI2 I2C σας δίνει την αίσθηση ότι χρησιμοποιείτε το Raspberry Pi με ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ συσκευές I2C. Είναι διαθέσιμο στο κατάστημα DCUBE

3. Επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων, AIS328DQTR

Ανήκει στους αισθητήρες κίνησης STMicroelectronics, το AIS328DQTR είναι ένα γραμμικό επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων εξαιρετικά χαμηλής ισχύος υψηλής απόδοσης με τυπική έξοδο ψηφιακής σειριακής διεπαφής SPI. Αγοράσαμε αυτόν τον αισθητήρα από το DCUBE Store

4. Καλώδιο σύνδεσης

Αποκτήσαμε το καλώδιο σύνδεσης I2C από το DCUBE Store

5. Καλώδιο Micro USB

Το πιο ταπεινό σαστισμένο, αλλά πιο αυστηρό σε βαθμό που χρειάζεται δύναμη είναι το Raspberry Pi! Ο πιο απλός τρόπος αντιμετώπισης του σχεδίου παιχνιδιού είναι με τη χρήση του καλωδίου Micro USB. Οι ακίδες GPIO ή οι θύρες USB μπορούν με τον ίδιο τρόπο να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν άφθονο τροφοδοτικό.

6. Η πρόσβαση στο Διαδίκτυο είναι μια ανάγκη

Συνδέστε το Raspberry Pi με ένα καλώδιο Ethernet (LAN) και συνδέστε το στο δίκτυό σας. Από την άλλη πλευρά, σαρώστε μια σύνδεση WiFi και χρησιμοποιήστε μία από τις θύρες USB για να μεταβείτε στο απομακρυσμένο δίκτυο. Είναι μια απότομη απόφαση, θεμελιώδης, μικρή και απλή!

7. Καλώδιο HDMI/Απομακρυσμένη πρόσβαση

Το Raspberry Pi διαθέτει θύρα HDMI την οποία μπορείτε να διασυνδέσετε ειδικά σε οθόνη ή τηλεόραση με καλώδιο HDMI. Επιλεκτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το SSH για να ανακαλύψετε το Raspberry Pi σας από υπολογιστή Linux ή Macintosh από το τερματικό. Επίσης, το PuTTY, ένας δωρεάν εξομοιωτής τερματικού ανοιχτού κώδικα ακούγεται σαν μια όχι τόσο κακή επιλογή.

Βήμα 2: Σύνδεση του υλικού

Κάντε το κύκλωμα όπως υποδεικνύεται από το σχηματικό σχήμα που εμφανίστηκε. Στο γράφημα, θα δείτε τα διάφορα μέρη, τμήματα ισχύος και αισθητήρα I2C.

Raspberry Pi και I2C Shield Connection

Το πιο σημαντικό, πάρτε το Raspberry Pi και εντοπίστε το I2C Shield πάνω του. Πατήστε το Shield προσεκτικά πάνω από τις καρφίτσες GPIO του Pi και τελειώσαμε με αυτό το βήμα τόσο απλό όσο η πίτα (δείτε το στιγμιότυπο).

Σύνδεση Raspberry Pi και αισθητήρα

Πάρτε τον αισθητήρα και διασυνδέστε το καλώδιο I2C μαζί του. Για την κατάλληλη λειτουργία αυτού του καλωδίου, ελέγξτε ότι η έξοδος I2C ΠΑΝΤΑ αναλαμβάνει την είσοδο I2C. Το ίδιο πρέπει να γίνει μετά το Raspberry Pi με την ασπίδα I2C τοποθετημένη πάνω από τις καρφίτσες GPIO.

Ενθαρρύνουμε τη χρήση του καλωδίου I2C καθώς αναιρεί την απαίτηση για ανατομή pinouts, ασφάλιση και ταλαιπωρία που επιτυγχάνεται ακόμη και με το πιο ταπεινό χάος. Με αυτό το σημαντικό καλώδιο συσχέτισης και αναπαραγωγής, μπορείτε να παρουσιάσετε, να ανταλλάξετε αντικείμενα ή να προσθέσετε περισσότερα gadget σε μια κατάλληλη εφαρμογή. Αυτό υποστηρίζει το βάρος εργασίας σε τεράστιο επίπεδο.

Σημείωση: Το καφέ σύρμα πρέπει να ακολουθεί αξιόπιστα τη σύνδεση Ground (GND) μεταξύ της εξόδου μιας συσκευής και της εισόδου μιας άλλης συσκευής

Το Δίκτυο Ιστού είναι το κλειδί

Για να κερδίσουμε την προσπάθειά μας, χρειαζόμαστε μια σύνδεση Ιστού για το Raspberry Pi. Για αυτό, έχετε επιλογές όπως η διασύνδεση Ethernet (LAN) με το οικιακό δίκτυο. Επιπλέον, ως επιλογή, μια ευχάριστη πορεία είναι η χρήση μιας σύνδεσης WiFi WiFi. Γενικά μιλώντας για αυτό, χρειάζεστε έναν οδηγό για να λειτουργήσει. Κλίση λοιπόν προς αυτό με το Linux στην απεικόνιση.

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Συνδέστε το καλώδιο Micro USB στην υποδοχή τροφοδοσίας του Raspberry Pi. Τρυπήστε και είμαστε έτοιμοι.

Σύνδεση στην οθόνη

Μπορούμε να έχουμε το καλώδιο HDMI συνδεδεμένο σε άλλη οθόνη. Μερικές φορές, πρέπει να φτάσετε σε ένα Raspberry Pi χωρίς να το διασυνδέσετε σε μια οθόνη ή μπορεί να χρειαστεί να δείτε πληροφορίες από αυτό από αλλού. Ενδεχομένως, υπάρχουν δημιουργικοί και δημοσιονομικά έξυπνοι τρόποι για να αντιμετωπίσετε τα πράγματα που εξετάζετε. Ένα από αυτά χρησιμοποιεί - SSH (σύνδεση απομακρυσμένης γραμμής εντολών). Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό PuTTY για αυτό.

Βήμα 3: Κωδικοποίηση Python για το Raspberry Pi

Μπορείτε να δείτε τον κώδικα Python για τον αισθητήρα Raspberry Pi και AIS328DQTR στο αποθετήριο Github.

Πριν προχωρήσετε στον κώδικα, βεβαιωθείτε ότι έχετε διαβάσει τους κανόνες που παρέχονται στο αρχείο Readme και ρυθμίστε το Raspberry Pi σύμφωνα με αυτό. Θα χρειαστεί απλώς μια στιγμή για να κάνετε όλα τα πράγματα που εξετάστηκαν.

Το επιταχυνσιόμετρο είναι ένα ηλεκτρομηχανικό gadget που θα μετρήσει τις δυνάμεις επιτάχυνσης. Αυτές οι δυνάμεις μπορεί να είναι στατικές, παρόμοιες με τη σταθερή δύναμη της βαρύτητας που τραβάει στα πόδια σας, ή θα μπορούσαν να είναι αλλοιώσιμες - προέρχονται από τη μετακίνηση ή τη δόνηση του επιταχυνσιόμετρου.

Η συνέχεια είναι ο κώδικας python και μπορείτε να κλωνοποιήσετε και να αλλάξετε τον κώδικα με οποιονδήποτε τρόπο θέλετε.

# Διανέμεται με άδεια ελεύθερης βούλησης.# Χρησιμοποιήστε το με όποιον τρόπο θέλετε, κερδοσκοπικό ή δωρεάν, υπό την προϋπόθεση ότι ταιριάζει στις άδειες των σχετικών έργων του. # AIS328DQTR # Αυτός ο κώδικας έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με το Mini Module AIS328DQTR_I2CS I2C που διατίθεται από το dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axiswaccelerometer -ψηφιακή-έξοδος-για-αυτοκίνητα-εφαρμογές-i%C2%B2c-mini-module/

εισαγωγή smbus

χρόνο εισαγωγής

# Πάρτε το λεωφορείο I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# AIS328DQTR διεύθυνση, 0x18 (24)

# Επιλογή καταχωρητή ελέγχου1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Λειτουργία ενεργοποίησης, Επιλογή ρυθμού δεδομένων = 50Hz # X, Y, Z-Axis enabled bus.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # Διεύθυνση AIS328DQTR, 0x18 (24) # Επιλογή καταχωρητή ελέγχου4, 0x23 (35) # 0x30 (48) Συνεχής ενημέρωση, Επιλογή πλήρους κλίμακας = +/- 8G bus.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x30)

ώρα. ύπνος (0,5)

# AIS328DQTR διεύθυνση, 0x18 (24)

# Ανάγνωση δεδομένων από 0x28 (40), 2 byte # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

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

# AIS328DQTR διεύθυνση, 0x18 (24)

# Ανάγνωση δεδομένων από 0x2A (42), 2 byte # Y-Axis LSB, Y-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

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

# AIS328DQTR διεύθυνση, 0x18 (24)

# Ανάγνωση δεδομένων από 0x2C (44), 2 byte # Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

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

# Έξοδος δεδομένων στην οθόνη

εκτύπωση "Επιτάχυνση στον άξονα Χ: %d" %xAccl εκτύπωση "Επιτάχυνση στον άξονα Υ: %d" %yAccl εκτύπωση "Επιτάχυνση στον άξονα Ζ: %d" %zAccl

Βήμα 4: Η πρακτικότητα του κώδικα

Κάντε λήψη (ή git pull) τον κώδικα από το Github και ανοίξτε τον στο Raspberry Pi.

Εκτελέστε τις εντολές για να μεταγλωττίσετε και να ανεβάσετε τον κώδικα στο τερματικό και να δείτε την απόδοση στην οθόνη. Μετά από αρκετά λεπτά, θα εμφανίσει κάθε μία από τις παραμέτρους. Στον απόηχο της εγγύησης ότι όλα λειτουργούν αβίαστα, μπορείτε να χρησιμοποιείτε αυτό το εγχείρημα κάθε μέρα ή να κάνετε αυτό το εγχείρημα ένα μικρό μέρος μιας πολύ μεγαλύτερης αποστολής. Όποιες κι αν είναι οι ανάγκες σας, έχετε τώρα μια ακόμη αντιπαροχή στη συσσώρευσή σας.

Βήμα 5: Εφαρμογές και δυνατότητες

Κατασκευάζεται από την STMicroelectronics, εξαιρετικά συμπαγές γραμμικό επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων υψηλής απόδοσης υψηλής απόδοσης που ανήκει στους αισθητήρες κίνησης. Το AIS328DQTR είναι κατάλληλο για εφαρμογές όπως Τηλεματική και Μαύρα Κουτιά, Πλοήγηση αυτοκινήτου In-Dash, Μέτρηση κλίσης / κλίσης, Αντικλεπτική συσκευή, Ευφυής εξοικονόμηση ενέργειας, Αναγνώριση και καταγραφή κρούσεων, Παρακολούθηση κραδασμών και αντιστάθμιση και Λειτουργίες ενεργοποίησης κίνησης.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Εάν έχετε σκεφτεί να εξερευνήσετε το σύμπαν των αισθητήρων Raspberry Pi και I2C, τότε μπορείτε να σοκαριστείτε χρησιμοποιώντας τα βασικά του υλικού, την κωδικοποίηση, τη διευθέτηση, την έγκυρη κλπ. Σε αυτήν τη μέθοδο, μπορεί να υπάρχουν δύο εντολές που μπορεί να είναι απλή, ενώ μερικοί μπορεί να σας δοκιμάσουν, να σας συγκινήσουν. Σε κάθε περίπτωση, μπορείτε να κάνετε έναν τρόπο και να τον αψεγάδιαστο αλλάζοντας και κάνοντας έναν σχηματισμό δικό σας.

Για παράδειγμα, μπορείτε να ξεκινήσετε με τη σκέψη ενός Πρωτότυπου Behavior Tracker για να παρακολουθείτε και να απεικονίζετε τις φυσικές κινήσεις και τις στάσεις του σώματος των ζώων με AIS328DQTR και Raspberry Pi χρησιμοποιώντας Python. Στην παραπάνω εργασία, χρησιμοποιήσαμε βασικούς υπολογισμούς ενός επιταχυνσιόμετρου. Το πρωτόκολλο είναι να δημιουργήσει ένα σύστημα επιταχυνσιόμετρου μαζί με οποιοδήποτε γυρόμετρο και ένα GPS και έναν εποπτευόμενο (μηχανικό) αλγόριθμο εκμάθησης (μηχανή διανυσματικής υποστήριξης (SVM)) για αυτόματο προσδιορισμό συμπεριφοράς των ζώων. Αυτό ακολουθείται από τη συλλογή παράλληλων μετρήσεων αισθητήρων και την αξιολόγηση των μετρήσεων με χρήση ταξινόμησης μηχανής φορέα υποστήριξης (SVM). Χρησιμοποιήστε διαφορετικούς συνδυασμούς ανεξάρτητων μετρήσεων (καθισμένοι, περπατώντας ή τρέχοντας) για προπόνηση και επικύρωση για να προσδιορίσετε τη στιβαρότητα του πρωτοτύπου. Θα προσπαθήσουμε να κάνουμε μια λειτουργική απόδοση αυτού του πρωτοτύπου νωρίτερα παρά αργότερα, η διαμόρφωση, ο κώδικας και η μοντελοποίηση λειτουργούν για περισσότερους τρόπους συμπεριφοράς. Πιστεύουμε ότι αρέσει σε όλους σας!

Για την άνεσή σας, έχουμε ένα γοητευτικό βίντεο στο YouTube που μπορεί να βοηθήσει στην εξέτασή σας. Εμπιστευτείτε ότι αυτή η προσπάθεια δίνει κίνητρο για περαιτέρω εξερεύνηση. Ξεκίνα από εκεί που είσαι. Χρησιμοποιήστε αυτό που έχετε. Κάνε ό, τι μπορείς.