Μέτρηση της επιτάχυνσης χρησιμοποιώντας ADXL345 και Arduino Nano: 4 βήματα

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

Το ADXL345 είναι ένα μικρό, λεπτό, επιταχυνσιόμετρο εξαιρετικά χαμηλής ισχύος, 3 αξόνων με μέτρηση υψηλής ανάλυσης (13-bit) έως και ± 16 g. Τα ψηφιακά δεδομένα εξόδου διαμορφώνονται ως συμπλήρωμα δύο δυαδικών ψηφίων 16 και είναι προσβάσιμα μέσω της ψηφιακής διεπαφής I2 C. Μετρά τη στατική επιτάχυνση της βαρύτητας σε εφαρμογές ανίχνευσης κλίσης, καθώς και τη δυναμική επιτάχυνση που προκύπτει από κίνηση ή κρούση. Η υψηλή του ανάλυση (3,9 mg/LSB) επιτρέπει τη μέτρηση των αλλαγών κλίσης μικρότερη από 1,0 °.

Σε αυτό το σεμινάριο απεικονίζεται η διασύνδεση της μονάδας αισθητήρα ADXL345 με το arduino nano. Για να διαβάσετε τις τιμές επιτάχυνσης, χρησιμοποιήσαμε arduino με προσαρμογέα I2c. Αυτός ο προσαρμογέας I2C καθιστά τη σύνδεση με τη μονάδα αισθητήρα εύκολη και πιο αξιόπιστη.

Βήμα 1: Απαιτείται υλικό:

Τα υλικά που χρειαζόμαστε για την επίτευξη του στόχου μας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία υλικού:

1. ADXL345

2. Arduino Nano

3. Καλώδιο I2C

4. I2C Shield για Arduino Nano

Βήμα 2: Σύνδεση υλικού:

Η ενότητα σύνδεσης υλικού εξηγεί βασικά τις συνδέσεις καλωδίωσης που απαιτούνται μεταξύ του αισθητήρα και του arduino nano. Η διασφάλιση των σωστών συνδέσεων είναι η βασική ανάγκη ενώ εργάζεστε σε οποιοδήποτε σύστημα για την επιθυμητή έξοδο. Έτσι, οι απαιτούμενες συνδέσεις είναι οι εξής:

Το ADXL345 θα λειτουργήσει μέσω I2C. Ακολουθεί το παράδειγμα διαγράμματος καλωδίωσης, που δείχνει πώς συνδέεται κάθε διασύνδεση του αισθητήρα.

Εκτός συσκευασίας, ο πίνακας έχει διαμορφωθεί για διεπαφή I2C, ως εκ τούτου συνιστούμε τη χρήση αυτής της σύνδεσης εάν είστε αλλιώς αγνωστικιστής.

Το μόνο που χρειάζεστε είναι τέσσερα καλώδια! Απαιτούνται μόνο τέσσερις συνδέσεις ακροδέκτες Vcc, Gnd, SCL και SDA και αυτές συνδέονται με τη βοήθεια καλωδίου I2C.

Αυτές οι συνδέσεις φαίνονται στις παραπάνω εικόνες.

Βήμα 3: Κωδικός για τη μέτρηση της επιτάχυνσης:

Ας ξεκινήσουμε με τον κώδικα arduino τώρα.

Κατά τη χρήση της μονάδας αισθητήρα με το arduino, συμπεριλαμβάνουμε τη βιβλιοθήκη Wire.h. Η βιβλιοθήκη "Wire" περιέχει τις λειτουργίες που διευκολύνουν την επικοινωνία i2c μεταξύ του αισθητήρα και της πλακέτας arduino.

Ολόκληρος ο κώδικας arduino δίνεται παρακάτω για τη διευκόλυνση του χρήστη:

#περιλαμβάνω

// Η διεύθυνση ADXL345 I2C είναι 0x53 (83)

#define Addr 0x53

void setup ()

{

// Αρχικοποίηση επικοινωνίας I2C ως MASTER

Wire.begin ();

// Αρχικοποίηση σειριακής επικοινωνίας, ρυθμισμένος ρυθμός baud = 9600

Serial.begin (9600);

// Έναρξη μετάδοσης I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Επιλογή καταχωρητή ρυθμού εύρους ζώνης

Wire.write (0x2C);

// Κανονική λειτουργία, Ρυθμός δεδομένων εξόδου = 100 Hz

Wire.write (0x0A);

// Διακοπή μετάδοσης I2C

Wire.endTransmission ();

// Έναρξη μετάδοσης I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Επιλέξτε μητρώο ελέγχου ισχύος

Wire.write (0x2D);

// Απενεργοποίηση αυτόματου ύπνου

Wire.write (0x08);

// Διακοπή μετάδοσης I2C

Wire.endTransmission ();

// Έναρξη μετάδοσης I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Επιλέξτε μητρώο μορφής δεδομένων

Wire.write (0x31);

// Απενεργοποιημένος ο αυτοέλεγχος, διεπαφή 4 καλωδίων, Πλήρης ανάλυση, Εύρος = +/- 2g

Wire.write (0x08);

// Διακοπή μετάδοσης I2C

Wire.endTransmission ();

καθυστέρηση (300)?

}

κενός βρόχος ()

{

ανυπόγραφα δεδομένα int [6];

για (int i = 0; i <6; i ++)

{

// Έναρξη μετάδοσης I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Επιλέξτε μητρώο δεδομένων

Wire.write ((50 + i));

// Διακοπή μετάδοσης I2C

Wire.endTransmission ();

// Αίτημα 1 byte δεδομένων

Wire.requestFrom (Addr, 1)?

// Διαβάστε 6 byte δεδομένων

// xAccl lsb, xAccl msb, yAccl lsb, yAccl msb, zAccl lsb, zAccl msb

εάν (Wire.available () == 1)

{

δεδομένα = Wire.read ();

}

}

// Μετατρέψτε τα δεδομένα σε 10-bit

int xAccl = (((δεδομένα [1] & 0x03) * 256) + δεδομένα [0]);

εάν (xAccl> 511)

{

xAccl -= 1024;

}

int yAccl = (((δεδομένα [3] & 0x03) * 256) + δεδομένα [2]);

εάν (yAccl> 511)

{

yAccl -= 1024;

}

int zAccl = (((δεδομένα [5] & 0x03) * 256) + δεδομένα [4]);

εάν (zAccl> 511)

{

zAccl -= 1024;

}

// Έξοδος δεδομένων σε σειριακή οθόνη

Serial.print ("Η επιτάχυνση στον άξονα Χ είναι:");

Serial.println (xAccl);

Serial.print ("Η επιτάχυνση στον άξονα Υ είναι:");

Serial.println (yAccl);

Serial.print ("Η επιτάχυνση στον άξονα Z είναι:");

Serial.println (zAccl);

καθυστέρηση (300)?

}

Στη βιβλιοθήκη σύρματος, το Wire.write () και το Wire.read () χρησιμοποιούνται για την εγγραφή των εντολών και την ανάγνωση της εξόδου του αισθητήρα.

Serial.print () και Serial.println () χρησιμοποιούνται για την εμφάνιση της εξόδου του αισθητήρα στη σειριακή οθόνη του Arduino IDE.

Η έξοδος του αισθητήρα εμφανίζεται στην παραπάνω εικόνα.

Βήμα 4: Εφαρμογές:

Το ADXL345 είναι ένα μικρό, λεπτό, επιταχυνσιόμετρο εξαιρετικά χαμηλής ισχύος, 3 αξόνων, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε Ακουστικά, Ιατρικά όργανα κ.λπ.