Monitoraggio delle variazioni di accelerazione con Raspberry Pi e MMA7455 utilizzando Python: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Non sono inciampato, stavo testando la gravità. Funziona ancora…

Una rappresentazione di una navetta spaziale in accelerazione ha chiarito che un orologio nel punto più alto della navetta sarebbe scattato più velocemente di uno alla base a causa dell'espansione del tempo gravitazionale. Alcuni sostenevano che l'accelerazione a bordo della navetta sarebbe stata la stessa per entrambi gli orologi, quindi avrebbero dovuto ticchettare alla stessa velocità. Pensaci un po'.

Pensieri, motivazioni e persino linee guida possono provenire da qualsiasi luogo, tuttavia quando la tua attenzione è sull'innovazione, ottiene il contributo degli individui che si concentrano su quel punto. Raspberry Pi, il mini PC Linux a scheda singola, offre iniziative uniche e master counsel su organizzazione, programmazione e iniziative elettroniche. Oltre ad essere creatori di tutorial Raspberry Pi e dispositivi, otteniamo un calcio dalla possibilità di programmare e armeggiare e fare cose sorprendenti con l'informatica e l'elettronica schiacciare. Di recente abbiamo avuto la gioia di provare a svolgere un compito utilizzando un accelerometro e le idee dietro ciò che potresti fare con questo gadget sono davvero fantastiche. Quindi, in questo compito, incorporeremo MMA7455, un sensore accelerometro digitale a 3 assi, per misurare l'accelerazione in 3 dimensioni, X, Y e Z, con il Raspberry Pi utilizzando Python. Vediamo se paga.

Passaggio 1: hardware di cui abbiamo bisogno

Sappiamo quanto possa essere problematico tentare e prendere dopo senza sapere quali parti ottenere, da dove organizzare e quanto costerà tutto in anticipo. Quindi abbiamo fatto tutto questo lavoro per te. Una volta che hai tutte le parti squadrate, dovrebbe essere un gioco da ragazzi per fare questo compito. Prendere dopo il viaggio con per ottenere un elenco completo delle parti.

1. Lampone Pi

Il primo passo è stato ottenere una scheda Raspberry Pi. Il Raspberry Pi è un PC basato su Linux a scheda solitaria. Questo piccolo PC offre una potenza di registrazione eccezionale, utilizzato come un pezzo di esercizi di elettronica e operazioni del PC come fogli di calcolo, elaborazione testi, navigazione web ed e-mail e giochi. Puoi acquistarne uno in qualsiasi negozio di elettronica o hobbista.

2. Scudo I2C per Raspberry Pi

La preoccupazione principale che il Raspberry Pi è veramente assente è una porta I2C. Quindi, per questo, il connettore I2C TOUTPI2 ti dà il senso di usare Raspberry Pi con QUALSIASI dispositivo I2C. È disponibile su DCUBE Store

3. Accelerometro a 3 assi, MMA7455

Prodotto da Freescale Semiconductor, Inc., l'accelerometro digitale a 3 assi MMA7455 è un sensore lavorato a bassa potenza su scala ridotta adatto per misurare l'accelerazione lungo gli assi X, Y e Z. Abbiamo ottenuto questo sensore da DCUBE Store

4. Cavo di collegamento

Abbiamo acquistato il cavo di collegamento I2C da DCUBE Store

5. Cavo micro USB

Il minimo ingarbugliato, tuttavia, il più rigoroso per quanto riguarda la necessità di alimentazione è il Raspberry Pi! L'approccio più prescritto e meno impegnativo per la gestione della strategia è l'utilizzo del cavo Micro USB. Un percorso più avanzato e specializzato è quello di fornire alimentazione in modo specifico tramite GPIO o porte USB.

6. Supporto di rete

Ottieni il tuo Raspberry Pi associato a un cavo Ethernet (LAN) e interfaccialo alla tua rete domestica. D'altra parte, cerca un connettore WiFi e utilizza una delle porte USB per accedere alla rete remota. È una decisione acuta, fondamentale, piccola e semplice!

7. Cavo HDMI/Accesso remoto

Il Raspberry Pi ha una porta HDMI che puoi interfacciare in particolare a uno schermo o una TV con un cavo HDMI. Opzionale, puoi usare SSH per stabilire con il tuo Raspberry Pi da un PC Linux o Mac dal terminale. Allo stesso modo, PuTTY, un emulatore di terminale gratuito e open source suona come un pensiero intelligente.

Passaggio 2: collegamento dell'hardware

Realizzare il circuito come indicato dallo schema mostrato. Nello schema, vedrai le connessioni di vari componenti elettronici, cavi di collegamento, cavi di alimentazione e sensore I2C.

Connessione Raspberry Pi e I2C Shield

Per prima cosa prendi il Raspberry Pi e individua lo scudo I2C su di esso. Premi bene lo scudo sui pin GPIO di Pi e abbiamo finito con questa progressione facile come una torta (vedi lo snap).

Raspberry Pi e connessione del sensore

Prendi il sensore e interfaccia il cavo I2C con esso. Per il corretto funzionamento di questo cavo, si prega di rivedere l'uscita I2C che occupa SEMPRE con l'ingresso I2C. Lo stesso deve essere preso dopo per il Raspberry Pi con lo shield I2C montato sui pin GPIO.

Raccomandiamo l'uso del cavo I2C in quanto annulla la necessità di sezionare i piedini, il fissaggio e il fastidio compiuto anche dal più umile pasticcio. Con questa associazione significativa e il cavo di riproduzione, puoi presentare, scambiare aggeggi o aggiungere più gadget a un'applicazione adatta. Questo supporta il peso del lavoro fino a un livello immenso.

Nota: il filo marrone dovrebbe seguire in modo affidabile la connessione a terra (GND) tra l'uscita di un dispositivo e l'ingresso di un altro dispositivo

L'accesso a Internet è la chiave

Per rendere vincente il nostro sforzo, abbiamo bisogno di una connessione Internet per il nostro Raspberry Pi. Per questo, hai alternative come interfacciare un collegamento Ethernet (LAN) con la rete domestica. Inoltre, in alternativa, un corso soddisfacente è quello di utilizzare un connettore USB WiFi. In generale, rappresentando questo, è necessario un driver per farlo funzionare. Quindi inclina verso quello con Linux nella delineazione.

Alimentazione elettrica

Collega il cavo Micro USB alla presa di alimentazione del Raspberry Pi. Dai un pugno e siamo pronti.

Connessione allo schermo

Possiamo collegare il cavo HDMI a un altro monitor/TV. A volte, è necessario accedere a un Raspberry Pi senza interfacciarlo a uno schermo o potrebbe essere necessario visualizzare le informazioni da esso da altrove. Forse, ci sono modi creativi e fiscalmente intelligenti per affrontare tutto considerato. Uno di questi sta usando - SSH (accesso remoto da riga di comando). Puoi anche utilizzare il software PuTTY per questo.

Passaggio 3: codifica Python per Raspberry Pi

Puoi vedere il codice Python per il sensore Raspberry Pi e MMA7455 nel nostro GithubRepository.

Prima di continuare con il codice, assicurati di leggere gli standard forniti nella cronaca Readme e imposta il tuo Raspberry Pi come indicato da esso. Sarà semplicemente un sollievo per un minuto da fare alla luce delle circostanze attuali.

Un accelerometro è un gadget elettromeccanico che misurerà le forze di accelerazione. Questi poteri potrebbero essere statici, simili alla forza di gravità costante che tira i tuoi piedi, oppure potrebbero essere alterabili, provocati dallo spostamento o dalla vibrazione dell'accelerometro.

L'accompagnamento è il codice Python e puoi clonare e modificare il codice in qualsiasi modo tu sia incline.

# Distribuito con una licenza di libero arbitrio.# Usalo come preferisci, a scopo di lucro o gratuito, a condizione che si adatti alle licenze delle opere associate. # MMA7455L # Questo codice è progettato per funzionare con il Mini Modulo I2C MMA7455L_I2CS disponibile su dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/mma7455l-3-axis-low-g-digital-output-accelerometer-i%C2 %B2c-mini-modulo/

import smbus

tempo di importazione

# Ottieni l'autobus I2C

bus = smbus. SMBus(1)

# indirizzo MMA7455L, 0x1D(16)

# Seleziona registro di controllo della modalità, 0x16(22) # 0x01(01) Modalità di misurazione, +/- 8g bus.write_byte_data(0x1D, 0x16, 0x01)

tempo.sonno(0.5)

# indirizzo MMA7455L, 0x1D(16)

# Rilegge i dati da 0x00(00), 6 byte # X-Axis LSB, X-Axis MSB, Y-Axis LSB, Y-Axis MSB, Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data=bus.read_i2c_block_data(0x1D, 0x00, 6)

# Converti i dati in 10 bit

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

# Invia i dati allo schermo

print "Accelerazione nell'asse X: %d" %xAccl print "Accelerazione nell'asse Y: %d" %yAccl print "Accelerazione nell'asse Z: %d" %zAccl

Passaggio 4: la praticità del codice

Scarica (o git pull) il codice da Github e aprilo nel Raspberry Pi.

Esegui i comandi per compilare e caricare il codice nel terminale e vedere il rendimento sullo schermo. Prendendo dopo alcuni minuti, visualizzerà ciascuno dei parametri. Per assicurarti che tutto funzioni facilmente, puoi utilizzare questo girovagare ogni giorno o renderlo una piccola parte di un compito molto più importante. Qualunque siano le tue esigenze, ora hai un altro aggeggio nel tuo raduno.

Passaggio 5: applicazioni e funzionalità

L'MMA7455, prodotto da Freescale Semiconductor, un accelerometro digitale a 3 assi ad alte prestazioni a bassa potenza può essere utilizzato per le modifiche dei dati del sensore, l'orientamento del prodotto e il rilevamento dei gesti. È perfetto per applicazioni come telefoni cellulari/PMP/PDA: rilevamento dell'orientamento (verticale/orizzontale), stabilità dell'immagine, scorrimento del testo, composizione con movimento, tocco per disattivare l'audio, PC laptop: antifurto, giochi: rilevamento del movimento, attivazione automatica/ Sospensione per basso consumo energetico e fotocamera digitale: stabilità dell'immagine.

Passaggio 6: conclusione

Se stai pensando di esplorare l'universo dei sensori Raspberry Pi e I2C, puoi stupirti facendo uso delle basi hardware, della codifica, dell'organizzazione, dell'autorevolezza, ecc. Quando stai cercando di essere più creativo nel tuo piccola impresa, non guasta mai oscillare verso fonti esterne. In questo metodo, potrebbero esserci un paio di commissioni che potrebbero essere semplici, mentre alcune potrebbero metterti alla prova, spostarti. In ogni caso, puoi fare un modo e impeccabile cambiando e facendo una tua formazione.

Ad esempio, puoi iniziare con l'idea di un prototipo di gravimetro per misurare il campo gravitazionale locale della Terra con MMA7455 e Raspberry Pi usando Python. Nell'impresa di cui sopra, abbiamo utilizzato calcoli fondamentali. Il principio di base del design è misurare piccolissimi cambiamenti frazionari all'interno della gravità terrestre di 1 g. Quindi potresti utilizzare questo sensore in vari modi che puoi considerare. L'algoritmo è quello di misurare la velocità di variazione del vettore gravità verticale in tutte e tre le direzioni perpendicolari dando origine a un tensore del gradiente gravitazionale. Può essere dedotto differenziando il valore della gravità in due punti separati da una piccola distanza verticale, l, e dividendo per questa distanza. Cercheremo di realizzare una versione funzionante di questo prototipo prima piuttosto che dopo, la configurazione, il codice e la modellazione funzionano per l'analisi delle vibrazioni e del rumore portato dalla struttura. Crediamo che piaccia a tutti voi!

Per il tuo conforto, abbiamo un video incantevole su YouTube che può aiutare il tuo esame. Fidati di questo sforzo indirizza ulteriori indagini. Se l'opportunità non bussa, costruisci una porta.