Upravljanje gibanja s 3-osnim merilnikom pospeška Raspberry Pi in LIS3DHTR, uporaba Pythona: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Lepota nas obdaja, običajno pa moramo hoditi po vrtu, da to spoznamo. - Rumi

Kot izobražena skupina, kakršni smo, vlagamo veliko večino svoje energije v delo pred računalniki in mobilnimi telefoni. Zato si naše dobro počutje pogosto pustimo v sekundarnem salonu, nikoli pa resnično ne najdemo idealne priložnosti za obisk telovadnice ali fitnesa in praviloma izbiramo hitro hrano, ki je veliko bolj koristna. Vesela novica je, ali potrebujete le nekaj pomoči pri vodenju evidenc ali pa za spremljanje svojega napredka lahko današnje inovacije uporabite za izdelavo kakšnega pripomočka, da si pomagate sami.

Tehnologija se hitro razvija. Dosledno ujamemo nekaj novih inovacij, ki bodo spremenile svet in način njegovega učenja. Ko se ukvarjate z osebnimi računalniki, kodiranjem in roboti ali se samo radi ukvarjate, je tam tehnološki blagoslov. Raspberry Pi, mikro, enokanalni računalnik Linux, je namenjen izboljšanju načina učenja z inovativno tehnologijo, hkrati pa tudi ključu za izboljšanje izobraževanja po vsem svetu. Kakšni so torej rezultati, ki jih lahko naredimo, če imamo v bližini Raspberry Pi in 3-osni merilnik pospeška? Kaj pa, da to najdemo! V tej nalogi bomo s 3-osnim merilnikom pospeška Raspberry Pi in LIS3DHTR preverili pospešek na treh pravokotnih oseh, X, Y in Z. Na tej poti bi morali videti ustvarjanje sistema za preverjanje tridimenzionalnega pospeška navzgor ali G-sile.

Korak: Osnovna strojna oprema, ki jo potrebujemo

Težave so bile za nas manjše, saj imamo ogromno stvari za delo. V vsakem primeru vemo, kako je drugim težko delati pravi del v brezhibnem času s koristnega mesta in to se brani, da se ne upošteva vsakega centa. Tako bi vam pomagali. Sledite priloženemu, da dobite popoln seznam delov.

1. Malina Pi

Prvi korak je bil pridobitev plošče Raspberry Pi. Raspberry Pi je računalnik z eno ploščo, ki temelji na Linuxu. Ta mali računalnik prinaša veliko računalniške moči, ki se uporablja kot del dejavnosti pripomočkov, in enostavnih operacij, kot so preglednice, priprava besed, branje po spletu in e -pošta ter igre.

2. I2C ščit za Raspberry Pi

Glavna skrb Raspberry Pi, ki je resnično odsotna, so vrata I²C. Zato vam priključek TOUTPI2 I²C daje smisel, da Rasp Pi uporabljate s KAKRŠIM koli napravami I²C. Na voljo je v trgovini DCUBE

3. 3-osni merilnik pospeška, LIS3DHTR

LIS3DH je triosni linearni merilnik pospeška z nizko porabo in visoko zmogljivostjo, ki spada v družino "nano", s standardnim izhodom digitalnega serijskega vmesnika I2C/SPI. Ta senzor smo kupili v trgovini DCUBE

4. Priključni kabel

Priključni kabel I2C smo kupili iz trgovine DCUBE

5. Kabel mikro USB

Najmanjši zbegan, a najstrožji v obsegu, ki ga potrebuje moč, je Raspberry Pi! Najlažji način za to je uporaba kabla Micro USB.

6. Spletni dostop je potreba

INTERNET otroci nikoli ne spijo

Povežite svoj Raspberry Pi s kablom Ethernet (LAN) in ga povežite z omrežnim usmerjevalnikom. Na izbiro poiščite priključek WiFi in uporabite eno od vrat USB, da pridete do oddaljenega sistema. To je ostra odločitev, preprosta, majhna in bedna!

7. Kabel HDMI/oddaljeni dostop

Raspberry Pi ima vrata HDMI, ki jih lahko s kablom HDMI povežete posebej na zaslon ali televizor. Izbirno lahko uporabite SSH za povezavo z vašim Raspberry Pi iz računalnika Linux ali Macintosh iz terminala. Podobno PuTTY, brezplačen in odprtokodni terminalski emulator zveni kot spodobna alternativa.

2. korak: Priključitev strojne opreme

Naredite vezje po prikazani shemi. Narišite diagram in natančno sledite orisu. Domišljija je pomembnejša od znanja.

Povezava Raspberry Pi in I2C Shield

Predvsem pa vzemite Raspberry Pi in na njem opazite I2C Shield. Nežno pritisnite Shield na zatiče GPIO Pi in končali smo s tem napredovanjem tako preprosto kot pita (glej snap).

Povezava senzorja in Raspberry Pi

Vzemite senzor in s seboj povežite kabel I2C. Za ustrezno delovanje tega kabla se spomnite, da je izhod I2C VEDNO povezan z vhodom I2C. Enako je treba upoštevati tudi za Raspberry Pi z I2C ščitom, nameščenim nanj preko zatičev GPIO.

Podpiramo uporabo kabla I2C, saj izničuje potrebo po pregledu odmikov, pritrjevanja in nelagodja, ki ga povzroča tudi najmanjši privij. S tem osnovnim kablom za priključitev in predvajanje lahko učinkovito predstavljate, zamenjate pripomočke ali dodate več pripomočkov v aplikacijo. To močno olajša delovno težo.

Opomba: Rjava žica bi morala zanesljivo slediti ozemljitveni (GND) povezavi med izhodom ene naprave in vhodom druge naprave

Spletno omrežje je ključno

Da bi naša prizadevanja zmagala, potrebujemo internetno združenje za naš Raspberry Pi. Za to imate na izbiro, na primer povezovanje kabla Ethernet (LAN), povezanega z domačim omrežjem. Poleg tega je kot alternativa, če želite, sprejemljiv tečaj uporaba WiFi USB priključka. Za to praviloma potrebujete gonilnika. Zato se v opisu nagnite k tistemu z Linuxom.

Napajanje

Priključite kabel Micro USB v vtičnico za napajanje Raspberry Pi. Odprite in pripravljeni smo.

Povezava z zaslonom

Kabel HDMI lahko povežemo z drugim zaslonom. V nekaterih primerih morate priti do Raspberry Pi, ne da bi ga povezali z zaslonom, ali pa si boste morda morali ogledati nekatere podatke iz njega od drugod. Verjetno obstajajo inovativni in finančno podkovani pristopi k temu. Eden od njih uporablja -SSH (oddaljena prijava v ukazno vrstico). Za to lahko uporabite tudi programsko opremo PUTTY. To so za napredne uporabnike. Zato podrobnosti tukaj niso vključene.

Korak: Kodiranje Python za Raspberry Pi

Koda Python za senzor Raspberry Pi in LIS3DHTR je dostopna v našem skladišču GithubRepository.

Preden nadaljujete s kodo, se prepričajte, da ste prebrali pravila, ki so navedena v arhivu Readme, in v skladu z njimi nastavite svoj Raspberry Pi. Za trenutek bo le počival, da naredi vse, kar meni.

Merilnik pospeška je elektromehanski pripomoček, ki bo meril sile pospeševanja. Te moči so lahko statične, podobne konstantni sili teže, ki vleče vaše noge, ali pa se lahko spreminjajo - nastanejo s premikanjem ali vibriranjem merilnika pospeška.

Priložena je koda python, ki jo lahko klonirate in prilagodite na kakršen koli način.

# Razdeljeno z licenco za svobodno voljo.# Uporabite ga na kakršen koli način, dobičkonosno ali brezplačno, pod pogojem, da ustreza licencam povezanih del. # LIS3DHTR # Ta koda je zasnovana za delo z mini modulom LIS3DHTR_I2CS I2C, ki je na voljo na spletnem mestu dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 %B2c-mini-modul/

uvoz smbus

čas uvoza

# Pridobite avtobus I2C

vodilo = smbus. SMBus (1)

# Naslov LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Izberite krmilni register1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Način vklopa, izbira podatkovne hitrosti = 10 Hz # X, Y, Z-os omogočeno vodilo.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # naslov LIS3DHTR, 0x18 (24)) # Izberite kontrolni register4, 0x23 (35) # 0x00 (00) Neprekinjeno posodabljanje, izbira v celotnem obsegu = vodilo +/- 2G.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x00)

time.sleep (0,5)

# Naslov LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Preberite podatke nazaj iz 0x28 (40), 2 bajtov # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Pretvorite podatke

xAccl = podatki1 * 256 + podatki0, če je xAccl> 32767: xAccl -= 65536

# Naslov LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Preberite podatke nazaj iz 0x2A (42), 2 bajta # Y-os LSB, Y-os MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Pretvorite podatke

yAccl = podatki1 * 256 + podatki0, če je yAccl> 32767: yAccl -= 65536

# Naslov LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Preberite podatke nazaj iz 0x2C (44), 2 bajta # Z-os LSB, Z-os MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Pretvorite podatke

zAccl = podatki1 * 256 + podatki0, če je zAccl> 32767: zAccl -= 65536

# Iznesite podatke na zaslon

print "Pospešek v osi X: %d" %xAccl print "Pospešek v osi Y: %d" %yAccl print "Pospešek v osi Z: %d" %zAccl

4. korak: Delovnost Kodeksa

Prenesite (ali git pull) kodo iz Github -a in jo odprite v Raspberry Pi.

Zaženite ukaze za sestavljanje in nalaganje kode v terminal in si oglejte donos na zaslonu. Čez nekaj minut bo prikazal vsakega od parametrov. Zaradi zagotavljanja, da vse deluje brez napora, lahko to drznite k bolj omembe vrednemu podvigu.

5. korak: Aplikacije in funkcije

LIS3DHTR, ki ga proizvaja STMicroelectronics, ima dinamično izbrane polne lestvice ± 2 g/± 4 g/± 8 g/± 16 g in je sposoben meriti pospeške z izhodnimi podatkovnimi hitrostmi od 1Hz do 5kHz. LIS3DHTR je primeren za funkcije z aktiviranjem gibanja in zaznavanje prostega padca. Kvantificira statično pospeševanje gravitacije v aplikacijah za zaznavanje nagiba, poleg tega pa prihaja tudi dinamično pospeševanje zaradi gibanja ali šoka. Druge aplikacije vključujejo prepoznavanje klika/dvojnega klika, inteligentno varčevanje z energijo za ročne naprave, števec korakov, usmerjenost zaslona, igre za vnos in igre za navidezno resničnost, prepoznavanje udarcev ter beleženje in spremljanje vibracij ter kompenzacijo.

6. korak: Zaključek

Zaupajte, da bo to početje spodbudilo nadaljnje eksperimentiranje. Ta senzor I2C je fenomenalno prilagodljiv, skromen in na voljo. Ker je okvir v izjemni meri nespremenljiv, lahko naloge razširite in celo izboljšate.

Na primer, lahko začnete z idejo o pedometru z uporabo LIS3DHTR in Raspberry Pi. V zgornji nalogi smo uporabili temeljne izračune. Pospešek je lahko ustrezen parameter za analizo pravila hoje. Za posameznika lahko preverite tri komponente gibanja, ki so naprej (zvijanje, X), bočno (smola, Y) in navpična (os nihanja, Z). Zabeležen je tipičen vzorec vseh treh osi. Vsaj 1 os ima relativno velike periodične vrednosti pospeška. Smer vrha in algoritem sta bistvenega pomena. Ob upoštevanju parametrov korakov (digitalni filter, zaznavanje vrha, časovno okno itd.) Tega algoritma lahko prepoznate in preštejete korake ter izmerite razdaljo, hitrost in v določeni meri porabljene kalorije. Tako lahko uporabite ta senzor na različne načine. Verjamemo, da vam je vsem všeč! Prej kot slej bomo poskušali izvesti delujoč prikaz tega števca korakov, konfiguracijo, kodo, del, ki izračunava sredstva za ločevanje hoje in teka ter porabo kalorij.

Za vašo tolažo imamo na YouTubu zanimiv videoposnetek, ki vam lahko pomaga pri izpitu. Verjemite, da ta podvig spodbuja nadaljnje raziskovanje. Nadaljujte z razmišljanjem! Ne pozabite paziti, saj se vedno znova pojavlja več.