Beschleunigungsmessung mit ADXL345 und Raspberry Pi - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Der ADXL345 ist ein kleiner, dünner 3-Achsen-Beschleunigungsmesser mit extrem geringem Stromverbrauch und hoher Auflösung (13 Bit) bei bis zu ±16 g. Digitale Ausgangsdaten werden als 16-Bit-Zweierkomplement formatiert und sind über die digitale I2 C-Schnittstelle zugänglich. Es misst die statische Gravitationsbeschleunigung bei Neigungserkennungsanwendungen sowie die dynamische Beschleunigung aufgrund von Bewegungen oder Stößen. Seine hohe Auflösung (3,9 mg/LSB) ermöglicht die Messung von Neigungsänderungen unter 1,0°.

In diesem Tutorial wird die Anbindung des ADXL345-Sensormoduls an Raspberry Pi demonstriert und auch seine Programmierung mit der Python-Sprache veranschaulicht. Um die Beschleunigungswerte auf allen 3-Achsen abzulesen, haben wir Raspberry Pi mit einem I2C-Adapter verwendet. Dieser I2C-Adapter macht die Verbindung zum Sensormodul einfach und zuverlässiger.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. ADXL345

2. Himbeer-Pi

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Himbeer-Pi

5. Ethernet-Kabel

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erklärt im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem Himbeer-Pi. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der ADXL345 funktioniert über I2C. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind.

Alles was Sie brauchen sind vier Drähte! Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Code zur Messung der Beschleunigung:

Der Vorteil der Verwendung von Raspberry Pi besteht darin, dass Sie die Flexibilität der Programmiersprache haben, in der Sie das Board programmieren möchten, um den Sensor damit zu verbinden. Diesen Vorteil dieses Boards nutzend, demonstrieren wir hier seine Programmierung in Python. Der Python-Code für ADXL345 kann von unserer Github-Community, der Control Everything Community, heruntergeladen werden.

Neben der Benutzerfreundlichkeit erklären wir den Code auch hier:

Als ersten Schritt der Codierung müssen Sie im Falle von Python die smbus-Bibliothek herunterladen, da diese Bibliothek die im Code verwendeten Funktionen unterstützt. Um die Bibliothek herunterzuladen, können Sie den folgenden Link besuchen:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

Sie können den funktionierenden Python-Code für diesen Sensor auch von hier kopieren:

smbus importieren

Importzeit

# I2C-Busbus abrufen = smbus. SMBus(1)

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Bandbreitenratenregister auswählen, 0x2C(44)

# 0x0A(10) Normalmodus, Ausgangsdatenrate = 100 Hz

bus.write_byte_data(0x53, 0x2C, 0x0A)

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Leistungssteuerregister auswählen, 0x2D(45)

# 0x08(08) Auto-Sleep deaktivieren

bus.write_byte_data(0x53, 0x2D, 0x08)

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Datenformatregister auswählen, 0x31(49)

# 0x08(08) Selbsttest deaktiviert, 4-Draht-Schnittstelle

# Volle Auflösung, Bereich = +/-2g

bus.write_byte_data(0x53, 0x31, 0x08)

time.sleep(0.5)

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Daten von 0x32(50) zurücklesen, 2 Byte

# X-Achsen-LSB, X-Achsen-MSB

data0 = bus.read_byte_data(0x53, 0x32)

data1 = bus.read_byte_data(0x53, 0x33)

# Konvertieren Sie die Daten in 10-Bits

xAccl = ((Daten1 & 0x03) * 256) + Daten0

wenn xAccl > 511:

xAccl -= 1024

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Daten von 0x34(52), 2 Bytes zurücklesen

# Y-Achsen-LSB, Y-Achsen-MSB

data0 = bus.read_byte_data(0x53, 0x34)

data1 = bus.read_byte_data(0x53, 0x35)

# Konvertieren Sie die Daten in 10-Bits

yAccl = ((Daten1 & 0x03) * 256) + Daten0

wenn yAccl > 511:

yAccl -= 1024

# ADXL345-Adresse, 0x53(83)

# Daten von 0x36(54), 2 Bytes zurücklesen

# Z-Achse LSB, Z-Achse MSB

data0 = bus.read_byte_data(0x53, 0x36)

data1 = bus.read_byte_data(0x53, 0x37)

# Konvertieren Sie die Daten in 10-Bits

zAccl = ((Daten1 & 0x03) * 256) + Daten0

wenn zAccl > 511:

zAccl -= 1024

# Daten auf den Bildschirm ausgeben

print "Beschleunigung in X-Achse: %d" %xAccl

print "Beschleunigung in Y-Achse: %d" %yAccl

print "Beschleunigung in Z-Achse: %d" %zAccl

Der unten erwähnte Codeteil enthält die Bibliotheken, die für die korrekte Ausführung der Python-Codes erforderlich sind.

Import smbusImportzeit

Der Code kann ausgeführt werden, indem Sie den unten genannten Befehl in die Eingabeaufforderung eingeben.

$> Python ADXL345.py

Die Ausgabe des Sensors wird auch im obigen Bild zur Referenz des Benutzers angezeigt.

Schritt 4: Anwendungen:

ADXL345 ist ein kleiner, dünner 3-Achsen-Beschleunigungsmesser mit extrem geringem Stromverbrauch, der in Handsets, medizinischen Instrumenten usw. eingesetzt werden kann. Seine Anwendung umfasst auch Spiel- und Zeigegeräte, industrielle Instrumente, persönliche Navigationsgeräte und Festplattenschutz (HDD).