Beschleunigungsmessung mit ADXL345 und Arduino Nano - 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 wurde die Schnittstelle des ADXL345-Sensormoduls mit arduino nano veranschaulicht. Zum Auslesen der Beschleunigungswerte haben wir arduino 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. Arduino Nano

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Arduino Nano

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erläutert im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem arduino nano. 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:

Beginnen wir jetzt mit dem Arduino-Code.

Bei der Verwendung des Sensormoduls mit dem arduino binden wir die Wire.h-Bibliothek ein. Die Bibliothek "Wire" enthält die Funktionen, die die i2c-Kommunikation zwischen dem Sensor und dem Arduino-Board erleichtern.

Der gesamte Arduino-Code ist unten für den Benutzer angegeben:

#enthalten

// ADXL345 I2C-Adresse ist 0x53(83)

#define Addr 0x53

Void-Setup ()

{

// I2C-Kommunikation als MASTER initialisieren

Wire.begin();

// Serielle Kommunikation initialisieren, Baudrate = 9600. einstellen

Serial.begin (9600);

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Bandbreitenratenregister auswählen

Wire.write (0x2C);

// Normaler Modus, Ausgangsdatenrate = 100 Hz

Wire.write (0x0A);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Leistungssteuerregister auswählen

Wire.write (0x2D);

// Auto-Sleep deaktivieren

Wire.write (0x08);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenformatregister auswählen

Wire.write (0x31);

// Selbsttest deaktiviert, 4-Draht-Schnittstelle, volle Auflösung, Bereich = +/-2g

Wire.write (0x08);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

Verzögerung (300);

}

Leere Schleife ()

{

unsignierte int-Daten[6];

for(int i = 0; i < 6; i++)

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister auswählen

Wire.write((50 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 6 Byte Daten lesen

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

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Konvertieren Sie die Daten in 10-Bits

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

if(xAccl > 511)

{

xAccl –= 1024;

}

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

if(yAccl > 511)

{

yAccl –= 1024;

}

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

if(zAccl > 511)

{

zAccl –= 1024;

}

// Daten an seriellen Monitor ausgeben

Serial.print ("Beschleunigung in der X-Achse ist:");

Serial.println (xAccl);

Serial.print ("Beschleunigung in der Y-Achse ist:");

Serial.println (yAccl);

Serial.print ("Beschleunigung in der Z-Achse ist:");

Serial.println (zAccl);

Verzögerung (300);

}

In der Drahtbibliothek werden Wire.write() und Wire.read() verwendet, um die Befehle zu schreiben und den Sensorausgang zu lesen.

Serial.print () und Serial.println () wird verwendet, um die Ausgabe des Sensors auf dem seriellen Monitor der Arduino IDE anzuzeigen.

Die Ausgabe des Sensors ist im Bild oben dargestellt.

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).