Monitorimi i përshpejtimit duke përdorur Raspberry Pi dhe AIS328DQTR duke përdorur Python: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Përshpejtimi është i kufizuar, mendoj sipas disa ligjeve të Fizikës.- Terry Riley

Një cheetah përdor përshpejtim të mahnitshëm dhe ndryshime të shpejta në shpejtësi kur ndiqni. Krijesa më e shpejtë në breg, herë pas here, përdor ritmin e saj të lartë për të kapur prenë. Krijesat e shpejtojnë këtë duke aplikuar pothuajse pesë herë më shumë fuqi sesa ajo e Usain Bolt në mes të vrapimit të tij rekord të 100 metrave.

Në kohën e tanishme, individët nuk mund ta imagjinojnë ekzistencën e tyre pa risi. Rreth nesh, novacione të ndryshme po ndihmojnë njerëzit të vazhdojnë ekzistencën e tyre me më shumë ekstravagancë. Raspberry Pi, mini-PC me një bord Linux, jep një bazë të lirë dhe të respektueshme për përpjekjet elektronike dhe avancimet e fundit si IoT, Smart Cities dhe Education School. Si tifozë të kompjuterëve dhe pajisjeve, ne kemi marrë një masë të konsiderueshme me Raspberry Pi dhe kemi zgjedhur të përziejmë interesat tona. Pra, cilat janë rezultatet e mundshme se çfarë mund të bëjmë nëse kemi një Raspberry Pi dhe një Përshpejtues me 3 boshte pranë? Në këtë detyrë, ne do të përfshijmë AIS328DQTR, një sensor dixhital 3-aksesh MEMS akselerometër linear, për të matur nxitimin në 3 drejtime, X, Y dhe Z, me Raspberry Pi duke përdorur Python. Kjo vlen të shikohet.

Hapi 1: Hardueri që Ne Kërkojmë

Çështjet ishin më pak për ne pasi ne kemi një masë të madhe të gjërave që qëndrojnë aty për të punuar. Në çdo rast, ne e dimë se sa e mundimshme është që të tjerët të heqin pjesën e duhur në kohë të përsosur nga vendi i fortë dhe që mbrohet duke i kushtuar pak vërejtje çdo qindarkë. Kështu që ne do t'ju ndihmojmë.

1. Raspberry Pi

Hapi fillestar ishte marrja e një bordi Raspberry Pi. Raspberry Pi është një kompjuter i vetëm i bazuar në Linux. Ky kompjuter i vogël paketon një grusht në regjistrimin e fuqisë, i përdorur si një pjesë e ushtrimeve elektronike, dhe operacionet e kompjuterit si spreadsheets, përpunimi i fjalëve, sërfimi në internet, email dhe lojëra. Ju mund të blini një në çdo dyqan elektronik ose hobi.

2. Mburoja I2C për Raspberry Pi

Shqetësimi kryesor që Raspberry Pi mungon vërtet është një port I2C. Pra, për këtë, lidhësi TOUTPI2 I2C ju jep kuptimin të përdorni Raspberry Pi me çdo pajisje I2C. Availableshtë në dispozicion në Dyqanin DCUBE

3. Përshpejtues 3-bosht, AIS328DQTR

Që i përket sensorëve të lëvizjes STMicroelectronics, AIS328DQTR është një akselerometër linear me fuqi shumë të ulët me performancë të lartë me 3 boshte me dalje standarde të ndërfaqes serike dixhitale SPI. Ne e morëm këtë sensor nga Dyqani DCUBE

4. Kabllo lidhëse

Ne e morëm kabllon Lidhës I2C nga Dyqani DCUBE

5. Kabllo mikro USB

Më i përuluri i hutuar, por më i rrepti në shkallën që ka nevojë për fuqi është Raspberry Pi! Mënyra më e drejtpërdrejtë për t'u marrë me planin e lojës është duke përdorur kabllon Micro USB. Kunjat GPIO ose portet USB mund të përdoren në mënyrë të ngjashme për të siguruar furnizim të bollshëm me energji elektrike.

6. Qasja në internet është një nevojë

Merrni Raspberry Pi tuaj të lidhur me një kabllo Ethernet (LAN) dhe lidheni atë në rrjetin tuaj. Nga ana tjetër, skanoni për një lidhje WiFi dhe përdorni një nga portat USB për të shkuar në rrjetin e largët. Shtë një vendim i mprehtë, themelor, i vogël dhe i thjeshtë!

7. Kabllo HDMI/Qasje në distancë

Raspberry Pi ka një port HDMI të cilin mund ta ndërlidhni veçanërisht me një Monitor ose TV me një kabllo HDMI. Me zgjedhje, mund të përdorni SSH për të sjellë me Raspberry Pi tuaj nga një kompjuter Linux ose Macintosh nga terminali. Gjithashtu, PuTTY, një emulator terminal falas dhe me burim të hapur tingëllon si një zgjedhje jo aq e keqe.

Hapi 2: Lidhja e harduerit

Bëni qarkun siç tregohet nga skema e shfaqur. Në grafik, do të shihni pjesët e ndryshme, fragmentet e energjisë dhe sensorin I2C.

Raspberry Pi dhe I2C Shield Connection

Më e rëndësishmja tjetër, merrni Raspberry Pi dhe vëreni I2C Shield mbi të. Shtypni Shield me kujdes mbi kunjat GPIO të Pi dhe ne jemi të përfunduar me këtë hap po aq të drejtpërdrejtë sa byreku (shiko fotografinë).

Raspberry Pi dhe Sensor Connection

Merrni sensorin dhe ndërlidhni kabllon I2C me të. Për funksionimin e përshtatshëm të këtij kablli, ju lutemi rishikoni I2C Output GJITHMON duke marrë hyrjen I2C. E njëjta gjë duhet të merret më pas për Raspberry Pi me mburojën I2C të montuar mbi kunjat GPIO.

Ne inkurajojmë përdorimin e kabllit I2C pasi mohon kërkesën për ndarjen e pinouts, sigurimin dhe shqetësimin e arritur edhe nga rrëmuja më e përulur. Me këtë lidhje të rëndësishme dhe kabllo të luajtjes, ju mund të paraqisni, shkëmbeni mjete ose të shtoni më shumë pajisje në një aplikacion të përshtatshëm. Kjo mbështet peshën e punës deri në një nivel të jashtëzakonshëm.

Shënim: Teli kafe duhet të ndjekë në mënyrë të besueshme lidhjen Ground (GND) midis daljes së një pajisjeje dhe hyrjes së një pajisjeje tjetër

Rrjeti i uebit është çelësi

Për ta bërë përpjekjen tonë një fitore, ne kërkojmë një lidhje në internet për Raspberry Pi tonë. Për këtë, ju keni mundësi si lidhja e një Ethernet (LAN) të bashkohet me rrjetin shtëpiak. Për më tepër, si një opsion, një kurs i këndshëm është përdorimi i një lidhje USB WiFi. Në përgjithësi për këtë, ju keni nevojë për një shofer që ta bëjë atë të funksionojë. Pra, drejtohuni drejt atij me Linux në përshkrim.

Furnizimi me energji elektrike

Futeni kabllon Micro USB në prizën e energjisë të Raspberry Pi. Grushtojeni dhe ne jemi gati.

Lidhja me ekranin

Mund të kemi kabllon HDMI të lidhur me një Monitor tjetër. Ndonjëherë, ju duhet të shkoni te një Raspberry Pi pa e ndërlidhur atë me një ekran ose mund t'ju duhet të shikoni informacione nga ai diku tjetër. Ndoshta, ka mënyra krijuese dhe të zgjuara fiskalisht për t'u marrë me të gjitha gjërat e konsideruara. Njëra prej tyre po përdor - SSH (hyrje në linjën e komandës në distancë). Ju gjithashtu mund të përdorni softuerin PuTTY për këtë.

Hapi 3: Kodimi Python për Raspberry Pi

Ju mund të shihni Kodin Python për Sensorin Raspberry Pi dhe AIS328DQTR në Depon tonë të Github.

Para se të vazhdoni me kodin, sigurohuni që të lexoni rregullat e dhëna në arkivin Readme dhe të vendosni Raspberry Pi tuaj sipas tij. Thjesht do të ketë afat për një moment për të bërë të gjitha gjërat e konsideruara.

Një akselerometër është një vegël elektromekanike që do të vlerësojë forcat e nxitimit. Këto fuqi mund të jenë statike, të ngjashme me forcën e vazhdueshme të gravitetit që tërheq në këmbët tuaja, ose mund të jenë të ndryshueshme - të shkaktuara nga lëvizja ose dridhja e përshpejtuesit.

Vazhdimi është me kodin python dhe ju mund të klononi dhe ndryshoni kodin në çfarëdo mënyre që anoni drejt tij.

# Shpërndarë me një licencë të vullnetit të lirë.# Përdoreni atë në çdo mënyrë që dëshironi, fitimprurëse ose falas, me kusht që të përshtatet me licencat e veprave të tij shoqëruese. # AIS328DQTR # Ky kod është krijuar për të punuar me Mini Modulin AIS328DQTR_I2CS I2C i disponueshëm nga dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/ais328dqtr-high-performance-ultra-low-power-3-axis-accelerometer -digjital-dalje-për-automobila-aplikacione-i%C2%B2c-mini-modul/

import smbus

koha e importit

# Merrni autobusin I2C

autobus = smbus. SMBus (1)

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Zgjidh regjistrin e kontrollit1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Mënyra e ndezjes, Zgjedhja e shkallës së të dhënave = 50Hz # X, Y, Z-Axis autobus i aktivizuar. Shkruani_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # Adresa AIS328DQTR, 0x18 (24) # Zgjidh regjistrin e kontrollit4, 0x23 (35) # 0x30 (48) Përditësim i vazhdueshëm, Zgjedhje në shkallë të plotë = +/- 8G bus.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x30)

koha. gjumi (0.5)

# Adresa AIS328DQTR, 0x18 (24)

# Lexoni të dhënat mbrapa nga 0x28 (40), 2 bajt # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Konvertoni të dhënat

xAccl = të dhëna 1 * 256 + të dhëna0 nëse xAccl> 32767: xAccl -= 65536

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Lexoni të dhënat mbrapa nga 0x2A (42), 2 bajt # Y-Axis LSB, Y-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Konvertoni të dhënat

yAccl = data1 * 256 + data0 nëse yAccl> 32767: yAccl -= 65536

# AIS328DQTR adresa, 0x18 (24)

# Lexoni të dhënat mbrapa nga 0x2C (44), 2 bajt # Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Konvertoni të dhënat

zAccl = data1 * 256 + data0 nëse zAccl> 32767: zAccl -= 65536

# Dalja e të dhënave në ekran

print "Përshpejtimi në boshtin X: %d" %xAccl print "Përshpejtimi në boshtin Y: %d" %yAccl print "Përshpejtimi në boshtin Z: %d" %zAccl

Hapi 4: Prakticiteti i Kodit

Shkarkoni (ose git pull) kodin nga Github dhe hapeni atë në Raspberry Pi.

Drejtoni komandat për të përpiluar dhe ngarkuar kodin në terminal dhe shihni rendimentin në ekran. Duke marrë disa minuta, ai do të shfaqë secilin nga parametrat. Në vazhdën e garantimit se gjithçka funksionon pa mundim, ju mund ta përdorni këtë sipërmarrje çdo ditë ose ta bëni këtë sipërmarrje një pjesë të vogël të një caktimi shumë më të madh. Çfarëdo që të keni nevojë tani keni një shtesë në grumbullimin tuaj.

Hapi 5: Aplikimet dhe Karakteristikat

Prodhuar nga STMicroelectronics, përshpejtues ultra kompakt me fuqi të ulët me performancë të lartë 3 akse lineare që i përkasin sensorëve të lëvizjes. AIS328DQTR është i përshtatshëm për aplikime të tilla si telematika dhe kutitë e zeza, navigimi në makinë në makinë, matja e pjerrësisë / prirjes, pajisja kundër vjedhjes, kursimi inteligjent i energjisë, njohja dhe regjistrimi i ndikimit, monitorimi dhe kompensimi i dridhjeve dhe funksionet e aktivizuara nga lëvizja.

Hapi 6: Përfundimi

Nëse keni menduar të eksploroni universin e sensorëve Raspberry Pi dhe I2C, atëherë mund të tronditeni duke përdorur bazat e harduerit, kodimin, rregullimin, autorizimin, etj. Në këtë metodë, mund të ketë disa detyra që mund të jetë e drejtpërdrejtë, ndërsa disa mund t'ju testojnë, lëvizin. Në çdo rast, ju mund të bëni një mënyrë dhe ta përsosni atë duke ndryshuar dhe bërë një formacion tuajin.

Për shembull, Ju mund të filloni me mendimin e një Prototipi të Sjelljes për të monitoruar dhe përshkruar lëvizjet fizike dhe qëndrimet e trupit të kafshëve me AIS328DQTR dhe Raspberry Pi duke përdorur Python. Në detyrën e mësipërme, ne kemi përdorur llogaritjet themelore të një përshpejtuesi. Protokolli është të krijojë një sistem të përshpejtuesit së bashku me çdo xhirometër dhe një GPS, dhe një algoritëm të mësuar të mbikëqyrur (të makinës) (makinë vektoriale mbështetëse (SVM)) për identifikimin e automatizuar të sjelljes së kafshëve. Kjo do të pasohet nga mbledhja e matjeve paralele të sensorëve dhe vlerësimi i matjeve duke përdorur klasifikimin e makinës vektoriale mbështetëse (SVM). Përdorni kombinime të ndryshme të matjeve të pavarura (ulur, ecur ose vrapuar) për trajnim dhe vërtetim për të përcaktuar qëndrueshmërinë e prototipit. Ne do të përpiqemi të bëjmë një interpretim pune të këtij prototipi herët se vonë, konfigurimi, kodi dhe modelimi funksionojnë për më shumë mënyra të sjelljes. Ne besojmë se të gjithëve ju pëlqen!

Për lehtësinë tuaj, ne kemi një video simpatike në YouTube e cila mund të ndihmojë në shqyrtimin tuaj. Besoni se kjo përpjekje motivon eksplorimin e mëtejshëm. Filloni aty ku jeni. Përdorni atë që keni. Bëni atë që mundeni.