Control de moviment amb Raspberry Pi i LIS3DHTR, acceleròmetre de 3 eixos, amb Python: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

La bellesa ens envolta, però en general, hem de caminar per un jardí per conèixer-la. - Rumi

Com a grup educat que semblem, invertim la gran majoria de la nostra energia treballant abans que els nostres ordinadors i telèfons mòbils. Per tant, sovint deixem que el nostre benestar prengui el saló secundari, sense trobar mai una oportunitat ideal per anar al gimnàs o a una classe de fitness i, com a norma, escollir menjar ràpid per prendre decisions molt més beneficioses. La notícia edificant és si tot el que necessiteu és una mica d’ajuda amb el registre de registres o per controlar el vostre progrés, podeu utilitzar la innovació actual per fabricar algun aparell per ajudar-vos a vosaltres mateixos.

La tecnologia es desenvolupa ràpidament. De manera coherent, ens adonem d'alguna nova innovació que canviarà el món i la nostra manera d'aprendre. Quan us dediqueu a ordinadors, codificació i robots o simplement us agrada jugar, hi ha una benedicció tecnològica. Raspberry Pi, l’ordinador Linux de micro placa única, es dedica a millorar la manera d’aprendre amb la tecnologia innovadora, però també la clau per millorar l’aprenentatge educatiu a tot el món. Quins són els possibles resultats que podem fer si tenim un Raspberry Pi i un acceleròmetre de 3 eixos a prop? Què tal ho trobem! En aquesta tasca, comprovarem l’acceleració en 3 eixos perpendiculars, X, Y i Z mitjançant Raspberry Pi i LIS3DHTR, un acceleròmetre de 3 eixos. Així que hauríem de veure en aquest viatge per crear un sistema per comprovar l’acceleració tridimensional cap amunt o la força G.

Pas 1: maquinari bàsic que necessitem

Els problemes eren menys per a nosaltres, ja que tenim una gran quantitat de coses per treballar. En qualsevol cas, sabem com és problemàtic per a d’altres acumular la part correcta en temps immaculat des del lloc útil i això es defensa fent poca atenció a cada cèntim. Així que us ajudaríem. Seguiu el document adjunt per obtenir una llista completa de peces.

1. Raspberry Pi

El pas inicial era aconseguir una placa Raspberry Pi. El Raspberry Pi és un PC basat en Linux d’una sola placa. Aquest petit PC compta amb una gran quantitat de potència informàtica, que s'utilitza com a part de les activitats dels gadgets i operacions senzilles com fulls de càlcul, preparació de paraules, escaneig web i correu electrònic i jocs.

2. Escut I2C per a Raspberry Pi

La principal preocupació que absenta Raspberry Pi és un port I²C. Per això, el connector TOUTPI2 I²C us dóna la sensació d'utilitzar Rasp Pi amb QUALSEVOL dispositiu I²C. Està disponible a DCUBE Store

3. Acceleròmetre de 3 eixos, LIS3DHTR

El LIS3DH és un acceleròmetre lineal de tres eixos d’alt rendiment i potència ultra baixa que pertany a la família “nano”, amb sortida estàndard d’interfície sèrie I2C / SPI digital. Hem adquirit aquest sensor a DCUBE Store

4. Cable de connexió

Hem adquirit el cable de connexió I2C a la botiga DCUBE

5. Cable micro USB

El Raspberry Pi és el més desconcertat però més estricte en la mesura que necessita energia. La manera més senzilla d’afrontar-la és mitjançant l’ús del cable Micro USB.

6. L’accés web és una necessitat

Els nens a Internet mai dormen

Associeu el vostre Raspberry Pi amb un cable Ethernet (LAN) i connecteu-lo al vostre encaminador de xarxa. De manera opcional, cerqueu un connector WiFi i utilitzeu un dels ports USB per accedir al sistema remot. És una decisió aguda, senzilla, petita i de mala qualitat!

7. Cable HDMI / accés remot

El Raspberry Pi té un port HDMI que podeu connectar específicament a una pantalla o TV amb un cable HDMI. De manera opcional, podeu utilitzar SSH per associar-lo amb el vostre Raspberry Pi des d’un PC Linux o Macintosh des del terminal. De la mateixa manera, PuTTY, un emulador de terminal lliure i de codi obert, sona com una alternativa decent.

Pas 2: Connexió del maquinari

Feu el circuit segons l'esquema aparegut. Elaboreu un diagrama i feu un esquema amb precisió: la imaginació és més important que el coneixement.

Connexió de l’escut Raspberry Pi i I2C

Per sobre de tot, agafeu el Raspberry Pi i observeu-hi l'I2C Shield. Premeu delicadament l’escut sobre els passadors GPIO de Pi i hem acabat amb aquesta progressió tan senzilla com el pastís (vegeu el resum).

Connexió del sensor i del gerd Pi

Agafeu el sensor i la interfície del cable I2C. Per al funcionament adequat d'aquest cable, recordeu la sortida I2C SEMPRE associada amb l'entrada I2C. El mateix s’ha de prendre després per al Raspberry Pi amb l’escut I2C muntat sobre els pins GPIO.

Aprovem l’ús del cable I2C, ja que nega la necessitat d’examinar els pinouts, la fixació i les molèsties provocades fins i tot per la petita rosca. Amb aquest cable bàsic de connexió i reproducció, podeu presentar, intercanviar gadgets o afegir més gadgets a una aplicació de manera eficaç. Això facilita el pes del treball fins a un nivell significatiu.

Nota: el cable marró hauria de seguir de manera fiable la connexió de terra (GND) entre la sortida d’un dispositiu i l’entrada d’un altre dispositiu

La xarxa web és clau

Per guanyar el nostre esforç, necessitem una associació d’Internet per al nostre Raspberry Pi. Per a això, teniu opcions com la connexió d’un cable Ethernet (LAN) amb la xarxa domèstica. A més, com a alternativa, sigui com sigui, un curs complaent és utilitzar un connector USB WiFi. Per regla general, necessiteu un controlador perquè funcioni. Per tant, inclineu-vos cap a aquell amb Linux a la descripció.

Font d'alimentació

Connecteu el cable Micro USB a la presa d’alimentació de Raspberry Pi. Punch up i estem llestos.

Connexió a pantalla

Podem tenir el cable HDMI associat a una altra pantalla. En alguns casos, heu d’arribar a un Raspberry Pi sense connectar-lo a una pantalla o és possible que hàgiu de veure algunes dades d’ell des d’un altre lloc. És concebible que hi hagi enfocaments innovadors i amb coneixements financers per fer-ho com a tal. Un d’ells és utilitzar -SSH (inici de sessió remot a la línia d’ordres). També podeu utilitzar el programari PUTTY per a això. Aquests són per a usuaris avançats. Per tant, els detalls no s’inclouen aquí.

Pas 3: codificació de Python per a Raspberry Pi

El codi Python per al sensor Raspberry Pi i LIS3DHTR és accessible al nostre dipòsit Github.

Abans de continuar amb el codi, assegureu-vos de llegir les regles que s’indiquen a l’arxiu Llegeix-me i configurar el vostre Raspberry Pi segons el mateix. Només es respirarà un moment per fer totes les coses considerades.

Un acceleròmetre és un aparell electromecànic que mesura les forces d’acceleració. Aquests poders poden ser estàtics, similars a la força de gravetat constant que s’estira als peus, o poden ser modificables, provocats movent o vibrant l’acceleròmetre.

L'acompanyant és el codi python i podeu clonar-lo i ajustar-lo de qualsevol manera cap a on inclineu.

# Distribuïda amb una llicència de lliure voluntat. # Utilitzeu-la de la manera que vulgueu, de forma gratuïta o gratuïta, sempre que encaixi en les llicències de les obres associades. # LIS3DHTR # Aquest codi està dissenyat per funcionar amb el mini mòdul LIS3DHTR_I2CS I2C disponible a dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 % B2c-mini-module /

importar smbus

temps d'importació

# Aconsegueix un bus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# Adreça LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Seleccioneu registre de control1, 0x20 (32) # 0x27 (39) Mode d'encesa, selecció de velocitat de dades = 10 Hz # X, Y, bus habilitat per a l'eix Z.write_byte_data (0x18, 0x20, 0x27) # Adreça LIS3DHTR, 0x18 (24)) # Seleccioneu registre de control4, 0x23 (35) # 0x00 (00) Actualització contínua, selecció a escala completa = +/- bus 2G.write_byte_data (0x18, 0x23, 0x00)

time.sleep (0,5)

# Adreça LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Llegir dades de 0x28 (40), 2 bytes # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x29)

# Converteix les dades

xAccl = data1 * 256 + data0 si xAccl> 32767: xAccl - = 65536

# Adreça LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Llegeix les dades de 0x2A (42), 2 bytes # Eix Y LSB, Eix Y MSB data0 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2B)

# Converteix les dades

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

# Adreça LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Llegir dades de 0x2C (44), 2 bytes # Eix Z LSB, eix Z dades MSB = bus.read_byte_data (0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data (0x18, 0x2D)

# Converteix les dades

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

# Sortida de dades a la pantalla

imprimir "Acceleració a l'eix X:% d"% xAccl imprimir "Acceleració a l'eix Y:% d"% yAccl imprimir "Acceleració a l'eix Z:% d"% zAccl

Pas 4: La viabilitat del codi

Baixeu-vos (o git pull) el codi de Github i obriu-lo al Raspberry Pi.

Executeu les ordres per compilar i penjar el codi al terminal i veure el rendiment a la pantalla. Després d'un parell de minuts, es demostrarà cadascun dels paràmetres. Com a conseqüència de garantir que tot funciona sense esforç, podeu portar aquest atreviment a una empresa més notable.

Pas 5: Aplicacions i funcions

Fabricat per STMicroelectronics, el LIS3DHTR té escales completes seleccionables dinàmicament per l'usuari de ± 2g / ± 4g / ± 8g / ± 16g i és capaç de mesurar acceleracions amb velocitats de dades de sortida d'1Hz a 5kHz. El LIS3DHTR és adequat per a funcions activades per moviment i detecció de caigudes lliures. Es quantifica l’acceleració estàtica de la gravetat en aplicacions de detecció d’inclinacions i, a més, l’acceleració dinàmica a prop del moviment o xoc. Altres aplicacions inclouen reconeixement de clic / doble clic, estalvi d’energia intel·ligent per a dispositius de mà, podòmetre, orientació de pantalla, dispositius d’entrada de jocs i realitat virtual, reconeixement d’impactes i registre i compensació de vibracions i registre.

Pas 6: Conclusió

La confiança en aquesta empresa afavoreix l'experimentació. Aquest sensor I2C és fenomenalment adaptable, modest i disponible. Com que és un marc impermanent en un grau impressionant, hi ha maneres interessants d’ampliar aquesta tasca i millorar-la fins i tot.

Per exemple, podeu començar amb la idea d’un podòmetre amb el LIS3DHTR i el Raspberry Pi. En la tasca anterior, hem utilitzat càlculs fonamentals. L’acceleració pot ser el paràmetre rellevant per analitzar la decisió de caminar. Podeu comprovar els tres components del moviment per a una persona que sigui cap endavant (rotllo, X), lateral (pitch, Y) i vertical (eix de guijada, Z). Es registra un patró típic dels 3 eixos. Almenys un eix tindrà valors d’acceleració periòdica relativament grans. Per tant, la direcció del pic i un algorisme són essencials. Tenint en compte els paràmetres de passos (filtre digital, detecció de pics, finestra de temps, etc.) d’aquest algorisme, podeu reconèixer i comptar passos, així com mesurar la distància, la velocitat i, fins a un cert punt, les calories cremades. Per tant, podeu utilitzar aquest sensor de diverses maneres que podeu considerar. Confiem que us agradi a tots! Intentarem fer una interpretació de funcionament d’aquest podòmetre més aviat que tard, la configuració, el codi, la part que calcula els mitjans per separar la marxa i la carrera i les calories cremades.

Per al vostre consol, tenim un vídeo intrigant a YouTube que us pot ajudar a examinar-vos. La confiança en aquesta empresa motiva una nova exploració. Continueu reflexionant! Recordeu que heu de buscar-ne, ja que n’hi apareixen de manera persistent.