Interfațarea senzorului giroscopului 3 axe BMG160 cu Raspberry Pi: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

În lumea de astăzi, mai mult de jumătate dintre tineri și copii sunt pasionați de jocuri și toți cei care sunt pasionați de asta, fascinați de aspectele tehnice ale jocurilor, cunosc importanța detectării mișcării în acest domeniu. De asemenea, am fost uimiți de același lucru și tocmai pentru a-l aduce pe plăci, ne-am gândit să lucrăm la un senzor de giroscop care poate măsura rata unghiulară a oricărui obiect. Deci, senzorul pe care l-am luat pentru a face față sarcinii este BMG160. BMG160 este un senzor giroscopic digital, triaxial, pe 16 biți, care poate măsura rata unghiulară în trei dimensiuni perpendiculare ale camerei.

În acest tutorial, vom demonstra funcționarea BMG160 cu Raspberry pi, folosind Java ca limbaj de programare.

Hardware-ul de care veți avea nevoie în acest scop sunt următoarele:

1. BMG160

2. Raspberry Pi

3. Cablu I2C

4. I2C Shield pentru Raspberry Pi

5. Cablu Ethernet

Pasul 1: Prezentare generală BMG160:

În primul rând, am dori să vă familiarizăm cu caracteristicile de bază ale modulului senzor care este BMG160 și cu protocolul de comunicare pe care funcționează.

BMG160 este în esență un senzor giroscopic digital, triaxial, pe 16 biți, care poate măsura ratele unghiulare. Este capabil să calculeze ratele unghiulare în trei dimensiuni perpendiculare ale camerei, axa x, y și z și să furnizeze semnalele de ieșire corespunzătoare. Poate comunica cu placa pi raspberry folosind protocolul de comunicare I2C. Acest modul special este conceput pentru a îndeplini cerințele pentru aplicații pentru consumatori, precum și pentru scopuri industriale.

Protocolul de comunicare pe care funcționează senzorul este I2C. I2C reprezintă circuitul inter-integrat. Este un protocol de comunicare în care comunicația are loc prin intermediul liniilor SDA (date seriale) și SCL (serial clock). Permite conectarea mai multor dispozitive în același timp. Este unul dintre cele mai simple și mai eficiente protocol de comunicare.

Pasul 2: De ce ai nevoie..

Materialele de care avem nevoie pentru îndeplinirea obiectivului nostru includ următoarele componente hardware:

1. BMG160

2. Raspberry Pi

3. Cablu I2C

4. Scutul I2C pentru Raspberry Pi

5. Cablu Ethernet

Pasul 3: Conectarea hardware-ului:

Secțiunea de conectare hardware explică practic conexiunile de cablare necesare între senzor și raspberry pi. Asigurarea conexiunilor corecte este necesitatea de bază în timp ce lucrați la orice sistem pentru ieșirea dorită. Deci, conexiunile necesare sunt următoarele:

BMG160 va funcționa pe I2C. Iată exemplul schemei de cablare, care demonstrează cum se conectează fiecare interfață a senzorului.

Out-of-the-box, placa este configurată pentru o interfață I2C, ca atare, vă recomandăm să utilizați această conexiune dacă sunteți altfel agnostic. Nu ai nevoie decât de patru fire!

Sunt necesare doar patru conexiuni Vcc, Gnd, SCL și pinii SDA și acestea sunt conectate cu ajutorul cablului I2C.

Aceste conexiuni sunt prezentate în imaginile de mai sus.

Pasul 4: Măsurarea giroscopului cu 3 axe folosind codul Java:

Avantajul utilizării raspberry pi este că vă oferă flexibilitatea limbajului de programare în care doriți să programați placa pentru a interfața senzorul cu aceasta. Profitând de acest avantaj al acestei plăci, demonstrăm aici programarea sa în Java. Codul Java pentru BMG160 poate fi descărcat din comunitatea noastră github care este Dcube Store Community.

Pe lângă ușurința utilizatorilor, explicăm și codul aici: Ca prim pas de codare, trebuie să descărcați biblioteca pi4j în cazul java, deoarece această bibliotecă acceptă funcțiile utilizate în cod. Deci, pentru a descărca biblioteca puteți vizita următorul link:

pi4j.com/install.html

Puteți copia codul Java funcțional pentru acest senzor și de aici:

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

clasa publica BMG160

{

public static main principal (String args ) aruncă Excepție

{

// Creați autobuzul I2C

I2CBus bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Obțineți dispozitivul I2C, adresa BMG160 I2C este 0x68 (104)

I2CDevice device = bus.getDevice (0x68);

// Selectați registrul intervalului

// Configurați gama la scară completă, 2000 dps

device.write (0x0F, (octet) 0x80);

// Selectați registrul lățimii de bandă

// Lățime de bandă 200 Hz

device.write (0x10, (octet) 0x04);

Thread.sleep (500);

// Citiți 6 octeți de date

// xGyro lsb, xGyro msb, yGyro lsb, yGyro msb, zGyro lsb, zGyro msb

octet date = octet nou [6];

device.read (0x02, date, 0, 6);

// Conversia datelor

int xGyro = ((date [1] & 0xFF) * 256 + (date [0] & 0xFF));

dacă (xGyro> 32767)

{

xGyro - = 65536;

}

int yGyro = ((date [3] & 0xFF) * 256 + (date [2] & 0xFF));

dacă (yGyro> 32767)

{

yGyro - = 65536;

}

int zGyro = ((date [5] & 0xFF) * 256 + (date [4] & 0xFF));

if (zGyro> 32767)

{

zGyro - = 65536;

}

// Ieșire date pe ecran

System.out.printf ("Axa X de rotație:% d% n", xGyro);

System.out.printf ("Axa Y de rotație:% d% n", yGyro);

System.out.printf ("Axa Z de rotație:% d% n", zGyro);

}

}

Biblioteca care facilitează comunicarea i2c între senzor și placă este pi4j, diversele sale pachete I2CBus, I2CDevice și I2CFactory ajută la stabilirea conexiunii.

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus; import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

Această parte a codului face ca senzorul să măsoare rata unghiulară scriind comenzile respective folosind funcția write () și apoi datele sunt citite folosind funcția read ().

// Selectați registrul intervalului // Configurați gama completă a scalei, dispozitiv 2000 dps.write (0x0F, (octet) 0x80); // Selectați registrul lățimii de bandă // Lățimea de bandă 200 Hz device.write (0x10, (octet) 0x04); Thread.sleep (500);

// Citiți 6 octeți de date

// xGyro lsb, xGyro msb, yGyro lsb, yGyro msb, zGyro lsb, zGyro msb byte date = new byte [6]; device.read (0x02, date, 0, 6);

Datele primite de la senzor sunt convertite în formatul adecvat utilizând următoarele:

int xGyro = ((date [1] & 0xFF) * 256 + (date [0] & 0xFF)); if (xGyro> 32767) {xGyro - = 65536; } int yGyro = ((date [3] & 0xFF) * 256 + (date [2] & 0xFF)); if (yGyro> 32767) {yGyro - = 65536; } int zGyro = ((date [5] & 0xFF) * 256 + (date [4] & 0xFF)); if (zGyro> 32767) {zGyro - = 65536; }

Ieșirea este tipărită utilizând funcția System.out.println (), în formatul următor.

System.out.println ("Axa X de rotație:% d% n", xGyro); System.out.println ("axa Y de rotație:% d% n", yGyro); System.out.println ("Axa Z de rotație:% d% n", zGyro);

Ieșirea senzorului este prezentată în imaginea de mai sus.

Pasul 5: Aplicații:

BMG160 are un număr variat de aplicații pe dispozitive precum telefoane mobile, dispozitive de interfață mașină umană. Acest modul senzor a fost conceput pentru a îndeplini cerințele pentru aplicații pentru consumatori, cum ar fi stabilizarea imaginii (DSC și camera-telefon), dispozitivele de jocuri și de indicare. Este, de asemenea, utilizat în sistemele care necesită recunoașterea gesturilor și în sistemele utilizate în navigația interioară.