Akcelerometry to wyjątkowe urządzenia elektromechaniczne, które mierzą siły przyspieszenia, takie jak siła grawitacji 9,8 metra na sekundę do kwadratu, ciągnąca stale nieruchome obiekty, takie jak komputer. W rzeczywistości firmy komputerowe zaczęły instalować w laptopach akcelerometry w celu wykrywania nagłych upadków i wyłączania dysków twardych, aby chronić je przed uszkodzeniem. Chociaż są to złożone urządzenia używane głównie przez studentów inżynierii i technologów, możesz stworzyć prosty obwód do dość łatwego pomiaru nachylenia i przyspieszenia akcelerometru.
Kroki
Część 1 z 3: Podłączanie akcelerometru do mikrokontrolera
Krok 1. Podłącz akcelerometr do płytki stykowej
Płytki prototypowe to urządzenia, które mogą tworzyć obwody bez użycia lutowania. W tym przypadku używasz go do połączenia akcelerometru z mikrokontrolerem. Przytrzymaj akcelerometr tak, aby kołki na dole były skierowane w dół. Teraz delikatnie wciśnij szpilki w płytkę stykową, tak aby strona z szpilkami była skierowana od ciebie w kierunku mikrokontrolera.
- Upewnij się, że mikrokontroler jest do góry nogami i znajduje się bezpośrednio nad płytką stykową i akcelerometrem.
- Kup pakiet mikrokontrolera - taki jak Arduino Uno Basic Starter Kit - który zawiera mikrokontroler, płytkę stykową i wszystkie niezbędne przewody połączeniowe.
Krok 2. Dołącz „X_OUT” do „A_O
" Włóż przewód połączeniowy do otworu w płytce stykowej bezpośrednio nad pinem „X_OUT” na akcelerometrze. Stąd podłącz drugą stronę przewodu do wejścia oznaczonego „A0” w mikrokontrolerze.
Wejście "A0" powinno znajdować się w lewym górnym rogu płytki mikrokontrolera, jeśli jest odwrócone do góry nogami. Możesz określić jego pozycję, sprawdzając, czy nazwa marki jest pionowa, czy do góry nogami
Krok 3. Uruchom „Y_OUT” do „A_1
" Włóż drugi przewód połączeniowy do otworu w płytce stykowej bezpośrednio nad pinem „Y_OUT” na akcelerometrze, który jest pierwszym na lewo od „X_OUT”. Teraz podłącz drugi koniec przewodu do wejścia „A1” na płytce mikrokontrolera.
Wejście „A1” znajduje się bezpośrednio po lewej stronie wejścia „A0” na płytce mikrokontrolera, gdy jest ono odwrócone do góry nogami
Krok 4. Połącz „Z_OUT” z „A_2
" Włóż trzeci przewód połączeniowy do otworu płytki stykowej nad stykiem „Z_OUT” akcelerometru, który znajduje się po lewej stronie styku „Y_OUT”. Stąd podłącz drugą stronę przewodu do wejścia „A2” na płytce mikrokontrolera.
Wejście "A2" znajduje się po lewej stronie wejścia "A1" na płytce mikrokontrolera, gdy jest odwrócone do góry nogami
Krok 5. Dołącz „GND” do „GND
" Podłącz czwarty przewód połączeniowy do otworu płytki stykowej nad stykiem „GND” akcelerometru, który znajduje się po lewej stronie złącza „Z_OUT”. Drugi koniec przewodu podłącz do tego samego wejścia na płytce mikrokontrolera.
Wejście „GND” powinno znajdować się po prawej stronie wejść A1 do A5, gdy płytka mikrokontrolera jest odwrócona i zwykle jest podświetlona na biało
Krok 6. Podłącz "VCC" do odpowiedniego napięcia
Napięcie na akcelerometrze powinno odpowiadać napięciu wejściowemu, do którego jest podłączony na płytce mikrokontrolera. Na przykład, jeśli twój mikrokontroler ma napięcie 3,3 V, poprowadź przewód od otworu płytki stykowej nad „VCC” - po prawej stronie przewodu „X_OUT” - do wejścia „3,3 V” na płytce mikrokontrolera.
Wejście „3,3 V” powinno znajdować się na prawo od wejścia „GND”, gdy mikrokontroler jest do góry nogami
Część 2 z 3: Konfigurowanie skryptu
Krok 1. Zainstaluj Arduino na swoim komputerze
Arduino to oprogramowanie typu open source dla płyt mikrokontrolerowych służące do pisania i przesyłania kodu z komputera oraz przesyłania go na fizyczną płytkę. Dla początkujących korzystających z akcelerometrów jest to najlepsze oprogramowanie do użycia. Arduino można zainstalować w systemie Windows, OS X lub Linux.
Pobierz Arduino tutaj:
Krok 2. Podłącz mikrokontroler do komputera
W tej chwili twój mikrokontroler jest po prostu podłączony do akcelerometru. Teraz musisz podłączyć mikrokontroler do komputera, aby mógł odczytywać dane z akcelerometru za pośrednictwem mikrokontrolera. Aby to zrobić, podłącz port USB w mikrokontrolerze do komputera za pomocą kabla.
Jeśli Twój mikrokontroler nie jest dostarczany z kablem USB, kup go w sklepie elektronicznym, który jest wystarczająco długi, aby można go było uruchomić z mikrokontrolera do komputera
Krok 3. Pobierz skrypt akcelerometru GitHub dla swojej płytki mikrokontrolera
GitHub to zasób dla różnych pakietów skryptów Arduino dla wybranych elementów sprzętu. Na przykład, jeśli używasz mikrokontrolera MMA8452Q, wyszukaj „Bibliotekę MMA8452Q” i pobierz ją. Jeśli używasz Arduino Uno, wyszukaj odpowiednią bibliotekę skryptów akcelerometru i pobierz ją.
- Po znalezieniu pliku za pośrednictwem GitHub kliknij „Klonuj lub pobierz”, a następnie „Pobierz ZIP”.
- Możesz używać skryptów z dowolnego zasobu lub pisać własne, ale GitHub jest najbardziej niezawodnym źródłem dla początkujących.
Krok 4. Zainstaluj bibliotekę mikrokontrolera w Arduino
Po pobraniu odpowiedniej biblioteki akcelerometru mikrokontrolera otwórz Arduino. Teraz kliknij kartę „Szkic” u góry okna, a następnie wybierz „Dołącz bibliotekę”. Stąd wybierz „Dodaj bibliotekę. ZIP”, a następnie kliknij pobraną bibliotekę.
Jeśli nie możesz znaleźć pliku ZIP, wyszukaj na komputerze nazwę pliku
Krok 5. Załaduj szkic akcelerometru do Arduino
W oknie Arduino kliknij kartę „Plik”, a następnie najedź na „Przykłady”. Teraz wybierz pobrany szkic akcelerometru. Ogólnie kod będzie dość podobny między urządzeniami akcelerometru. Istnieją jednak na tyle niewielkie różnice, że będą działać tylko z określonym sprzętem.
Upewnij się, że Twój skrypt jest zaprojektowany dla Twojego akcelerometru. Na przykład skrypt dla akcelerometru ADXL337 prawdopodobnie nie będzie działał z akcelerometrem ADXL377
Krok 6. Prześlij szkic do mikrokontrolera
W Arduino wybierz „Narzędzia”, a następnie najedź na „Płyta” i wybierz swoją płytkę mikrokontrolera. Stąd wybierz port szeregowy swojej płyty, naciskając "Narzędzia", a następnie "Port szeregowy" - prawdopodobnie jest to COM3 lub wyższy. Aby to sprawdzić, odłącz swoją płytkę i ponownie otwórz menu - wpis, który zniknął, to port płytki mikrokontrolera. Teraz ponownie podłącz płytkę i wybierz ten port. Na koniec kliknij przycisk przesyłania lub naciśnij Cmd + U w systemie Mac OS X lub Ctrl + U w systemie Windows.
Upewnij się, że mikrokontroler jest podłączony do komputera kablem USB przed przesłaniem szkicu
Część 3 z 3: Obsługa akcelerometru
Krok 1. Przechyl akcelerometr w lewo iw prawo, aby zmienić wartość osi x
Chwyć płytkę stykową i przechyl ją w lewo. Ponieważ akcelerometr wyczuwa teraz przyciąganie grawitacyjne wzdłuż tej osi, wartość x zmniejszy się. Teraz przechyl akcelerometr w prawo, aby zwiększyć wartość osi x.
- Pamiętaj, że wartości reprezentują właściwe przyspieszenie, jakiego doświadcza obiekt na określonej osi – w tym przypadku na osi x.
- Wartości są przedstawione w jednostkach siły g (g). Jeden g jest równy 9,8 metra na sekundę do kwadratu.
Krok 2. Przechyl akcelerometr do tyłu i do przodu, aby zmienić wartość osi y
Jeśli przechylisz akcelerometr do tyłu, wartość osi y zmniejszy się. I odwrotnie, jeśli przechyl go do przodu, aby zwiększyć wartość osi y.
Zawsze używaj płytki stykowej do przechylania akcelerometru. Jeśli złapiesz akcelerometr bezpośrednio, może się poluzować podczas poruszania nim
Krok 3. Podnieś akcelerometr w górę iw dół, aby zmienić wartość osi Z
Ponieważ siła grawitacji rośnie wraz z podnoszeniem akcelerometru, wartość osi Z wzrośnie. Jeśli chcesz zmniejszyć wartość osi Z, obniż akcelerometr.
