Kontrol Gerakan Dengan Raspberry Pi dan LIS3DHTR, Akselerometer 3-Axis, Menggunakan Python: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Keindahan mengelilingi kita, tetapi biasanya, kita perlu berjalan di taman untuk mengetahuinya. - Rumi

Sebagai kelompok terpelajar seperti yang kita lihat, kita menginvestasikan sebagian besar energi kita untuk bekerja sebelum PC dan ponsel kita. Oleh karena itu, kita sering membiarkan kesehatan kita mengambil ruang kedua, tidak pernah benar-benar menemukan kesempatan yang ideal untuk pergi ke gym atau kelas kebugaran dan biasanya memilih makanan cepat saji daripada pilihan yang lebih bermanfaat. Berita yang menggembirakan adalah apakah yang Anda butuhkan hanyalah bantuan dengan pencatatan atau untuk memantau kemajuan Anda, Anda dapat memanfaatkan inovasi hari ini untuk membuat beberapa gadget untuk membantu diri Anda sendiri.

Teknologi berkembang pesat. Secara konsisten, kami menangkap angin dari beberapa inovasi baru yang akan mengubah dunia dan cara kami belajar di dalamnya. Ketika Anda menyukai PC, coding, dan robot atau hanya suka bermain-main, ada berkah teknologi di luar sana. Raspberry Pi, mikro, komputer Linux papan tunggal, didedikasikan untuk meningkatkan cara Anda belajar dengan teknologi inovatif tetapi juga kunci untuk meningkatkan pembelajaran pendidikan di seluruh dunia. Jadi apa kemungkinan hasil yang dapat kita lakukan jika kita memiliki Raspberry Pi dan Akselerometer 3-sumbu di dekatnya? Bagaimana kalau kita menemukan ini! Dalam tugas ini, kami akan memeriksa akselerasi pada 3 sumbu tegak lurus, X, Y dan Z menggunakan Raspberry Pi dan LIS3DHTR, akselerometer 3-sumbu. Jadi kita harus melihat perjalanan ini untuk membuat sistem untuk memeriksa akselerasi 3 dimensi atau G-Force.

Langkah 1: Perangkat Keras Dasar yang Kami Butuhkan

Masalahnya kurang bagi kami karena kami memiliki banyak barang yang tergeletak di sekitar untuk dikerjakan. Bagaimanapun, kita tahu betapa sulitnya bagi orang lain untuk mengumpulkan bagian yang tepat dalam waktu yang tepat dari tempat yang bermanfaat dan itu dipertahankan dengan sedikit mengindahkan setiap sen. Jadi kami akan membantu Anda. Ikuti yang terlampir untuk mendapatkan daftar suku cadang lengkap.

1. Raspberry Pi

Langkah awal adalah mendapatkan papan Raspberry Pi. Raspberry Pi adalah PC berbasis Linux papan tunggal. PC kecil ini memiliki kekuatan komputasi yang luar biasa, digunakan sebagai bagian dari aktivitas gadget, dan pengoperasian sederhana seperti spreadsheet, penyusunan kata, pemindaian web dan email, serta permainan.

2. Perisai I2C untuk Raspberry Pi

Perhatian utama Raspberry Pi benar-benar tidak ada adalah port I²C. Jadi untuk itu, konektor TOUTPI2 I²C memberi Anda perasaan untuk menggunakan Rasp Pi dengan perangkat I²C APAPUN. Ini tersedia di DCUBE Store

3. Akselerometer 3-sumbu, LIS3DHTR

LIS3DH adalah akselerometer linier tiga sumbu berperforma sangat rendah berdaya tinggi yang termasuk dalam keluarga "nano", dengan output standar antarmuka serial digital I2C/SPI. Kami memperoleh sensor ini dari DCUBE Store

4. Menghubungkan Kabel

Kami memperoleh kabel Penghubung I2C dari Toko DCUBE

5. Kabel USB mikro

Yang terkecil bingung, namun paling ketat sejauh kebutuhan daya adalah Raspberry Pi! Cara termudah untuk mengatasinya adalah dengan menggunakan kabel Micro USB.

6. Akses Web adalah Kebutuhan

Anak-anak INTERNET TIDAK PERNAH tidur

Hubungkan Raspberry Pi Anda dengan kabel Ethernet (LAN) dan sambungkan ke router jaringan Anda. Pilihan, cari konektor WiFi dan gunakan salah satu port USB untuk mengakses sistem jarak jauh. Ini adalah keputusan yang tajam, sederhana, kecil dan jelek!

7. Kabel HDMI/Akses Jarak Jauh

Raspberry Pi memiliki port HDMI yang dapat Anda sambungkan secara khusus ke layar atau TV dengan kabel HDMI. Pilihan, Anda dapat menggunakan SSH untuk menghubungkan dengan Raspberry Pi Anda dari PC Linux atau Macintosh dari terminal. Demikian juga, Putty, emulator terminal sumber terbuka dan gratis terdengar seperti alternatif yang layak.

Langkah 2: Menghubungkan Perangkat Keras

Buatlah rangkaian sesuai dengan skema yang muncul. Buatlah diagram dan ikuti garis besarnya dengan tepat. Imajinasi lebih penting daripada Pengetahuan.

Koneksi Raspberry Pi dan I2C Shield

Di atas segalanya, ambil Raspberry Pi dan temukan I2C Shield di atasnya. Tekan Perisai dengan hati-hati di atas pin GPIO Pi dan kita selesai dengan perkembangan ini sesederhana pie (lihat snap).

Koneksi Sensor dan Raspberry Pi

Ambil sensor dan Antarmuka Kabel I2C dengannya. Untuk pengoperasian yang tepat dari Kabel ini, harap ingat Output I2C SELALU berhubungan dengan Input I2C. Hal yang sama harus dilakukan untuk Raspberry Pi dengan pelindung I2C yang dipasang di atasnya pada pin GPIO.

Kami mendukung penggunaan kabel I2C karena meniadakan kebutuhan untuk memeriksa pinouts, pengikatan, dan ketidaknyamanan yang disebabkan oleh kesalahan terkecil sekalipun. Dengan kabel attachment dan play yang mendasar ini, Anda dapat menampilkan, menukar gadget, atau menambahkan lebih banyak gadget ke aplikasi secara efektif. Ini memfasilitasi beban kerja hingga tingkat yang signifikan.

Catatan: Kabel coklat harus selalu mengikuti koneksi Ground (GND) antara output dari satu perangkat dan input dari perangkat lain

Jaringan Web adalah Kunci

Untuk membuat usaha kami menang, kami memerlukan asosiasi Internet untuk Raspberry Pi kami. Untuk ini, Anda memiliki pilihan seperti menghubungkan kabel Ethernet (LAN) dengan jaringan rumah. Selain itu, sebagai alternatif, cara terbaik adalah menggunakan konektor USB WiFi. Sebagai aturan untuk ini, Anda memerlukan driver untuk membuatnya berfungsi. Jadi condong ke arah yang dengan Linux dalam deskripsi.

Sumber Daya listrik

Colokkan kabel Micro USB ke colokan listrik Raspberry Pi. Pukulan dan kami siap.

Koneksi ke Layar

Kita dapat menghubungkan kabel HDMI dengan layar lain. Dalam beberapa kasus, Anda harus membuka Raspberry Pi tanpa menghubungkannya ke layar atau Anda mungkin perlu melihat beberapa data darinya dari tempat lain. Dapat dibayangkan, ada pendekatan inovatif dan cerdas secara finansial untuk melakukan hal tersebut. Salah satunya adalah memanfaatkan -SSH (remote command-line login). Anda juga dapat menggunakan perangkat lunak PUTTY untuk itu. Ini untuk pengguna tingkat lanjut. Jadi detailnya tidak disertakan di sini.

Langkah 3: Pengodean Python untuk Raspberry Pi

Kode Python untuk Sensor Raspberry Pi dan LIS3DHTR dapat diakses di GithubRepository kami.

Sebelum melanjutkan ke kode, pastikan Anda membaca aturan yang diberikan dalam arsip Readme dan Atur Raspberry Pi Anda sesuai dengan itu. Ini hanya akan jeda sejenak untuk melakukan semua hal dipertimbangkan.

Accelerometer adalah gadget elektromekanis yang akan mengukur gaya akselerasi. Kekuatan ini mungkin statis, mirip dengan gaya gravitasi konstan yang menarik kaki Anda, atau dapat diubah - disebabkan oleh menggerakkan atau menggetarkan akselerometer.

Yang menyertainya adalah kode python dan Anda dapat mengkloning dan menyesuaikan kode dengan cara apa pun yang Anda inginkan.

# Didistribusikan dengan lisensi kehendak bebas.# Gunakan sesuka Anda, untung atau gratis, asalkan sesuai dengan lisensi karya terkait. # LIS3DHTR # Kode ini dirancang untuk bekerja dengan Modul Mini LIS3DHTR_I2CS I2C yang tersedia dari dcubestore.com # https://dcubestore.com/product/lis3dhtr-3-axis-accelerometer-digital-output-motion-sensor-i%C2 %B2c-mini-modul/

impor smbus

waktu impor

# Dapatkan bus I2C

bus = smbus. SMBus(1)

# Alamat LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Pilih register kontrol1, 0x20(32) # 0x27(39) Mode Power ON, Pemilihan kecepatan data = 10 Hz # X, Y, Z-Axis diaktifkan bus.write_byte_data(0x18, 0x20, 0x27) # Alamat LIS3DHTR, 0x18(24) # Pilih register kontrol4, 0x23(35) # 0x00(00) Pembaruan berkelanjutan, Pemilihan skala penuh = +/-2G bus.write_byte_data(0x18, 0x23, 0x00)

waktu.tidur(0.5)

# Alamat LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Membaca data kembali dari 0x28(40), 2 byte # X-Axis LSB, X-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x28) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x29)

# Konversi data

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

# Alamat LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Membaca data kembali dari 0x2A(42), 2 byte # Y-Axis LSB, Y-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2A) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2B)

# Konversi data

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

# Alamat LIS3DHTR, 0x18 (24)

# Membaca data kembali dari 0x2C(44), 2 byte # Z-Axis LSB, Z-Axis MSB data0 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2C) data1 = bus.read_byte_data(0x18, 0x2D)

# Konversi data

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

# Keluarkan data ke layar

print "Percepatan pada Sumbu X: %d" %xAccl print "Percepatan pada Sumbu Y: %d" %yAccl print "Percepatan pada Sumbu Z: %d" %zAccl

Langkah 4: Kemampuan Kerja Kode

Unduh (atau git pull) kode dari Github dan buka di Raspberry Pi.

Jalankan perintah untuk Kompilasi dan Unggah kode di terminal dan lihat hasilnya di Layar. Mengambil setelah beberapa menit, itu akan menunjukkan masing-masing parameter. Setelah memastikan bahwa semuanya bekerja dengan mudah, Anda dapat membawa tantangan ini ke pekerjaan yang lebih penting.

Langkah 5: Aplikasi dan Fitur

Diproduksi oleh STMicroelectronics, LIS3DHTR memiliki skala penuh yang dapat dipilih secara dinamis dari ±2g/±4g/±8g/±16g dan mampu mengukur akselerasi dengan kecepatan data keluaran dari 1Hz hingga 5kHz. LIS3DHTR sesuai untuk fungsi yang diaktifkan Gerakan dan Deteksi Jatuh Bebas. Ini mengukur Percepatan Statis Gravitasi dalam Aplikasi Pendeteksi Kemiringan, dan Percepatan Dinamis yang akan datang karena Gerak atau Guncangan. Aplikasi lain termasuk seperti Pengenalan Klik/Klik Ganda, Penghematan Daya Cerdas Untuk Perangkat Genggam, Pedometer, Orientasi Tampilan, Perangkat Input Gaming Dan Realitas Virtual, Pengenalan Dampak Dan Logging Dan Pemantauan Getaran Dan Kompensasi.

Langkah 6: Kesimpulan

Percaya usaha ini memacu eksperimen lebih lanjut. Sensor I2C ini sangat mudah beradaptasi, sederhana, dan tersedia. Karena ini adalah kerangka kerja yang tidak kekal, ada cara menarik untuk memperluas tugas ini dan meningkatkannya secara merata.

Misalnya, Anda dapat memulai dengan ide Pedometer menggunakan LIS3DHTR dan Raspberry Pi. Dalam tugas di atas, kami telah menggunakan perhitungan dasar. Percepatan dapat menjadi parameter yang relevan untuk menganalisis aturan berjalan. Anda dapat memeriksa tiga komponen gerak untuk individu yang maju (roll, X), samping (pitch, Y) dan vertikal (sumbu yaw, Z). Pola khas dari semua 3 sumbu dicatat. Setidaknya 1 sumbu akan memiliki nilai percepatan periodik yang relatif besar. Jadi arah puncak dan algoritma sangat penting. Dengan mempertimbangkan parameter langkah (Filter Digital, Deteksi Puncak, Jendela Waktu, dll.) dari algoritme ini, Anda dapat mengenali dan menghitung langkah, serta mengukur jarak, kecepatan, dan-sampai batas kalori yang terbakar. Jadi Anda bisa memanfaatkan sensor ini dengan berbagai cara yang bisa Anda pertimbangkan. Kami percaya Anda semua menyukainya! Kami akan mencoba untuk membuat pedometer ini berfungsi lebih cepat daripada nanti, konfigurasi, kode, bagian yang menghitung sarana untuk memisahkan berjalan dan berlari dan Kalori yang terbakar.

Untuk hiburan Anda, kami memiliki video menarik di YouTube yang dapat membantu pemeriksaan Anda. Kepercayaan usaha ini memotivasi eksplorasi lebih lanjut. Lanjutkan merenungkan! Ingatlah untuk mencari setelah karena lebih terus-menerus datang.