Gränssnitt för 3-axlig gyroskopsensor BMG160 med hallon Pi: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

I dagens värld är mer än hälften av ungdomarna och barnen förtjusta i spel och alla som är förtjusta i det, fascinerade av de tekniska aspekterna av spel, vet vikten av rörelsedetektering inom detta område. Vi blev också förvånade över samma sak och bara för att ta med den på tavlorna tänkte vi arbeta med en gyroskopsensor som kan mäta vinkelhastigheten för alla föremål. Så, sensorn vi tog upp för att hantera uppgiften är BMG160. BMG160 är en 16-bitars, digital, triaxial, gyroskopsensor som kan mäta vinkelhastigheten i tre vinkelräta rumsdimensioner.

I denna handledning kommer vi att demonstrera hur BMG160 fungerar med Raspberry pi, med Java som programmeringsspråk.

Hårdvara som du kommer att behöva för detta ändamål är följande:

1. BMG160

2. Hallon Pi

3. I2C -kabel

4. I2C Shield för Raspberry Pi

5. Ethernet -kabel

Steg 1: BMG160 Översikt:

Först och främst vill vi bekanta dig med de grundläggande funktionerna i sensormodulen som är BMG160 och det kommunikationsprotokoll som den fungerar på.

BMG160 är i grunden en 16-bitars, digital, triaxial, gyroskopsensor som kan mäta vinkelhastigheter. Den kan beräkna vinkelhastigheter i tre vinkelräta rumsdimensioner, x-, y- och z-axeln, och tillhandahålla motsvarande utsignaler. Den kan kommunicera med hallon pi -kortet med hjälp av I2C -kommunikationsprotokollet. Denna speciella modul är utformad för att uppfylla kraven för konsumentapplikationer såväl som industriella ändamål.

Kommunikationsprotokollet som sensorn fungerar på är I2C. I2C står för den interintegrerade kretsen. Det är ett kommunikationsprotokoll där kommunikationen sker via SDA (seriell data) och SCL (seriell klocka) linjer. Det gör det möjligt att ansluta flera enheter samtidigt. Det är ett av de enklaste och mest effektiva kommunikationsprotokollet.

Steg 2: Vad du behöver.. !

Materialet vi behöver för att uppnå vårt mål inkluderar följande hårdvarukomponenter:

1. BMG160

2. Hallon Pi

3. I2C -kabel

4. I2C -sköld för hallon Pi

5. Ethernet -kabel

Steg 3: Hårdvaruanslutning:

Hårdvaruanslutningssektionen förklarar i princip de anslutningar som krävs mellan sensorn och hallonpi. Att säkerställa korrekta anslutningar är den grundläggande nödvändigheten när du arbetar på något system för önskad utgång. Så, de nödvändiga anslutningarna är följande:

BMG160 fungerar över I2C. Här är exemplet kopplingsschema som visar hur man kopplar upp varje gränssnitt för sensorn.

Out-of-the-box är kortet konfigurerat för ett I2C-gränssnitt, därför rekommenderar vi att du använder den här anslutningen om du annars är agnostiker. Allt du behöver är fyra ledningar!

Endast fyra anslutningar krävs Vcc, Gnd, SCL och SDA -stift och dessa är anslutna med hjälp av I2C -kabel.

Dessa kopplingar visas i bilderna ovan.

Steg 4: 3-axlig gyroskopmätning med hjälp av Java-kod:

Fördelen med att använda hallon pi är att det ger dig flexibiliteten hos programmeringsspråket där du vill programmera kortet för att ansluta sensorn till den. Genom att utnyttja denna fördel med detta kort visar vi här sin programmering i Java. Java -koden för BMG160 kan laddas ner från vår github -gemenskap som är Dcube Store Community.

Förutom användarnas användarvänlighet förklarar vi koden också här: Som det första kodningssteget måste du ladda ner pi4j -biblioteket för Java, eftersom det här biblioteket stöder de funktioner som används i koden. Så för att ladda ner biblioteket kan du besöka följande länk:

pi4j.com/install.html

Du kan också kopiera den fungerande java -koden för den här sensorn härifrån:

importera com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

importera com.pi4j.io.i2c. I2CDenhet;

importera com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

importera java.io. IOException;

offentlig klass BMG160

{

public static void main (String args ) kastar undantag

{

// Skapa I2C -buss

I2CBus -buss = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Skaffa I2C -enhet, BMG160 I2C -adressen är 0x68 (104)

I2CDevice -enhet = bus.getDevice (0x68);

// Välj intervallregister

// Konfigurera full skala, 2000 dps

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

// Välj bandbreddsregister

// Bandbredd 200 Hz

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

Tråd. Sover (500);

// Läs 6 byte med data

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

byte data = ny byte [6];

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

// Konvertera data

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

om (xGyro> 32767)

{

xGyro -= 65536;

}

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

om (yGyro> 32767)

{

yGyro -= 65536;

}

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

om (zGyro> 32767)

{

zGyro -= 65536;

}

// Mata ut data till skärmen

System.out.printf ("Rotationsaxel: %d %n", xGyro);

System.out.printf ("Y-axel för rotation: %d %n", yGyro);

System.out.printf ("Rotations-axel: %d %n", zGyro);

}

}

Biblioteket som underlättar i2c -kommunikation mellan sensorn och kortet är pi4j, dess olika paket I2CBus, I2CDevice och I2CFactory hjälper till att upprätta anslutningen.

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

Denna del av koden får sensorn att mäta vinkelhastigheten genom att skriva respektive kommandon med funktionen write () och sedan läses data med funktionen read ().

// Välj områdesregister // Konfigurera fullskaleavstånd, 2000 dps device.write (0x0F, (byte) 0x80); // Välj bandbreddsregister // Bandbredd 200 Hz enhet. Skriv (0x10, (byte) 0x04); Tråd. Sover (500);

// Läs 6 byte med data

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

Data som tas emot från sensorn konverteras till lämpligt format med hjälp av följande:

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

Utmatningen skrivs ut med funktionen System.out.println () i följande format.

System.out.println ("X-rotationsaxel: %d %n", xGyro); System.out.println ("Y-axel för rotation: %d %n", yGyro); System.out.println ("Rotations-axel: %d %n", zGyro);

Sensorns utgång visas på bilden ovan.

Steg 5: Ansökningar:

BMG160 har ett varierat antal applikationer i enheter som mobiltelefoner, gränssnittsenheter för mänskliga maskiner. Denna sensormodul har utformats för att uppfylla kraven för konsumentapplikationer som bildstabilisering (DSC och kameratelefon), spel- och pekdon. Det används också i system som kräver gestigenkänning och de system som används inomhusnavigering.