Đo lường khả năng tăng tốc bằng ADXL345 và Arduino Nano: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

ADXL345 là một máy đo gia tốc 3 trục nhỏ, mỏng, công suất cực thấp, có độ phân giải cao (13-bit) với phép đo lên đến ± 16 g. Dữ liệu đầu ra kỹ thuật số được định dạng dưới dạng bổ sung 16 bit hai chiều và có thể truy cập thông qua giao diện kỹ thuật số I2 C. Đo gia tốc tĩnh của trọng lực trong các ứng dụng cảm biến độ nghiêng, cũng như gia tốc động do chuyển động hoặc sốc. Độ phân giải cao của nó (3,9 mg / LSB) cho phép đo các thay đổi độ nghiêng nhỏ hơn 1,0 °.

Trong hướng dẫn này, giao diện của mô-đun cảm biến ADXL345 với arduino nano đã được minh họa. Để đọc các giá trị gia tốc, chúng tôi đã sử dụng arduino với bộ điều hợp I2c. Bộ điều hợp I2C này giúp kết nối với mô-đun cảm biến dễ dàng và đáng tin cậy hơn.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng:

Các tài liệu mà chúng tôi cần để hoàn thành mục tiêu của mình bao gồm các thành phần phần cứng sau:

1. ADXL345

2. Arduino Nano

3. Cáp I2C

4. Lá chắn I2C cho Arduino Nano

Bước 2: Kết nối phần cứng:

Phần kết nối phần cứng về cơ bản giải thích các kết nối dây cần thiết giữa cảm biến và arduino nano. Đảm bảo các kết nối chính xác là điều cần thiết cơ bản trong khi làm việc trên bất kỳ hệ thống nào để có kết quả đầu ra mong muốn. Vì vậy, các kết nối cần thiết như sau:

ADXL345 sẽ hoạt động trên I2C. Đây là sơ đồ đấu dây ví dụ, minh họa cách đấu dây cho từng giao diện của cảm biến.

Ngoài ra, bo mạch được định cấu hình cho giao diện I2C, vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng kết nối này nếu bạn không có kiến thức khác.

Tất cả những gì bạn cần là bốn dây! Chỉ cần bốn kết nối là chân Vcc, Gnd, SCL và SDA và chúng được kết nối với sự trợ giúp của cáp I2C.

Các kết nối này được thể hiện trong các hình trên.

Bước 3: Mã Đo lường Gia tốc:

Hãy bắt đầu với mã arduino ngay bây giờ.

Trong khi sử dụng mô-đun cảm biến với arduino, chúng tôi bao gồm thư viện Wire.h. Thư viện "Wire" chứa các chức năng hỗ trợ giao tiếp i2c giữa cảm biến và bo mạch arduino.

Toàn bộ mã arduino được cung cấp bên dưới để thuận tiện cho người dùng:

#bao gồm

// Địa chỉ I2C ADXL345 là 0x53 (83)

#define Addr 0x53

void setup ()

{

// Khởi tạo giao tiếp I2C dưới dạng MASTER

Wire.begin ();

// Khởi tạo giao tiếp nối tiếp, đặt tốc độ truyền = 9600

Serial.begin (9600);

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi tốc độ băng thông

Wire.write (0x2C);

// Chế độ bình thường, Tốc độ dữ liệu đầu ra = 100 Hz

Wire.write (0x0A);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi điều khiển công suất

Wire.write (0x2D);

// Tắt chế độ ngủ tự động

Wire.write (0x08);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi định dạng dữ liệu

Wire.write (0x31);

// Tự kiểm tra bị tắt, giao diện 4 dây, Độ phân giải đầy đủ, Phạm vi = +/- 2g

Wire.write (0x08);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

chậm trễ (300);

}

void loop ()

{

dữ liệu int không dấu [6];

for (int i = 0; i <6; i ++)

{

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi dữ liệu

Wire.write ((50 + i));

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Yêu cầu 1 byte dữ liệu

Wire.requestFrom (Addr, 1);

// Đọc 6 byte dữ liệu

// xAccl lsb, xAccl msb, yAccl lsb, yAccl msb, zAccl lsb, zAccl msb

if (Wire.available () == 1)

{

data = Wire.read ();

}

}

// Chuyển dữ liệu thành 10 bit

int xAccl = (((dữ liệu [1] & 0x03) * 256) + dữ liệu [0]);

nếu (xAccl> 511)

{

xAccl - = 1024;

}

int yAccl = (((dữ liệu [3] & 0x03) * 256) + dữ liệu [2]);

nếu (yAccl> 511)

{

yAccl - = 1024;

}

int zAccl = (((dữ liệu [5] & 0x03) * 256) + dữ liệu [4]);

nếu (zAccl> 511)

{

zAccl - = 1024;

}

// Xuất dữ liệu ra màn hình nối tiếp

Serial.print ("Gia tốc theo Trục X là:");

Serial.println (xAccl);

Serial.print ("Gia tốc theo trục Y là:");

Serial.println (yAccl);

Serial.print ("Gia tốc theo Trục Z là:");

Serial.println (zAccl);

chậm trễ (300);

}

Trong thư viện dây Wire.write () và Wire.read () được sử dụng để viết các lệnh và đọc đầu ra của cảm biến.

Serial.print () và Serial.println () được sử dụng để hiển thị đầu ra của cảm biến trên màn hình nối tiếp của Arduino IDE.

Đầu ra của cảm biến được hiển thị trong hình trên.

Bước 4: Ứng dụng:

ADXL345 là một máy đo gia tốc 3 trục nhỏ, mỏng, công suất cực thấp, có thể được sử dụng trong Thiết bị cầm tay, Thiết bị đo đạc y tế, v.v. Ứng dụng của nó cũng bao gồm Thiết bị chơi game và trỏ, Thiết bị đo công nghiệp, Thiết bị định vị cá nhân và Bảo vệ ổ đĩa cứng (HDD).