Đo gia tốc bằng BMA250 và Raspberry Pi: 4 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

BMA250 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 twos và có thể truy cập thông qua giao diện kỹ thuật số I2C. 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, chúng ta sẽ đo gia tốc theo cả ba trục vuông góc bằng BMA250 và Raspberry Pi. Cảm biến đã được lập trình bằng ngôn ngữ python.

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. BMA250

2. Raspberry Pi

3. Cáp I2C

4. I2C Shield cho Raspberry Pi

5. Cáp Ethernet

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 pi raspberry. 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:

BMA250 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 Python cho Đo lường Gia tốc:

Lợi thế của việc sử dụng raspberry pi là cung cấp cho bạn sự linh hoạt của ngôn ngữ lập trình mà bạn muốn lập trình bo mạch để giao diện cảm biến với nó. Khai thác lợi thế này của bảng này, chúng tôi đang trình diễn ở đây lập trình của nó trong python. Python là một trong những ngôn ngữ lập trình đơn giản nhất với cú pháp đơn giản nhất. Có thể tải xuống mã python cho BMA250 từ cộng đồng GitHub của chúng tôi, đó là Dcube Store

Cũng như để người dùng dễ dàng sử dụng, chúng tôi cũng giải thích mã ở đây:

Là bước đầu tiên của mã hóa, bạn cần tải xuống thư viện SMBus trong trường hợp python vì thư viện này hỗ trợ các chức năng được sử dụng trong mã. Vì vậy, để tải thư viện, bạn có thể truy cập liên kết sau:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

Bạn cũng có thể sao chép mã làm việc từ đây:

nhập khẩu smbus

thời gian nhập khẩu

# Nhận busbus I2C = smbus. SMBus (1)

# Địa chỉ BMA250, 0x18 (24)

# Chọn thanh ghi chọn dải, 0x0F (15)

# 0x03 (03) Đặt dải ô = +/- 2gbus.write_byte_data (0x18, 0x0F, 0x03)

# Địa chỉ BMA250, 0x18 (24) # Chọn thanh ghi băng thông, 0x10 (16)

# 0x08 (08) Băng thông = 7,81 Hzbus.write_byte_data (0x18, 0x10, 0x08)

time.sleep (0,5)

# Địa chỉ BMA250, 0x18 (24)

# Đọc lại dữ liệu từ 0x02 (02), 6 byte

# X-Axis LSB, X-Axis MSB, Y-Axis LSB, Y-Axis MSB, Z-Axis LSB, Z-Axis MSB

data = bus.read_i2c_block_data (0x18, 0x02, 6)

# Chuyển đổi dữ liệu thành 10 bit

xAccl = (dữ liệu [1] * 256 + (dữ liệu [0] & 0xC0)) / 64

nếu xAccl> 511:

xAccl - = 1024

yAccl = (dữ liệu [3] * 256 + (dữ liệu [2] & 0xC0)) / 64

nếu yAccl> 511:

yAccl - = 1024

zAccl = (dữ liệu [5] * 256 + (dữ liệu [4] & 0xC0)) / 64

nếu zAccl> 511:

zAccl - = 1024

# Xuất dữ liệu ra màn hình

in "Gia tốc theo Trục X:% d"% xAccl

print "Gia tốc theo trục Y:% d"% yAccl

in "Gia tốc theo Trục Z:% d"% zAccl

Mã được thực thi bằng lệnh sau:

$> python BMA250.py gt; python BMA250.py

Đầu ra của cảm biến được hiển thị trong hình trên để người dùng tham khảo.

Bước 4: Ứng dụng:

Các máy đo gia tốc như BMA250 chủ yếu tìm thấy ứng dụng của nó trong các trò chơi và chuyển đổi cấu hình hiển thị. Mô-đun cảm biến này cũng được sử dụng trong hệ thống quản lý năng lượng tiên tiến cho các ứng dụng di động. BMA250 là cảm biến gia tốc kỹ thuật số ba trục được kết hợp với bộ điều khiển ngắt kích hoạt chuyển động trên chip thông minh.