ESP32 ADXL345 DATALOGGER VỚI GPS_EXT RAM_EXT_RTC: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Đối với những người trong số các bạn đang chơi với bảng Wemos 32 LOLIN, tôi nghĩ rằng tôi sẽ bắt đầu ghi lại một số phát hiện của tôi cho đến nay.

Dự án hiện tại là giao tiếp với một cảm biến gia tốc ADXL345 và như hình ảnh hiển thị ở trên, tôi đã kết nối thành công nó với lolin và định cấu hình ADXL làm cảm biến xung kích.

Các thanh ghi trên ADXL đã được thiết lập dưới dạng pdf đính kèm và ngắt mà tôi đã cấu hình trong mã để lấy ra mã trên cổng nối tiếp khi phát hiện thấy một cú sốc.

Tôi cũng thiết lập thanh ghi không hoạt động như một ngắt và sau khi kiểm tra ngắt nào đã được kích hoạt, sau đó lấy ra cùng một dữ liệu.

Tôi đang sử dụng cổng I2c trên LOLIN và bạn sẽ thấy tôi có thói quen nhổ các thanh ghi trên ADXL để tôi có thể kiểm tra cấu hình trong khi gỡ lỗi. Chức năng này đang chạy trong chức năng hẹn giờ bằng cách sử dụng thư viện mã đánh dấu, đây là một chức năng hữu ích để thiết lập gỡ lỗi và kiểm tra sổ đăng ký trong trường hợp bạn viết một cái gì đó vào đó khiến dữ liệu thực hiện một số điều kỳ lạ một cách bí ẩn.

Tôi đã chuẩn hóa dữ liệu khen ngợi của 2 trong LOLIN và định dạng nó để có thể nhập vào excel.

Xem qua tệp PDF đính kèm teh với một số dữ liệu tôi đã nhập và tôi đã vẽ biểu đồ trong excel cho thấy một số thao tác trên ADXL được kích hoạt bởi một ngắt trong thanh ghi kích hoạt sử dụng chế độ FIFO.

Chế độ FIFO là một tính năng hữu ích không buộc micro và nó lưu trữ 32 mẫu trên một bộ kích hoạt. Hãy nhìn vào các kết xuất dữ liệu của tôi và bạn có thể thấy nơi chúng tôi bắt đầu từ điểm 0 và mẫu cuối cùng là 9,8ms hoặc ở đó. Dòng X trên biểu đồ hiển thị thời gian tính bằng micro giây tăng dần từ trái sang phải.

LƯU Ý TÔI ĐÃ SỬA ĐỔI HÌNH ẢNH CUỐI CÙNG ĐỂ HIỂN THỊ THỜI GIAN TỪ TRỪ TRƠN 9800 micro giây. Cửa sổ bật lên đầu tiên của FIFO là dữ liệu sớm nhất, phần còn lại cũ hơn. Chế độ xem phải từ phải sang trái.

Lưu ý ba dây vào bảng ADXL. SDA / SCL và INT từ INT 1. Một lần nữa nếu bạn nhìn vào cài đặt thanh ghi và tham chiếu chéo bảng dữ liệu, nó sẽ có ý nghĩa.

Mẫu dữ liệu có độ nghiêng hoàn toàn ở 3200 mẫu, cung cấp 3125 usec giây giữa các mẫu. Và chụp trước 4 mẫu. Nhìn vào bản pdf của dữ liệu từ thiết bị trong excel và mỗi biểu đồ tôi đã vẽ cho thấy tôi đang di chuyển cửa sổ chụp.

Tôi sẽ đưa ra một số mã của cấu hình và ngắt nếu ai quan tâm.

Đối với I2C, tôi đang sử dụng thư viện dây và đã viết một số hàm xung quanh đó.

Chú ý đến trình đánh giá dữ liệu nhỏ mà tôi đã kết nối với SDA / SDL và sử dụng Sigrok, tôi có thể giải mã bus I2C trong thời gian thực.

Bước tiếp theo là lưu vào đĩa SAN mặc dù tôi đã chứng minh nó hoạt động. Sau khi hoàn tất, tôi sẽ giao diện với mạng không dây và tải lên một trang web.

Tôi sẽ thêm vào điều này khi dự án mở rộng.

LƯU Ý:

Đối với những người tinh ý, bạn sẽ nhận thấy một vết lõm lớn trên lon bảo vệ chip esp và một jumper trên pcb. Điều này là do cư dân Cocker Spaniel, người đã kiểm tra thư và quyết định nhai bảng trước khi cho phép tôi truy cập vào nó. Tôi nghĩ cô ấy không phải là một fan hâm mộ cà phê espressif !.

Tất nhiên như mọi khi tôi luôn sẵn sàng cho các câu hỏi vì vậy hãy hỏi.

Bước 1: SIGROK VÀ PULSEVIEW

Chỉ cần đề cập nhanh về xung nhịp và sigrok.

Đây là phần mềm miễn phí từ mạng và bảng giao diện nhỏ với 8 đầu vào logic có giá rẻ từ ebay và các cộng sự. Bạn sẽ nhận thấy một vài hình ảnh tôi đã lấy ra khỏi xe buýt khi ADXL đang chạy và nó rất hữu ích cho việc gỡ lỗi vì nó có bộ giải mã tích hợp cho I2C.

Một phạm vi là tuyệt vời để kiểm tra mức tín hiệu nhưng giải mã bằng tay của I2c là tốt nhất mặc dù tôi đã thiết lập một vòng lặp trước đó và gỡ lỗi bằng tay. Bạn phải đánh giá cao bit đập ở cấp độ cổng teh mà tôi đã thực hiện trên nhiều dự án pic nhưng nó tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi… đặc biệt là vào ban đêm !!

Cảm ơn những người đã viết ứng dụng này. Đó là một sự gửi gắm của thần cho các dự án trong i2c, Lưu ý dòng D4 đang giám sát dòng ngắt từ ADXL.

Bước 2: Thêm vào Cảm biến sốc

Ok ở đây tôi đã thêm một số thiết bị ngoại vi vào cảm biến sốc để làm bằng chứng cho khái niệm.

Xin lỗi lũ chuột làm tổ bây giờ khi nó hoạt động, tôi sẽ thiết kế pcb liên kết tất cả các thành phần và đặt tất cả vào một chiếc hộp xinh xắn. Tất cả các mục đính kèm ngoại trừ thẻ SD đang hoạt động trên i2c đang ở trên bus đột biến.

Còn lại để đính kèm là mô-đun GPS là WIP nhưng tôi hy vọng sẽ có giải pháp vào cuối tuần này.

Vì vậy, dự án hiện tại bao gồm:

Bảng mạch ESP32 LOLIN không dây.

Đồng hồ thời gian thực PCF. Bí quyết theo dõi ngày và giờ hiện tại. Tôi đã hàn thô vào một bảng dự án cũ mà tôi đã khắc trước đây.

Đèn flash ngoài. Lưu trữ dữ liệu thiết lập cho Accelerometer trong số những thứ khác. Dung lượng 132k và có thể kết xuất một số dữ liệu web trên đó để tạo điều kiện cho các menu, v.v.

Thẻ SPI SD để lưu trữ dữ liệu gia tốc tệp và nhật ký. 8 GB nhưng có thể mở rộng.

Màn hình OLED để hiển thị menu và một số thứ khác.

Đây là những gì nó [cuối cùng] sẽ làm

Theo dõi các cú sốc và hoạt động vượt quá nền.

Đăng ký các cú sốc vào thẻ SD với thời gian và ngày từ đồng hồ trên bo mạch.

Đóng dấu vị trí từ GPS vào thẻ SD nếu có

Sử dụng điểm truy cập tải dữ liệu lên máy chủ web để phân tích dữ liệu… đây có thể là điện thoại di động.

| Quét các điểm truy cập là một khả năng của LOLIN32 khi lưu trữ một máy chủ web cho các lệnh và sau đó kết nối như một máy khách với máy chủ web đám mây. Bạn luôn có thể chỉ cần rút thẻ sd và tải lên!

Vẫn còn nhiều việc phải làm nhưng nó đang tiếp tục.

Bước 3: ĐỊA CHỈ ADXL

Đây là một điều buồn cười, tôi đã mua chip ADXL 345 như một bo mạch nhỏ vì nó rẻ hơn so với việc tự tìm kiếm một con chip….. làm thế nào mà điều đó hoạt động? Dù sao sau đó, tôi bắt đầu kết nối nó với xe buýt i2c và nhận thấy rằng tôi đã có một cuộc đụng độ với eeprom với các địa chỉ bắt đầu hiệu quả ở 0x53, nghĩa là ghi ở A6 và đọc ở A7.

Vì vậy, đọc bumf hóa ra rằng nếu bạn lấy ĐỊA CHỈ SDO / ALT CAO, bạn có thể buộc nó thành 1D

Hóa ra là bảng mạch nhỏ của tôi được nối cứng vào chân 12 của ADXL mặc dù chân SDO có vẻ như bạn có thể kéo nó lên cao. Không thử điều này ở nhà mà không có nguồn điện hạn chế hiện tại…. Thật may mắn là tôi đã mắc phải điều này khiến tôi phải lấy đồng hồ vạn năng ra và kiểm tra chân cắm xuống đất.. Điều này hoạt động và giúp bạn thoát khỏi cuộc đụng độ vũ hội. May mắn thay, họ đã không làm ngắn dưới con chip, nếu không tôi sẽ bị phát hiện và phải tháo con chip khỏi bảng. hai trang 64k là địa chỉ 0x52 và 53. Sau khi tôi làm điều này, vấn đề của tôi đã được giải quyết.

Đọc lại trang web, nó nói rằng nó được đặt thành 0x53 nhưng nó lại in nhỏ nên hãy coi chừng!

Bước 4: Sơ đồ in PCB

Đây là phần chạy nhanh của mạch và các thành phần. Đây là thiết kế của tôi và vẫn là WIP [Đang tiến hành] Sơ đồ được thiết kế và sau đó được dịch thành tác phẩm nghệ thuật cho các bản nhạc. Tôi đã xác minh tất cả các thành phần hoạt động như mong đợi bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận tổ chuột của tôi và bây giờ đang lắp ráp vào một bảng sẽ vừa với một hộp nhỏ [Chi tiết để làm theo]

Đề cập đến shocker.pdf.

Bo mạch bao gồm 8 thành phần chính

1. LƯU TRỮ THẺ SD
2. ADXL ACCELEROMETER
3. HIỂN THỊ OLED
4. 3.3 V ĐĂNG KÝ
5. MÔ ĐUN GPS1
6. EEPROM
7. TIMER RTC
8. ESP32 LOLIN CHIP VỚI GIAO DIỆN KHÔNG DÂY RF

Mọi thứ đều phụ thuộc vào gia tốc kế.

ADXL được thiết lập để ngắt bộ xử lý trên INT1 và được định tuyến đến chân 14 trên bộ xử lý. Mã trong vi được thiết lập để chặn ngắt này và đặt cờ được thực hiện trong quy trình chính. Tôi sẽ thêm mã phác thảo việc đăng ký quy trình ngắt và hàm gọi lại sau này.

ADXL hỗ trợ ngắt ở các trạng thái khác nhau như sốc hoặc không hoạt động cộng với một số trạng thái khác. Bạn có thể che dấu những điểm khiến bạn thích thú dựa trên những gì bạn đang cố gắng làm. ADXL được vận hành ở chế độ FIFO để lưu trữ 32 mẫu để nắm bắt sự kiện sốc dưới dạng XYZ [96 giá trị]

Màn hình hiển thị ADXL RTC và EEPROM đều được điều khiển từ I2C. SD CARD được kết nối với SPI I / O và mô-đun GPS được kết nối với các cổng nối tiếp trên LOLIN được đánh dấu X12 X11.

Trình tự như sau: Lấy trực tiếp dữ liệu 232 từ bộ lọc và đơn vị GPS. phần khen của định dạng thô 2 và phần bổ sung không phải của 2. Tất cả dữ liệu được phân cách bằng dấu phẩy.

Bạn cũng sẽ lưu ý rằng có một chân đặt lại được kết nối với chân 13, chân này sẽ khởi động máy chủ web được tích hợp sẵn cho phép bạn kết nối với bộ cấu hình để thiết lập điểm truy cập được lưu trữ trong EEPROM. Khi Khởi động lại, bộ xử lý sẽ kết nối với điểm truy cập và truy cập internet để tải tệp lên từ Thẻ SD. chương trình [ShockerView.exe] [WIP] Trên máy chủ, dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu SQL và hiển thị [WIP]

Các bản in PCB được đính kèm cho Trên và Dưới.

Bước 5: Nguyên mẫu khắc họa tác phẩm

Đây là cách tôi sản xuất bảng nguyên mẫu của mình

In tác phẩm nghệ thuật lên một số giấy in vết dày. Tôi sử dụng 63 GSM từ smiths, rẻ và vui vẻ. Máy in là chìa khóa ở đây. Bạn muốn càng mờ càng tốt và càng sạch càng tốt. Bạn có thể mua giấy chuyên dụng nhưng này quá tốt đối với những người thích tôi. Nếu bạn cần một bảng thích hợp thì hãy nhờ các chuyên gia làm việc đó.

Tôi thường tạo nguyên mẫu bảng của mình theo từng phần và sau đó tạo ra một sản phẩm cuối cùng với các vi mạch cho một công ty internet sản xuất.

Sau khi bạn đã in hình ảnh lên hai tờ giấy A4 riêng biệt theo dấu vết, sau đó cắt chúng để cả hai chồng lên và dán chúng vào vị trí. chừa đủ chỗ cho bảng hai mặt của bạn chen vào giữa các lớp và đảm bảo mặt in áp vào pcb. Tạo một vài khe để cho phép bạn trượt bảng vào và cắt dán nó tạm thời. Nếu bạn cẩn thận, bạn có thể chồng chéo ảnh sellotape để cho phép bạn bỏ chọn nó mà không phá hủy hình ảnh theo dõi.

Đặt bảng với một mặt xuống trong hộp UV của bạn. NB Tôi đã chế tạo bằng cách sử dụng bốn đèn UV 13W mới và một số thiết bị điều khiển cũ và làm một chiếc hộp có tấm kính trong suốt. Khoảng cách là thử nghiệm. Nắp đậy xuống và ép bọt lên mặt sau của tấm ván ép mặt nạ vào kính. Nếu bạn không làm được điều này, ánh sáng sẽ cắt điện trở khắc. Bật và phơi bảng trong 1 phút 40 giây mỗi bên. Sử dụng đồng hồ của bạn. Trên thực tế, tôi phải sửa đổi điều này với một bộ đếm thời gian trên đó… oh không có dự án nào khác… có lẽ tôi sẽ mua một… bạn biết đấy, bạn sẽ không! Điện trở khắc đôi khi hơi loang lổ nhưng tôi có một số bảng tôi đã có trong bốn năm và họ vẫn sản xuất bảng tốt để tạo mẫu !!

Cẩn thận khi bạn lật bảng, đừng để nó trượt hoặc bạn sẽ có một số rác.

Bây giờ hãy chuẩn bị cho nhà phát triển của bạn. Tôi sử dụng 2 nắp ở tỷ lệ 18: 1 để hai nắp của nhà phát triển và 36 nắp của nước máy tinh khiết không pha tạp. Nhà phát triển có dạng chai hoặc dạng bột và một chai thường có tuổi thọ khoảng 6 năm !!. Trộn nó trong một hộp đựng kem VÀ MẶC GĂNG TAY. Không cho ngón tay vào nếu không dầu mỡ sẽ ảnh hưởng đến máy. Nhiệt độ có thể là một vấn đề trong mùa đông. Giữ nước ở 20 độ C trở lên, nó không nguy hiểm nhưng nếu nó lạnh thì kết quả có thể không lường trước được. Tôi đã làm điều này vào tháng Giêng trong nhà để xe của tôi với một ấm đun nước để bạn có thể bù đắp.

Nhẹ nhàng di chuyển hộp chứa từ bên này sang bên kia khi bạn đã đặt bảng của mình vào đó, Nếu bạn đã làm đúng, bạn sẽ thấy một dòng khắc Magenta chống lại việc bị loại bỏ khỏi đồng để lộ ra một đồng sáng bóng đáng yêu giữa các rãnh. Dùng găng tay của bạn lật ngược lại để kiểm tra mặt còn lại. Quá trình này thường mất khoảng một phút, vì vậy khi hoàn tất, hãy lấy bảng ra và rửa kỹ bằng nước ấm. Nếu nó buồn tẻ thì rất có thể nó đã thất bại.

Tôi đã gặp trường hợp này một vài lần nhưng thường là do tôi không đeo găng tay hoặc nhiệt độ quá thấp hoặc tôi đã làm sai thời gian phơi sáng vì một số mất tập trung… tại sao họ lại làm điều này giữa lúc có điều gì đó nghiêm trọng….

Cho tôi thấy những khắc của bạn

Được rồi, bây giờ bạn đã có một bảng với các rãnh màu xanh lá cây tuyệt đẹp được bảo vệ bằng kháng khắc tinh và bây giờ cần tạo Ferric Clorua. Bây giờ tôi sử dụng cùng một hộp đựng kem để giảm thiểu lãng phí và trộn theo các ghi chú trên gói. Tôi mua Ferric Chloride trong các gói bóng mà bạn cân và hòa tan thành dung dịch. Bạn hãy đổ lượng kem vừa đủ vào khoảng 1/3 thùng kem, nếu bạn trang điểm vừa đủ cho công việc thì bạn có thể đổ vào hộp nhựa sẽ giữ được lâu.

BẠN PHẢI MẶC GĂNG TAY… không phải vì dầu mỡ, v.v. mà bởi vì nếu bạn không làm vậy, tay bạn sẽ có màu cam sáng trong hai tuần. Tôi đã từng làm điều này trước một cuộc họp quan trọng ở London và có vẻ như tôi đã bị rối. Mặc quần áo cũ vì nếu nó dính vào chúng, chúng sẽ được chuyển vào thùng rác. Nó tự gắn vào bồn rửa bằng thép không gỉ và nói chung là làm bẩn mọi thứ. Làm điều này bên ngoài hoặc trong nhà tránh xa mọi thứ, không đổ thức ăn thừa xuống cống, nó rất tốt để tiêu diệt vi khuẩn mà không phải là điều mà cơ quan cấp nước muốn khuyến khích trong bể tự hoại của họ. Đối với một số cơ quan chức năng, điều này cũng là bất hợp pháp vì vậy không nên làm điều đó.

Khi bạn lần đầu tiên nhúng bảng của bạn vào dung dịch, nó sẽ chuyển sang màu đồng đỏ đáng yêu khi đồng bị tấn công. Nếu không thì bạn vẫn có thể có một lớp kháng khắc tinh đang ngăn cản tinh thể hoạt động hoặc giải pháp của bạn sai. Nếu đúng như vậy thì tôi e ngại khi quay lại bảng vẽ, nhưng không có khả năng tư duy của bạn là sai nếu bạn đã làm theo các phá hủy.

Dù sao nếu tất cả đều tốt, bạn có một số bản nhạc hoàn hảo được bảo vệ bởi etch kháng.

Thông thường tại thời điểm này, các chuyên gia sẽ sử dụng một bộ mặt nạ để phát triển xung quanh các lỗ và miếng đệm và sản xuất thông qua đồng thông qua việc sử dụng màn hình lụa để vẽ các số thành phần, v.v. Thật không may, tôi không có thời gian hoặc độ nghiêng và thực hiện vias của mình bằng cách sử dụng một số dây đồng từ lớp này sang lớp khác… rõ ràng nhiều lớp là không thể bằng phương pháp này. Nếu có tâm trạng, tôi sẽ cẩn thận thêm số thành phần vào lớp in để bạn khắc cả số thành phần. Nó có thể tiết kiệm một chút thời gian lắp ráp nhưng phụ thuộc vào mức độ bận rộn của bo mạch.

Bây giờ tôi để lộ các bản nhạc trong 2 phút hoặc lâu hơn cho mỗi bên và nhúng vào nhà phát triển để loại bỏ tất cả các kháng khắc.

Bây giờ tôi khoan lỗ vias và bất kỳ lỗ nào và thiếc tất cả các bài hát và kiểm tra tính liên tục bằng đồng hồ vạn năng. chỉ được hàn một mặt … đã xảy ra rất nhiều lần!

Bước 6: Lắp ráp bảng

Được rồi, bây giờ tôi có một bảng sẵn sàng để đi và tôi đã khoan tất cả các vias và các lỗ.

Luồn tất cả các vias bằng dây và hàn cả hai mặt. Tôi thích thiếc tất cả các bài hát như một biện pháp bảo vệ không cần phải làm điều đó nhưng ngăn chặn quá trình oxy hóa đồng.

Tôi đã gắn thẻ sd đó là bề mặt gắn kết và thêm hai vùng đất để có một miếng hàn trên đó cộng với nó có một vài chốt bên dưới để neo nó xuống.

Tiếp theo đã thêm ADXL EEPROM, v.v.

Nguồn điện khôn ngoan, kế hoạch là lấy 5V từ USB hoặc Bat bên ngoài và cấp nó qua điện áp 3.3V trên bo mạch. Tôi có một chút reg tôi mua từ Ebay được lắp ráp dưới dạng mô-đun và được đánh giá ở 800mA… tức là 300 gretaer so với USB có thể cung cấp. Tôi chưa thực hiện bất kỳ phép đo công suất nào vì có thể chỉnh sửa trong phần mềm…..có thể sử dụng ngắt INACTIVITY từ ADXL để xử lý. [WIP]

… Cần thêm hình ảnh khi tiến trình xây dựng.

Bước 7: GIẢI MÃ

Được rồi, tôi sẽ không xem qua tất cả các arduino đã thiết lập vì ai đó đã làm tốt hơn nó ở nơi khác.

Tôi sẽ chỉ chọn ra các bit thích hợp khi chúng tôi đi mà có thể được sử dụng trong một dự án của riêng bạn.

Điều này vẫn đang được tiến hành cho đến khi tải lên trang web được xem xét nhưng chúng ta hãy xem qua một số mã.

Ý tưởng là chức năng bình thường là kích hoạt các thiết bị bao gồm GPS / hiển thị / thẻ sd / đồng hồ thời gian thực / ext_flashmemory và gia tốc kế.

Sau đó chúng ta nhập một vòng lặp chờ xem phím ngắt sw có được nhấn hay không. Nếu có thì hãy chuyển đến menu cấu hình để cấu hình mạng wifi tự động đăng nhập vào một thiết bị được chỉ định làm đầu vào cho trình cấu hình trang web. với một cờ để cho biết rằng trong lần khởi động tiếp theo, hãy tải các cài đặt từ flash. Bạn luôn có thể ghi đè điều này bằng cách nhập địa chỉ ipad và nhập / killbill để xóa sạch flash và tải mặc định.

đây là chức năng ngắt được xác định trong mã cho gia tốc kế adxl và bước nhảy tới bộ cấu hình trên hai chân riêng biệt. Chúng tôi đang sử dụng ngắt ADXL để ngắt sự kiện SHOCK. Đối với cả hai ngắt, chúng tôi đặt một cờ được đặt lại trong "vòng lặp" chính. đây là những gì nó trông như thế nào:

nhìn vào mã đính kèm

Bước 8: Tìm chân SDA SCL

sử dụng mã này:

Serial.println (SDA);

Serial.println (SCL);

in các chân hiện được định cấu hình trong ESP cho SDL và SCL

Có một tệp được sử dụng để ánh xạ các chân tới các chức năng như cổng nối tiếp trong ESP32