Giao diện của cảm biến con quay hồi chuyển 3 trục BMG160 với Arduino Nano: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Trong thế giới ngày nay, hơn một nửa thanh niên và trẻ em thích chơi game và tất cả những ai yêu thích nó, bị cuốn hút bởi các khía cạnh kỹ thuật của trò chơi đều biết tầm quan trọng của cảm biến chuyển động trong lĩnh vực này. Chúng tôi cũng rất ngạc nhiên về điều tương tự và chỉ để mang nó lên bảng, chúng tôi đã nghĩ đến việc làm việc trên một cảm biến con quay hồi chuyển có thể đo tốc độ góc của bất kỳ vật thể nào. Vì vậy, cảm biến mà chúng tôi sử dụng để xử lý nhiệm vụ là BMG160. BMG160 là cảm biến con quay hồi chuyển 16 bit, kỹ thuật số, ba trục, có thể đo tốc độ góc trong ba kích thước phòng vuông góc.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chứng minh hoạt động của BMG160 với Arduino Nano.

Phần cứng bạn sẽ cần cho mục đích này như sau:

1. BMG160

2. Arduino Nano

3. Cáp I2C

4. Lá chắn I2C cho Arduino Nano

Bước 1: Tổng quan về BMG160:

Trước hết, chúng tôi muốn bạn làm quen với các tính năng cơ bản của mô-đun cảm biến BMG160 và giao thức truyền thông mà nó hoạt động.

BMG160 về cơ bản là một cảm biến con quay hồi chuyển 16 bit, kỹ thuật số, ba trục, có thể đo tốc độ góc. Nó có khả năng tính toán tốc độ góc trong ba kích thước phòng vuông góc, trục x-, y- và z và cung cấp tín hiệu đầu ra tương ứng. Nó có thể giao tiếp với bảng pi raspberry bằng giao thức truyền thông I2C. Mô-đun cụ thể này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cho các ứng dụng tiêu dùng cũng như mục đích công nghiệp.

Giao thức truyền thông mà cảm biến hoạt động là I2C. I2C là viết tắt của mạch tích hợp liên. Nó là một giao thức truyền thông trong đó giao tiếp diễn ra thông qua các đường SDA (dữ liệu nối tiếp) và SCL (đồng hồ nối tiếp). Nó cho phép kết nối nhiều thiết bị cùng lúc. Nó là một trong những giao thức truyền thông đơn giản và hiệu quả nhất.

Bước 2: Những gì bạn cần.. !

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

1. BMG160

2. Arduino Nano

3. Cáp I2C

4. Lá chắn I2C cho Arduino Nano

Bước 3: 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. 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:

BMG160 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 4: Đo lường con quay hồi chuyển 3 trục Mã Arduino:

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:

# include // BMG160 Địa chỉ I2C là 0x68 (104)

#define Addr 0x68

void setup ()

{

// Khởi tạo giao tiếp I2C dưới dạng MASTER

Wire.begin ();

// Giao tiếp nối tiếp khởi tạo, đặt tốc độ truyền = 9600

Serial.begin (9600);

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi Phạm vi

Wire.write (0x0F);

// Định cấu hình dải tỷ lệ đầy đủ 2000 dps

Wire.write (0x80);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi băng thông

Wire.write (0x10);

// Đặt băng thông = 200 Hz

Wire.write (0x04);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

chậm trễ (300);

}

void loop ()

{

dữ liệu int không dấu [6];

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi dữ liệu con quay hồi chuyển

Wire.write (0x02);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Yêu cầu 6 byte dữ liệu

Wire.requestFrom (Addr, 6);

// Đọc 6 byte dữ liệu

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

if (Wire.available () == 6)

{

data [0] = Wire.read ();

data [1] = Wire.read ();

data [2] = Wire.read ();

data [3] = Wire.read ();

data [4] = Wire.read ();

data [5] = Wire.read ();

}

chậm trễ (300);

// Chuyển đổi dữ liệu

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

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

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

// Xuất dữ liệu ra màn hình nối tiếp

Serial.print ("Trục Xoay X:");

Serial.println (xGyro); Serial.print ("Trục quay Y:");

Serial.println (yGyro); Serial.print ("Trục xoay Z:");

Serial.println (zGyro);

chậm trễ (500);

}

Bước 5: Ứng dụng:

BMG160 có một số ứng dụng đa dạng trong các thiết bị như điện thoại di động, thiết bị giao diện người máy. Mô-đun cảm biến này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cho các ứng dụng tiêu dùng như ổn định hình ảnh (DSC và camera-phone), các thiết bị chơi game và trỏ. Nó cũng được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu nhận dạng cử chỉ và các hệ thống được sử dụng trong điều hướng trong nhà.