Povezivanje troosnog žiroskopskog senzora BMG160 s Raspberry Pi: 5 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

U današnjem svijetu više od polovice mladih i djece voli igre, a svi oni koji to vole, fascinirani tehničkim aspektima igara znaju koliko je važno osjetiti kretanje u ovoj domeni. I nas je ista stvar začudila i samo da bismo je donijeli na daske, pomislili smo raditi na senzoru žiroskopa koji može mjeriti kutnu brzinu bilo kojeg objekta. Dakle, senzor koji smo uzeli za rješavanje zadatka je BMG160. BMG160 je 16-bitni, digitalni, troosni, žiroskopski senzor koji može mjeriti kutnu brzinu u tri okomite prostorije.

U ovom vodiču pokazat ćemo rad BMG160 s Raspberry pi, koristeći Javu kao programski jezik.

Hardver koji će vam trebati u tu svrhu je sljedeći:

1. BMG160

2. Malina Pi

3. I2C kabel

4. I2C štit za Raspberry Pi

5. Ethernet kabel

Korak 1: Pregled BMG160:

Prije svega želimo vas upoznati s osnovnim značajkama senzorskog modula BMG160 i komunikacijskim protokolom na kojem on radi.

BMG160 je u osnovi 16-bitni, digitalni, troosni, žiroskopski senzor koji može mjeriti kutne brzine. Sposoban je izračunati kutne brzine u tri okomite dimenzije prostorije, osi x-, y- i z-osi te pružiti odgovarajuće izlazne signale. Može komunicirati s malinom pi pločom koristeći I2C komunikacijski protokol. Ovaj je modul osmišljen tako da zadovolji zahtjeve za potrošačke primjene, kao i za industrijske svrhe.

Komunikacijski protokol na kojem senzor radi je I2C. I2C označava međuintegrirano kolo. To je komunikacijski protokol u kojem se komunikacija odvija putem linija SDA (serijski podaci) i SCL (serijski sat). Omogućuje povezivanje više uređaja istovremeno. To je jedan od najjednostavnijih i najučinkovitijih komunikacijskih protokola.

Korak 2: Što vam treba..

Materijali koji su nam potrebni za postizanje našeg cilja uključuju sljedeće hardverske komponente:

1. BMG160

2. Malina Pi

3. I2C kabel

4. I2C štit za Raspberry Pi

5. Ethernet kabel

Korak 3: Povezivanje hardvera:

Odjeljak hardverskog spajanja u osnovi objašnjava potrebne ožičenje potrebne veze između senzora i maline pi. Osiguravanje ispravnih veza osnovna je potreba tijekom rada na bilo kojem sustavu za željeni izlaz. Dakle, potrebne veze su sljedeće:

BMG160 će raditi preko I2C. Evo primjera dijagrama ožičenja koji pokazuje kako spojiti svako sučelje senzora.

Out-of-box, ploča je konfigurirana za I2C sučelje, pa kao takvu preporučujemo korištenje ove veze ako ste inače agnostični. Sve što trebate su četiri žice!

Potrebna su samo četiri priključka Vcc, Gnd, SCL i SDA pinovi koji se povezuju pomoću I2C kabela.

Ove veze su prikazane na gornjim slikama.

Korak 4: Mjerenje troosnog žiroskopa pomoću Java koda:

Prednost korištenja maline pi je ta što vam daje fleksibilnost programskog jezika u kojem želite programirati ploču kako biste s njom spojili senzor. Iskorištavajući ovu prednost ove ploče, ovdje demonstriramo njezino programiranje na Javi. Java kod za BMG160 može se preuzeti s naše github zajednice koja je Dcube Store Community.

Osim radi lakšeg korištenja, kôd objašnjavamo i ovdje: Kao prvi korak kodiranja morate preuzeti knjižnicu pi4j u slučaju jave, jer ova knjižnica podržava funkcije koje se koriste u kodu. Dakle, za preuzimanje knjižnice možete posjetiti sljedeću vezu:

pi4j.com/install.html

Ovdje možete kopirati radni java kôd za ovaj senzor:

uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

javna klasa BMG160

{

public static void main (String args ) baca iznimku

{

// Kreiranje sabirnice I2C

I2CBus sabirnica = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Nabavite I2C uređaj, BMG160 I2C adresa je 0x68 (104)

I2CDevice uređaj = bus.getDevice (0x68);

// Odabir registra raspona

// Konfiguriranje cijelog raspona, 2000 dps

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

// Odabir registra propusnosti

// Propusnost 200 Hz

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

Navoj.spavanje (500);

// Očitavanje 6 bajtova podataka

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

bajt podatak = novi bajt [6];

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

// Pretvorba podataka

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

ako (xGiro> 32767)

{

xžiroskop -= 65536;

}

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

ako (yGyro> 32767)

{

yGiro -= 65536;

}

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

ako (zGiro> 32767)

{

zGiro -= 65536;

}

// Izlaženje podataka na zaslon

System.out.printf ("Os X rotacije: %d %n", xGiro);

System.out.printf ("Y-os rotacije: %d %n", yGiro);

System.out.printf ("Z-rotacijska os: %d %n", zGiro);

}

}

Knjižnica koja olakšava i2c komunikaciju između senzora i ploče je pi4j, a njezini različiti paketi I2CBus, I2CDevice i I2CFactory pomažu u uspostavljanju veze.

uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CBus; uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; uvoz com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

Ovaj dio koda tjera senzor da mjeri kutnu brzinu ispisujući odgovarajuće naredbe pomoću funkcije write (), a zatim se podaci čitaju pomoću funkcije read ().

// Odabir registra raspona // Konfiguriranje opsega opsega, 2000 dps device.write (0x0F, (bajt) 0x80); // Odabir registra propusnosti // Bandwidth 200 Hz device.write (0x10, (byte) 0x04); Navoj.spavanje (500);

// Očitavanje 6 bajtova podataka

// xGyro lsb, xGyro msb, yGyro lsb, yGyro msb, zGyro lsb, zGyro msb bajt podaci = novi bajt [6]; device.read (0x02, podaci, 0, 6);

Podaci primljeni od senzora pretvaraju se u odgovarajući format pomoću sljedećeg:

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

Izlaz se ispisuje pomoću funkcije System.out.println (), u sljedećem formatu.

System.out.println ("Os X rotacije: %d %n", xGiro); System.out.println ("Y-os rotacije: %d %n", yGiro); System.out.println ("Z-os rotacije: %d %n", zGiro);

Izlaz senzora prikazan je na gornjoj slici.

5. korak: Prijave:

BMG160 ima raznolik broj aplikacija u uređajima poput mobitela, uređaja za sučelje ljudskih strojeva. Ovaj senzorski modul dizajniran je tako da zadovolji zahtjeve za potrošačke aplikacije, poput stabilizacije slike (DSC i telefon s kamerom), igara i pokazivačkih uređaja. Također se koristi u sustavima koji zahtijevaju prepoznavanje gesta i sustavima koji se koriste u unutarnjoj navigaciji.