Povezivanje troosnog žiroskopskog senzora BMG160 sa Raspberry Pi: 5 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

U današnjem svijetu više od polovice omladine i djece voli igre, a svi oni koji to vole, fascinirani tehničkim aspektima igara znaju koliko je važno osjetiti kretanje u ovoj oblasti. I nas je začudila ista stvar i samo da bismo je unijeli na ploče pomislili smo da radimo 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 dimenzije 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 karakteristikama 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 modul je dizajniran da ispuni zahtjeve za potrošačke aplikacije, 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 SDA (serijski podaci) i SCL (serijski sat) linija. Omogućava povezivanje više uređaja istovremeno. To je jedan od najjednostavnijih i najefikasnijih komunikacijskih protokola.

Korak 2: Šta 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:

Odeljak za priključivanje hardvera u osnovi objašnjava potrebne ožičenje između senzora i maline pi. Osiguravanje ispravnih veza osnovna je potreba pri radu na bilo kojem sistemu 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 povezali senzor. Iskorištavajući ovu prednost ove ploče, ovdje demonstriramo njeno programiranje na Javi. Java kod za BMG160 možete preuzeti sa naše github zajednice koja je Dcube Store Community.

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

pi4j.com/install.html

Ovdje možete kopirati radni java kôd za ovaj senzor:

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

javna klasa BMG160

{

public static void main (String args ) baca Exception

{

// Kreiranje I2C sabirnice

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 punog raspona, 2000 dps

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

// Odabir registra propusnosti

// Propusni opseg 200 Hz

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

Thread.sleep (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);

// Pretvorimo podatke

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

ako (xGyro> 32767)

{

xGiro -= 65536;

}

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

ako (yGyro> 32767)

{

yGiro -= 65536;

}

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

if (zGyro> 32767)

{

zGiro -= 65536;

}

// Iznos podataka na ekran

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

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

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

}

}

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

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus; import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import 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 // Propusni opseg 200 Hz device.write (0x10, (bajt) 0x04); Thread.sleep (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 na sljedeći način:

int xGyro = ((podaci [1] & 0xFF) * 256 + (podaci [0] & 0xFF)); if (xGiro> 32767) {xGyro -= 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 štampa pomoću funkcije System.out.println (), u sljedećem formatu.

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

Izlaz senzora prikazan je na gornjoj slici.

Korak 5: Aplikacije:

BMG160 ima različit broj aplikacija u uređajima kao što su mobilni telefoni, uređaji sa interfejsom ljudskih mašina. Ovaj senzorski modul dizajniran je tako da zadovolji zahtjeve za potrošačke aplikacije, poput stabilizacije slike (DSC i telefon sa kamerom), igara i pokazivačkih uređaja. Također se koristi u sistemima koji zahtijevaju prepoznavanje pokreta i sistemima koji se koriste u unutrašnjoj navigaciji.