Interface van 3-assige gyroscoopsensor BMG160 met Raspberry Pi - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

In de wereld van vandaag is meer dan de helft van de jongeren en kinderen dol op gamen en iedereen die ervan houdt, gefascineerd door de technische aspecten van gamen, kent het belang van bewegingsdetectie in dit domein. We waren ook verbaasd over hetzelfde en om het op de planken te brengen, dachten we aan een gyroscoopsensor die de hoeksnelheid van elk object kan meten. Dus de sensor die we hebben gebruikt om de taak aan te pakken, is BMG160. BMG160 is een 16-bit, digitale, triaxiale, gyroscoopsensor die de hoeksnelheid kan meten in drie loodrechte kamerdimensies.

In deze tutorial gaan we de werking van BMG160 met Raspberry pi demonstreren, waarbij we Java als programmeertaal gebruiken.

Hardware die je hiervoor nodig hebt zijn de volgende:

1. BMG160

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 1: BMG160 Overzicht:

Allereerst willen we u vertrouwd maken met de basiskenmerken van de sensormodule BMG160 en het communicatieprotocol waarop deze werkt.

BMG160 is in feite een 16-bit, digitale, triaxiale, gyroscoopsensor die hoeksnelheden kan meten. Het is in staat om hoeksnelheden te berekenen in drie loodrechte kamerdimensies, de x-, y- en z-as, en de bijbehorende uitgangssignalen te leveren. Het kan communiceren met het Raspberry Pi-bord met behulp van het I2C-communicatieprotocol. Deze specifieke module is ontworpen om te voldoen aan de eisen voor zowel consumententoepassingen als industriële doeleinden.

Het communicatieprotocol waarop de sensor werkt is I2C. I2C staat voor de inter-geïntegreerde schakeling. Het is een communicatieprotocol waarbij de communicatie plaatsvindt via SDA (seriële data) en SCL (seriële klok) lijnen. Het maakt het mogelijk om meerdere apparaten tegelijkertijd aan te sluiten. Het is een van de eenvoudigste en meest efficiënte communicatieprotocollen.

Stap 2: Wat je nodig hebt.

De materialen die we nodig hebben om ons doel te bereiken, omvatten de volgende hardwarecomponenten:

1. BMG160

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 3: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de Raspberry Pi. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

De BMG160 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.

Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent. Alles wat je nodig hebt zijn vier draden!

Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 4: 3-assige gyroscoopmeting met Java-code:

Het voordeel van het gebruik van raspberry pi is dat het u de flexibiliteit biedt van de programmeertaal waarin u het bord wilt programmeren om de sensor ermee te verbinden. Gebruikmakend van dit voordeel van dit bord, demonstreren we hier de programmering ervan in Java. De Java-code voor BMG160 kan worden gedownload van onze github-community, de Dcube Store Community.

Behalve voor het gemak van de gebruikers, leggen we de code hier ook uit: Als eerste stap van het coderen moet je de pi4j-bibliotheek downloaden in het geval van java, omdat deze bibliotheek de functies ondersteunt die in de code worden gebruikt. Dus om de bibliotheek te downloaden, kunt u de volgende link bezoeken:

pi4j.com/install.html

U kunt hier ook de werkende Java-code voor deze sensor kopiëren:

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importeren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importeren;

importeer com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

openbare klasse BMG160

{

public static void main(String args) gooit Exception

{

// I2C-bus maken

I2CBus-bus = I2CFactory.getInstance(I2CBus. BUS_1);

// Krijg I2C-apparaat, BMG160 I2C-adres is 0x68 (104)

I2CDevice-apparaat = bus.getDevice (0x68);

// Selecteer bereikregister

// Configureer volledig schaalbereik, 2000 dps

apparaat.schrijven (0x0F, (byte)0x80);

// Selecteer bandbreedteregister

// Bandbreedte 200 Hz

apparaat.schrijven (0x10, (byte)0x04);

Draad.slaap(500);

// Lees 6 bytes aan gegevens

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

byte data = nieuwe byte[6];

apparaat.lezen (0x02, data, 0, 6);

// Gegevens converteren

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

if(xGyro > 32767)

{

xGyro -= 65536;

}

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

if(yGyro > 32767)

{

yGyro -= 65536;

}

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

if(zGyro > 32767)

{

zGyro -= 65536;

}

// Gegevens uitvoeren naar scherm

System.out.printf("X-as van rotatie: %d %n", xGyro);

System.out.printf("Y-as van rotatie: %d %n", yGyro);

System.out.printf("Z-as van rotatie: %d %n", zGyro);

}

}

De bibliotheek die i2c-communicatie tussen de sensor en het bord mogelijk maakt, is pi4j, de verschillende pakketten I2CBus, I2CDevice en I2CFactory helpen om de verbinding tot stand te brengen.

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

Dit deel van de code zorgt ervoor dat de sensor de hoeksnelheid meet door de respectieve opdrachten te schrijven met behulp van de functie write() en vervolgens worden de gegevens gelezen met de functie read().

// Selecteer bereikregister // Configureer volledig schaalbereik, 2000 dps device.write (0x0F, (byte)0x80); // Selecteer bandbreedteregister // Bandbreedte 200 Hz device.write (0x10, (byte)0x04); Draad.slaap(500);

// Lees 6 bytes aan gegevens

// xGyro lsb, xGyro msb, yGyro lsb, yGyro msb, zGyro lsb, zGyro msb byte data = nieuwe byte [6]; apparaat.lezen (0x02, data, 0, 6);

De gegevens die van de sensor worden ontvangen, worden geconverteerd naar het juiste formaat door het volgende te gebruiken:

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

De uitvoer wordt afgedrukt met de functie System.out.println() in het volgende formaat.

System.out.println("X-as van rotatie: %d %n", xGyro); System.out.println("Y-as van rotatie: %d %n", yGyro); System.out.println ("Z-as van rotatie: %d %n", zGyro);

De output van de sensor wordt getoond in de afbeelding hierboven.

Stap 5: Toepassingen:

BMG160 heeft een gevarieerd aantal toepassingen in apparaten zoals mobiele telefoons, mens-machine-interface-apparaten. Deze sensormodule is ontworpen om te voldoen aan de eisen voor consumententoepassingen zoals beeldstabilisatie (DSC en cameratelefoon), gaming en aanwijsapparaten. Het wordt ook gebruikt in systemen die gebarenherkenning vereisen en de systemen die worden gebruikt bij indoornavigatie.