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【雕爷学编程】Arduino动手做(48)---三轴ADXL34

【雕爷学编程】Arduino动手做(48)---三轴ADXL34

作者: 驴友花雕 | 来源:发表于2019-12-20 11:40 被阅读0次

    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践(动手试试)出真知的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一做做实验,不管能否成功,都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。 

    【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

    实验四十八:GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 (IIC/SPI传输)


    ADXL345芯片

    ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计,分辨率高(13位),测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式,可通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口访问。ADXL345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(4 mg/LSB),能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。该器件提供多种特殊检测功能。活动和非活动检测功能检测有无运动发生,以及任意轴上的加速度是否超过用户设置的限值。敲击检测功能可以检测单击和双击动作。自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。这些功能可以映射到两个中断输出引脚中的一个。正在申请专利的32级先进先出(FIFO)缓冲器可用于存储数据,最大程度地减少主机处理器的干预。低功耗模式支持基于运动的智能电源管理,从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。

    ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm、14引脚小型超薄塑料封装。

    主要特性

    超低功耗:V S = 2.5 V 时(典型值),测量模式下低至23ì A ,

    待机模式下为0.1μA

    功耗随带宽自动按比例变化

    用户可选的分辨率

    10 位固定分辨率

    全分辨率,分辨率随g范围提高而提高,± 16g 时高达13 位

    (在所有g范围内保持4 mg/L S B 的比例系数)

    正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FI FO 技术,可将

    主机处理器负荷降至最低

    单振/双振检测

    活动/非活动监控

    自由落体检测

    电源电压范围:2.0 V 至3.6 V

    I / O电压范围:1.7 V 至V S

    S PI (3线和4线)和I 2 C数字接口

    灵活的中断模式,可映射到任一中断引脚

    通过串行命令可选测量范围

    通过串行命令可选带宽

    宽温度范围(- 40° C 至+ 85 ℃)

    抗冲击能力:10, 000 g

    无铅/符合Ro HS标准

    工作原理

    ADXL345是一款完整的3轴加速度测量系统,可选择的测量范围有±2 g,±4 g,±8 g或±16 g。既能测量运动或冲击导致的动态加速度,也能测量静止加速度,例如重力加速度,使得器件可作为倾斜传感器使用。该传感器为多晶硅表面微加工结构,置于晶圆顶部。由于应用加速度,多晶硅弹簧悬挂于晶圆表面的结构之上,提供力量阻力。差分电容由独立固定板和活动质量连接板组成,能对结构偏转进行测量。加速度使惯性质量偏转、差分电容失衡,从而传感器输出的幅度与加速度成正比。相敏解调用于确定加速度的幅度和极性。

    ADXL345三轴加速度模块

    采用ADXL345芯片,具有体积小,功耗低的特点,13位数字精度分辨能够测量超过±16g的加速度变换。信号输出为16位数字输出,可以通过SPI与I2C接口实现信号采集。ADXL345适用于倾斜角度测量,能够进行静态重力加速度检测。同时也适用于运动状态的追踪,测量运动或冲击过程造成的瞬时加速度。其高分辨率(4mg/LSB)使之能够感应变化小于1°的倾斜角度。ADXL345三轴加速度计还内置一款LDO模块让你的加速度计能够工作于3.3~6v的工作电压之下。同时传感器提供了几个特殊的功能。能够在静态或动态情况下检测是否有运动或停止出现,另外能够感知单轴的加速度值是否超出用户的设定值。检测单击/双击。如果该设备正在下降,能进行自由落体感应检测。这些功能能够被映射到两个中断输出引脚上。在低功耗模式是用户能够基于ADXL345动作感应,进行电源管理,同时只损耗极低的功耗。

    模块的电原理图

    /*

    【Arduino】168种传感器模块系列实验(48)

    实验四十八:GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 (IIC/SPI传输)

    简单实验,之一

    */

    void setup()

    {

    Serial.begin(9600);     

    pinMode(A4, INPUT);

    pinMode(A5, INPUT);

    }

    void loop()

    {

    Serial.println(analogRead(A4));

    Serial.println(analogRead(A5));

    delay(100);

    }

    /*

    【Arduino】168种传感器模块系列实验(48)

    实验四十八:GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 (IIC/SPI传输)

    实验代码之二

    */

    #include <Wire.h>

    #define DEVICE (0x53)  

    #define TO_READ (6)   

    byte buff[TO_READ] ;      

    char str[512];            

    int regAddress = 0x32;     

    int x, y, z;                        

    double roll = 0.00, pitch = 0.00;      

    void setup() {

      Wire.begin();         

      Serial.begin(9600);  

      

      writeTo(DEVICE, 0x2D, 0);      

      writeTo(DEVICE, 0x2D, 16);

      writeTo(DEVICE, 0x2D, 8);

    }

    void loop() {

      readFrom(DEVICE, regAddress, TO_READ, buff);

                                                 

      x = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0];   

      y = (((int)buff[3])<< 8) | buff[2];

      z = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4];

      //we send the x y z values as a string to the serial port

      Serial.print("The acceleration info of x, y, z are:");

      sprintf(str, "%d %d %d", x, y, z);  

      Serial.print(str);

      Serial.write(10);

      

      RP_calculate();

      Serial.print("Roll:"); Serial.println( roll );

      Serial.print("Pitch:"); Serial.println( pitch );

      Serial.println("");

      

      delay(300);

    }

    void writeTo(int device, byte address, byte val) {

      Wire.beginTransmission(device);

      Wire.write(address);        

      Wire.write(val);      

      Wire.endTransmission();

    }

    void readFrom(int device, byte address, int num, byte buff[]) {

      Wire.beginTransmission(device);

      Wire.write(address);        

      Wire.endTransmission();

        Wire.beginTransmission(device);

      Wire.requestFrom(device, num);   

      int i = 0;

      while(Wire.available())   

      {

        buff = Wire.read();

        i++;

      }

      Wire.endTransmission();

    }

    void RP_calculate(){

      double x_Buff = float(x);

      double y_Buff = float(y);

      double z_Buff = float(z);

      roll = atan2(y_Buff , z_Buff) * 57.3;

      pitch = atan2((- x_Buff) , sqrt(y_Buff * y_Buff + z_Buff * z_Buff)) * 57.3;

    }


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