原创 【雕爷学编程】Arduino动手做(48)---三轴ADXL345模块

2019-12-20 11:41 1614 3 4 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 雕爷学编程

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

  1. /*
  2. 【Arduino】168种传感器模块系列实验(48)
  3. 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)
  4. 简单实验,之一
  5. */
  6. void setup()
  7. {
  8. Serial.begin(9600);
  9. pinMode(A4, INPUT);
  10. pinMode(A5, INPUT);
  11. }
  12. void loop()
  13. {
  14. Serial.println(analogRead(A4));
  15. Serial.println(analogRead(A5));
  16. delay(100);
  17. }

  1. /*
  2. 【Arduino】168种传感器模块系列实验(48)
  3. 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)
  4. 实验代码之二
  5. */
  6. #include <Wire.h>
  7. #define DEVICE (0x53)
  8. #define TO_READ (6)
  9. byte buff[TO_READ] ;
  10. char str[512];
  11. int regAddress = 0x32;
  12. int x, y, z;
  13. double roll = 0.00, pitch = 0.00;
  14. void setup() {
  15. Wire.begin();
  16. Serial.begin(9600);
  17. writeTo(DEVICE, 0x2D, 0);
  18. writeTo(DEVICE, 0x2D, 16);
  19. writeTo(DEVICE, 0x2D, 8);
  20. }
  21. void loop() {
  22. readFrom(DEVICE, regAddress, TO_READ, buff);
  23. x = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0];
  24. y = (((int)buff[3])<< 8) | buff[2];
  25. z = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4];
  26. //we send the x y z values as a string to the serial port
  27. Serial.print("The acceleration info of x, y, z are:");
  28. sprintf(str, "%d %d %d", x, y, z);
  29. Serial.print(str);
  30. Serial.write(10);
  31. RP_calculate();
  32. Serial.print("Roll:"); Serial.println( roll );
  33. Serial.print("Pitch:"); Serial.println( pitch );
  34. Serial.println("");
  35. delay(300);
  36. }
  37. void writeTo(int device, byte address, byte val) {
  38. Wire.beginTransmission(device);
  39. Wire.write(address);
  40. Wire.write(val);
  41. Wire.endTransmission();
  42. }
  43. void readFrom(int device, byte address, int num, byte buff[]) {
  44. Wire.beginTransmission(device);
  45. Wire.write(address);
  46. Wire.endTransmission();
  47. Wire.beginTransmission(device);
  48. Wire.requestFrom(device, num);
  49. int i = 0;
  50. while(Wire.available())
  51. {
  52. buff = Wire.read();
  53. i++;
  54. }
  55. Wire.endTransmission();
  56. }
  57. void RP_calculate(){
  58. double x_Buff = float(x);
  59. double y_Buff = float(y);
  60. double z_Buff = float(z);
  61. roll = atan2(y_Buff , z_Buff) * 57.3;
  62. pitch = atan2((- x_Buff) , sqrt(y_Buff * y_Buff + z_Buff * z_Buff)) * 57.3;
  63. }

  1. /*
  2. 【Arduino】168种传感器模块系列实验(48)
  3. 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)
  4. 实验代码之三
  5. */
  6. #include <Wire.h>
  7. #define Register_ID 0
  8. #define Register_2D 0x2D
  9. #define Register_X0 0x32
  10. #define Register_X1 0x33
  11. #define Register_Y0 0x34
  12. #define Register_Y1 0x35
  13. #define Register_Z0 0x36
  14. #define Register_Z1 0x37
  15. int ADXAddress = 0xA7 >> 1;
  16. int reading = 0;
  17. int val=0;
  18. int X0,X1,X_out;
  19. int Y0,Y1,Y_out;
  20. int Z1,Z0,Z_out;
  21. double Xg,Yg,Zg;
  22. void setup()
  23. {
  24. Wire.begin();
  25. Serial.begin(9600);
  26. delay(100);
  27. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  28. Wire.write(Register_2D);
  29. Wire.write(8);
  30. Wire.endTransmission();
  31. }
  32. void loop()
  33. {
  34. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  35. Wire.write(Register_X0);
  36. Wire.write(Register_X1);
  37. Wire.endTransmission();
  38. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  39. if(Wire.available()<=2)
  40. {
  41. X0 = Wire.read();
  42. X1 = Wire.read();
  43. X1=X1<<8;
  44. X_out=X0+X1;
  45. }
  46. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  47. Wire.write(Register_Y0);
  48. Wire.write(Register_Y1);
  49. Wire.endTransmission();
  50. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  51. if(Wire.available()<=2)
  52. {
  53. Y0 = Wire.read();
  54. Y1 = Wire.read();
  55. Y1=Y1<<8;
  56. Y_out=Y0+Y1;
  57. }
  58. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  59. Wire.write(Register_Z0);
  60. Wire.write(Register_Z1);
  61. Wire.endTransmission();
  62. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  63. if(Wire.available()<=2)
  64. {
  65. Z0 = Wire.read();
  66. Z1 = Wire.read();
  67. Z1=Z1<<8;
  68. Z_out=Z0+Z1;
  69. }
  70. Xg=X_out;
  71. Yg=Y_out;
  72. Zg=Z_out;
  73. Serial.print("X= ");
  74. Serial.print(Xg);
  75. Serial.print(" ");
  76. Serial.print("Y= ");
  77. Serial.print(Yg);
  78. Serial.print(" ");
  79. Serial.print("Z= ");
  80. Serial.print(Zg);
  81. Serial.println(" ");
  82. delay(200);
  83. }

作者: 雕爷学编程, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3894459.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

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文章评论 2条评论)

登录后参与讨论

lyyinhe_xi 2020-1-26 21:20

好文!持续关注会

curton 2019-12-20 21:29

继续学习  继续支持
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