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

2019-12-20 11:41 4037 15 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. /*
  3. 【Arduino】168种传感器模块系列实验（48）
  5. 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）
  7. 简单实验，之一
  9. */
  13. void setup()
  15. {
  17. Serial.begin(9600);
  19. pinMode(A4, INPUT);
  21. pinMode(A5, INPUT);
  23. }
  27. void loop()
  29. {
  31. Serial.println(analogRead(A4));
  33. Serial.println(analogRead(A5));
  37. delay(100);
  39. }

  1. /*
  3. 【Arduino】168种传感器模块系列实验（48）
  5. 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）
  7. 实验代码之二
  9. */
  13. #include <Wire.h>
  17. #define DEVICE (0x53)
  19. #define TO_READ (6)
  23. byte buff[TO_READ] ;
  25. char str[512];
  27. int regAddress = 0x32;
  29. int x, y, z;
  31. double roll = 0.00, pitch = 0.00;
  35. void setup() {
  37. Wire.begin();
  39. Serial.begin(9600);
  43. writeTo(DEVICE, 0x2D, 0);
  45. writeTo(DEVICE, 0x2D, 16);
  47. writeTo(DEVICE, 0x2D, 8);
  49. }
  53. void loop() {
  57. readFrom(DEVICE, regAddress, TO_READ, buff);
  61. x = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0];
  63. y = (((int)buff[3])<< 8) | buff[2];
  65. z = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4];
  69. //we send the x y z values as a string to the serial port
  71. Serial.print("The acceleration info of x, y, z are:");
  73. sprintf(str, "%d %d %d", x, y, z);
  75. Serial.print(str);
  77. Serial.write(10);
  81. RP_calculate();
  83. Serial.print("Roll:"); Serial.println( roll );
  85. Serial.print("Pitch:"); Serial.println( pitch );
  87. Serial.println("");
  91. delay(300);
  93. }
  97. void writeTo(int device, byte address, byte val) {
  99. Wire.beginTransmission(device);
  101. Wire.write(address);
  103. Wire.write(val);
  105. Wire.endTransmission();
  107. }
  111. void readFrom(int device, byte address, int num, byte buff[]) {
  113. Wire.beginTransmission(device);
  115. Wire.write(address);
  117. Wire.endTransmission();
  121. Wire.beginTransmission(device);
  123. Wire.requestFrom(device, num);
  127. int i = 0;
  129. while(Wire.available())
  131. {
  133. buff = Wire.read();
  135. i++;
  137. }
  139. Wire.endTransmission();
  141. }
  145. void RP_calculate(){
  147. double x_Buff = float(x);
  149. double y_Buff = float(y);
  151. double z_Buff = float(z);
  153. roll = atan2(y_Buff , z_Buff) * 57.3;
  155. pitch = atan2((- x_Buff) , sqrt(y_Buff * y_Buff + z_Buff * z_Buff)) * 57.3;
  157. }

  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. */
  7. #include <Wire.h>
  8. #define Register_ID 0
  9. #define Register_2D 0x2D
  10. #define Register_X0 0x32
  11. #define Register_X1 0x33
  12. #define Register_Y0 0x34
  13. #define Register_Y1 0x35
  14. #define Register_Z0 0x36
  15. #define Register_Z1 0x37
  17. int ADXAddress = 0xA7 >> 1;
  18. int reading = 0;
  19. int val=0;
  20. int X0,X1,X_out;
  21. int Y0,Y1,Y_out;
  22. int Z1,Z0,Z_out;
  23. double Xg,Yg,Zg;
  25. void setup()
  26. {
  27. Wire.begin();
  28. Serial.begin(9600);
  29. delay(100);
  31. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  32. Wire.write(Register_2D);
  33. Wire.write(8);
  34. Wire.endTransmission();
  35. }
  37. void loop()
  38. {
  40. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  41. Wire.write(Register_X0);
  42. Wire.write(Register_X1);
  43. Wire.endTransmission();
  44. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  45. if(Wire.available()<=2)
  46. {
  47. X0 = Wire.read();
  48. X1 = Wire.read();
  49. X1=X1<<8;
  50. X_out=X0+X1;
  51. }
  54. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  55. Wire.write(Register_Y0);
  56. Wire.write(Register_Y1);
  57. Wire.endTransmission();
  58. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  59. if(Wire.available()<=2)
  60. {
  61. Y0 = Wire.read();
  62. Y1 = Wire.read();
  63. Y1=Y1<<8;
  64. Y_out=Y0+Y1;
  65. }
  67. Wire.beginTransmission(ADXAddress);
  68. Wire.write(Register_Z0);
  69. Wire.write(Register_Z1);
  70. Wire.endTransmission();
  71. Wire.requestFrom(ADXAddress,2);
  72. if(Wire.available()<=2)
  73. {
  74. Z0 = Wire.read();
  75. Z1 = Wire.read();
  76. Z1=Z1<<8;
  77. Z_out=Z0+Z1;
  78. }
  80. Xg=X_out;
  81. Yg=Y_out;
  82. Zg=Z_out;
  83. Serial.print("X= ");
  84. Serial.print(Xg);
  85. Serial.print(" ");
  86. Serial.print("Y= ");
  87. Serial.print(Yg);
  88. Serial.print(" ");
  89. Serial.print("Z= ");
  90. Serial.print(Zg);
  91. Serial.println(" ");
  92. delay(200);
  93. }

雕爷学编程 Arduino动手做 开源硬件 创客传感器

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（3条评论）

登录后参与讨论

雕爷学编程 2020-3-4 07:52

lyyinhe_xi: 好文！持续关注会
   谢谢老师鼓励
回复

lyyinhe_xi 2020-1-26 21:20

好文！持续关注会
回复

curton 2019-12-20 21:29

继续学习  继续支持
回复
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