Inteligentný ultrazvukový skener: Rozdiel medzi revíziami
Zo stránky SensorWiki
Bez shrnutí editace |
|||
(28 medziľahlých úprav od 2 ďalších používateľov nie je zobrazených) | |||
Riadok 1: | Riadok 1: | ||
__NOTOC__ | |||
'''Balogh:''' | |||
* popis senzorov je OK. | |||
* výstup by mohol byť aj podrobnejšie pospísaný, uvital by som viac ako jedno jediné meranie a | |||
zobrazenie mohlo byť viac zautomatizované | |||
* chýba opis postupu ako z nameraných dát získať graf | |||
* celkovo: je z tejto dokumentácie niekto schopný pochopiť oba senzory a použiť ich vo svojom projekte? | |||
{| | {| | ||
|Autori: || '''Maroš Kolibaš, Balázs Sebo a Ján Sapura''' | |Autori: || '''Maroš Kolibaš, Balázs Sebo a Ján Sapura''' | ||
Riadok 8: | Riadok 18: | ||
* Zrealizujte projekt na snímanie polohy a zobrazenie objektu v 3D grafe pomocou vhodne zvolených senzorov cez I2C komunikáciu pomocou arduino. | * Zrealizujte projekt na snímanie polohy a zobrazenie objektu v 3D grafe pomocou vhodne zvolených senzorov cez I2C komunikáciu pomocou arduino. | ||
'''Literatúra:''' | '''Literatúra:''' | ||
* | * [https://www.parallax.com/sites/default/files/downloads/28526-MMA7455-3-Axis-Accelerometer-Documentation-v1.1.pdf MMA7455] | ||
* [https://www.robot-electronics.co.uk/htm/srf08tech.htmlCODE: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SFRRangerReader SRF08] | |||
* [http://www.fgcvme.co.uk/MUSRF05%20Data%20Sheet.pdfhttp://coecsl.ece.illinois.edu/ge423/DevantechSRF08UltraSonicRanger.pdf SRF08] | |||
* [http://www.robot-electronics.co.uk/i2c-tutorial I2C] | |||
* [http://blogs.iad.zhdk.ch/embodied-interaction-basics-hs11/mma-7455-beschleunigungssensor/ o senzoroch] | |||
__TOC__ | __TOC__ | ||
Riadok 38: | Riadok 50: | ||
[[Súbor:MMA7455obr.jpg]] | [[Súbor:MMA7455obr.jpg]] | ||
'''3D modul akcelerometra MMA7455''' | '''Obr. 1. 3D modul akcelerometra MMA7455''' | ||
'''SRF08:''' | |||
Komunikácia s ultrazvukovým diaľkovým ovládačom SRF08 je cez zbernicu I2C. Toto je k dispozícii na populárnych riadiacich jednotkách, ako napríklad OOPic. Predvolená odoslaná adresa SRF08 je 0xE0. Používateľ môže zmeniť na ktorúkoľvek z 16 adries E0, E2, E4, E6, E8, EA, EK, EE, F0, F2, F4, F6, F8, FA, FC alebo FE. Môže sa použiť 16 sonarov. Okrem vyššie uvedených adries budú všetky sonary na zbernici I2C odpovedať na adresu 0. | |||
Linky SCL a SDA by mali mať každý pull-up rezistor na + 5v niekde na I2C zbernici.. Oni sú SRF08 je vždy slave - nikdy master zbernica. | |||
'''Kľúčové vlastnosti:''' | |||
*Napätie: 5v | |||
*Frekvencia: 40KHz | |||
*Maximálny rozsah: 6 m | |||
*Minimálny rozsah: 3 cm | |||
*Pripojenie: zbernica I2C | |||
*Rozmery: 43 mm x 20 mm x 17 mm | |||
[[Súbor:SRF08.jpg]] | |||
'''Obr. 2. SRF08 Ultra sonic range finder''' | |||
'''I2C ZBERNICA: ''' | |||
Zariadenia na zbernici I2C sú buď typu majster alebo slave. Master je vždy zariadenie, ktoré riadi SCL. Slave zariadenia sú zariadenia, ktoré reagujú na master. Slave nie je schopný iniciovať prenos cez zbernicu I2C, to môže urobiť iba master. Na zbernici I2C môžu byť pripojených zvyčajne viac zariadení, avšak zvyčajne existuje len jeden master. V našom systéme bude hlavným kontrolórom náš počítač (arduino) a slave zariadenia budú naše moduly ako SRF08 alebo MMA7455. Slave zariadenia nikdy nezačnú prevod. Master aj slave dokážu prenášať dáta cez I2C zbernicu, ale tento prenos je vždy riadený hlavným operátorom. | |||
== Popis riešenia == | == Popis riešenia == | ||
Riadok 53: | Riadok 88: | ||
[[Súbor:MMA7455.jpg]] | [[Súbor:MMA7455.jpg]] | ||
'''Snímaný objekt:''' | |||
[[Súbor:snimok1.jpg]] | |||
Riadok 58: | Riadok 98: | ||
=== Algoritmus a program === | === Algoritmus a program === | ||
<source lang="c"> | <source lang="c"> | ||
int | |||
Connections: | |||
MMA7455 Arduino | |||
GND GND | |||
VDD 5V | |||
I2C DATA* SDA | |||
I2C CLK* | |||
*/ | |||
#include <Wire.h> //Include the Wire library | |||
#include <MMA_7455.h> //Include the MMA_7455 library | |||
MMA_7455 accel = MMA_7455(); // Make MMA7455 object | |||
char xVal, yVal, zVal; // Return value variables | |||
int reading = 0; | |||
float distance, time_s; | |||
#define SRF_ADDRESS_SDA 0x7F // READ DIGITAL ADDRESS ONLY VALUE OF SRF 012 | HEX 0x7F | |||
#define MMA_7455_ADDRESS 0x1D //I2C Adsress for the sensor | |||
#define MMA_7455_MODE_CONTROLL 0x16 //Call the sensors Mode Control | |||
#define X_OUT 0x06 //Register for reading the X-Axis | |||
#define Y_OUT 0x07 //Register for reading the Y-Axis | |||
#define Z_OUT 0x08 //Register for reading the Z-Axis | |||
/* | |||
* Setup Arduino and connected devices. | |||
*/ | |||
void setup() { | |||
Serial.begin(9600); // Use the Serial Monitor window at 9600 baud | |||
// Set the g force sensitivity: 2=2g, 4=4g, 8-8g | |||
accel.initSensitivity(2); | |||
// Update the numbers with your own values from the MMA7455_CalibrateOffset sketch. | |||
accel.calibrateOffset(0, 0, 0); | |||
} | |||
/* | |||
* Acan avaliable address of connected device to arduino. | |||
*/ | |||
void scan_addresses(){ | |||
byte error, address; | |||
int nDevices; | |||
Serial.println("Scanning..."); | |||
nDevices = 0; | |||
for(address = 1; address < 127; address++ ) | |||
{ | |||
// The i2c_scanner uses the return value of | |||
// the Write.endTransmisstion to see if | |||
// a device did acknowledge to the address. | |||
Wire.beginTransmission(address); | |||
error = Wire.endTransmission(); | |||
if (error == 0) | |||
{ | |||
Serial.print("I2C device found at address 0x"); | |||
if (address<16) | |||
Serial.print("0"); | |||
Serial.print(address,HEX); | |||
Serial.println(" !"); | |||
nDevices++; | |||
} | |||
else if (error==4) | |||
{ | |||
Serial.print("Unknown error at address 0x"); | |||
if (address<16) | |||
Serial.print("0"); | |||
Serial.println(address,HEX); | |||
} | |||
} | |||
if (nDevices == 0) | |||
Serial.println("No I2C devices found\n"); | |||
else | |||
Serial.println("done\n"); | |||
delay(5000); // wait 5 seconds for next scan | |||
} | |||
/* | |||
* Read Values from Ultrasound RFS | |||
* @remarks: Begin transmission on spcific address. | |||
*/ | |||
void srf_read_echos(){ | |||
//Serial.println("Raeding echos..."); | |||
// step 1: instruct sensor to read echoes | |||
Wire.beginTransmission(SRF_ADDRESS_SDA); // transmit to device #29 (0x1D) | |||
Wire.write(0x00); // sets register pointer to the command register (0x00) | |||
distance=Wire.write(0x51); // command sensor to measure in "centimeters" (0x51) | |||
time_s=Wire.write(0x52); // command sensor to measure in "ping microseconds" (0x51) | |||
Wire.endTransmission(); // stop transmitting | |||
// step 2: wait for readings to happen | |||
delay(70); // datasheet suggests at least 65 milliseconds | |||
// step 3: instruct sensor to return a particular echo reading | |||
Wire.beginTransmission(SRF_ADDRESS_SDA); // transmit to device #29 | |||
Wire.write(0x02); // sets register pointer to echo #1 register (0x02) | |||
Wire.endTransmission(); // stop transmitting | |||
// step 4: request reading from sensor | |||
Wire.requestFrom(SRF_ADDRESS_SDA, 2); // request 2 bytes from slave device #29 | |||
// step 5: receive reading from sensor | |||
if (2 <= Wire.available()) | |||
{ // if two bytes were received | |||
reading = Wire.read(); // receive high byte (overwrites previous reading) | |||
//Serial.println(reading); // print the reading | |||
reading = reading << 8; // shift high byte to be high 8 bits | |||
reading |= Wire.read(); // receive low byte as lower 8 bits | |||
//Serial.print(" "); | |||
//Serial.print(reading); // print the reading | |||
} | |||
//Wire.endTransmission(); | |||
//delay(1000); // wait a bit since people have to read the output :) | |||
} | |||
/* | |||
* Read Values from Acclerometer | |||
* @remarks: call included library for accelerometer. Open transmissiinon for reading3 | |||
*/ | |||
void read_acc_vals(){ | |||
// Get the X, Y, anx Z axis values from the device | |||
xVal = accel.readAxis('x'); // Read X Axis | |||
yVal = accel.readAxis('y'); // Read Y Axis | |||
zVal = accel.readAxis('z'); // Read Z Axis | |||
// Display the in the Serial Monitor window. | |||
Serial.print(" "); | |||
Serial.print(xVal, DEC); | |||
Serial.print(" "); | |||
Serial.print(yVal, DEC); | |||
Serial.print(" "); | |||
Serial.print(zVal, DEC); | |||
Serial.print(" "); | |||
Serial.print(reading); | |||
Serial.print("\n"); | |||
} | } | ||
/* | |||
* run program in loop | |||
*/ | |||
void loop() { | |||
read_acc_vals(); | |||
delay(1000); | |||
srf_read_echos(); | |||
} | |||
</source> | |||
'''Odkaz na zdrojové programy:''' | |||
[https://playground.arduino.cc/Main/MMA7455 Arduino-MMA7455] | |||
[https://github.com/eklex/MMA_7455 MMA7455] | |||
[https://github.com/mlda065/MMA7455-Arduino-Library/blob/master/MMA7455.ino MMA7455] | |||
=== Výsledok === | |||
Výsledkom nasnímaného objektu je 3D graf, ktorý bol vykreslený v prostredí matlab | |||
[[Súbor:graf.jpg]] | |||
[[Category:MEMS2018]] [[Category:AVR]] | [[Category:MEMS2018]] [[Category:AVR]] |
Aktuálna revízia z 09:17, 29. máj 2018
Balogh: * popis senzorov je OK. * výstup by mohol byť aj podrobnejšie pospísaný, uvital by som viac ako jedno jediné meranie a zobrazenie mohlo byť viac zautomatizované * chýba opis postupu ako z nameraných dát získať graf * celkovo: je z tejto dokumentácie niekto schopný pochopiť oba senzory a použiť ich vo svojom projekte?
Autori: | Maroš Kolibaš, Balázs Sebo a Ján Sapura | |
Študijný odbor: | Aplikovaná mechatronika a elektromobilita | 1. Ing. (2018) |
Zadanie
- Zrealizujte projekt na snímanie polohy a zobrazenie objektu v 3D grafe pomocou vhodne zvolených senzorov cez I2C komunikáciu pomocou arduino.
Literatúra:
Analýza
Použité komponenty:
- 3D modul akcelerometra MMA7455
- Ultrazvuk na meranie vzdialensti SRF08
- Arduino
- I2C ZBERNICA
MMA7455:
je 3D akcelerometer, ktorý je nízkonapäťový mikro snímač s digitálnym výstupom pomocou ktorého vieme snímať akceleráciu v 3 osiach. Ponúka niekoľko výhodných integrovaných funkcií, analógový digitálny prevodník (ADC), digitálný dolnopriepustný filter a určovanie citlivosti v rozsahu ±2g, ±4g, or ±8g. Tento modul je vhodný takmer pre ktorýkoľvek mikroradič vďaka vnútro systémovému napäťovému regulátoru a I / O meničov úrovni napätia. Pracuje v širokom rozsahu napájacieho napätia od 2,5 VDC do 5,5 VDC a komunikuje prostredníctvom sériového periférneho rozhrania (SPI) alebo integrovaného obvodu (I2C) zbernice.
Kľúčové vlastnosti:
- Požiadavky na napájanie: 2,5 - 5,5 VDC; 26 μA v pohotovostnom režime, 0,5 - 3 mA aktívny
- Komunikácia: SPI alebo I2C
- Rozmery: 12,7 x 15,2 x 11,7 mm
- Prevádzková teplota: -40 až +85 ° C
Obr. 1. 3D modul akcelerometra MMA7455
SRF08:
Komunikácia s ultrazvukovým diaľkovým ovládačom SRF08 je cez zbernicu I2C. Toto je k dispozícii na populárnych riadiacich jednotkách, ako napríklad OOPic. Predvolená odoslaná adresa SRF08 je 0xE0. Používateľ môže zmeniť na ktorúkoľvek z 16 adries E0, E2, E4, E6, E8, EA, EK, EE, F0, F2, F4, F6, F8, FA, FC alebo FE. Môže sa použiť 16 sonarov. Okrem vyššie uvedených adries budú všetky sonary na zbernici I2C odpovedať na adresu 0. Linky SCL a SDA by mali mať každý pull-up rezistor na + 5v niekde na I2C zbernici.. Oni sú SRF08 je vždy slave - nikdy master zbernica.
Kľúčové vlastnosti:
- Napätie: 5v
- Frekvencia: 40KHz
- Maximálny rozsah: 6 m
- Minimálny rozsah: 3 cm
- Pripojenie: zbernica I2C
- Rozmery: 43 mm x 20 mm x 17 mm
Obr. 2. SRF08 Ultra sonic range finder
I2C ZBERNICA:
Zariadenia na zbernici I2C sú buď typu majster alebo slave. Master je vždy zariadenie, ktoré riadi SCL. Slave zariadenia sú zariadenia, ktoré reagujú na master. Slave nie je schopný iniciovať prenos cez zbernicu I2C, to môže urobiť iba master. Na zbernici I2C môžu byť pripojených zvyčajne viac zariadení, avšak zvyčajne existuje len jeden master. V našom systéme bude hlavným kontrolórom náš počítač (arduino) a slave zariadenia budú naše moduly ako SRF08 alebo MMA7455. Slave zariadenia nikdy nezačnú prevod. Master aj slave dokážu prenášať dáta cez I2C zbernicu, ale tento prenos je vždy riadený hlavným operátorom.
Popis riešenia
Nižšie je uvedená schéme zapojenia pre konkrétne náš snímač SRF08 alebo tiež možné nastavenie pre snímač SRF02 pre Arduino. Jedinými dodatočnými obvodmi sú dva pull-up odpory 1,8 kOhm, ako môžete vidieť nižšie.
Zapojenie arduina s ultrazvukom:
Zapojenie arduina s akcelerometrom MMA7455:
Snímaný objekt:
Algoritmus a program
Connections:
MMA7455 Arduino
GND GND
VDD 5V
I2C DATA* SDA
I2C CLK*
*/
#include <Wire.h> //Include the Wire library
#include <MMA_7455.h> //Include the MMA_7455 library
MMA_7455 accel = MMA_7455(); // Make MMA7455 object
char xVal, yVal, zVal; // Return value variables
int reading = 0;
float distance, time_s;
#define SRF_ADDRESS_SDA 0x7F // READ DIGITAL ADDRESS ONLY VALUE OF SRF 012 | HEX 0x7F
#define MMA_7455_ADDRESS 0x1D //I2C Adsress for the sensor
#define MMA_7455_MODE_CONTROLL 0x16 //Call the sensors Mode Control
#define X_OUT 0x06 //Register for reading the X-Axis
#define Y_OUT 0x07 //Register for reading the Y-Axis
#define Z_OUT 0x08 //Register for reading the Z-Axis
/*
* Setup Arduino and connected devices.
*/
void setup() {
Serial.begin(9600); // Use the Serial Monitor window at 9600 baud
// Set the g force sensitivity: 2=2g, 4=4g, 8-8g
accel.initSensitivity(2);
// Update the numbers with your own values from the MMA7455_CalibrateOffset sketch.
accel.calibrateOffset(0, 0, 0);
}
/*
* Acan avaliable address of connected device to arduino.
*/
void scan_addresses(){
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Scanning...");
nDevices = 0;
for(address = 1; address < 127; address++ )
{
// The i2c_scanner uses the return value of
// the Write.endTransmisstion to see if
// a device did acknowledge to the address.
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0)
{
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.print(address,HEX);
Serial.println(" !");
nDevices++;
}
else if (error==4)
{
Serial.print("Unknown error at address 0x");
if (address<16)
Serial.print("0");
Serial.println(address,HEX);
}
}
if (nDevices == 0)
Serial.println("No I2C devices found\n");
else
Serial.println("done\n");
delay(5000); // wait 5 seconds for next scan
}
/*
* Read Values from Ultrasound RFS
* @remarks: Begin transmission on spcific address.
*/
void srf_read_echos(){
//Serial.println("Raeding echos...");
// step 1: instruct sensor to read echoes
Wire.beginTransmission(SRF_ADDRESS_SDA); // transmit to device #29 (0x1D)
Wire.write(0x00); // sets register pointer to the command register (0x00)
distance=Wire.write(0x51); // command sensor to measure in "centimeters" (0x51)
time_s=Wire.write(0x52); // command sensor to measure in "ping microseconds" (0x51)
Wire.endTransmission(); // stop transmitting
// step 2: wait for readings to happen
delay(70); // datasheet suggests at least 65 milliseconds
// step 3: instruct sensor to return a particular echo reading
Wire.beginTransmission(SRF_ADDRESS_SDA); // transmit to device #29
Wire.write(0x02); // sets register pointer to echo #1 register (0x02)
Wire.endTransmission(); // stop transmitting
// step 4: request reading from sensor
Wire.requestFrom(SRF_ADDRESS_SDA, 2); // request 2 bytes from slave device #29
// step 5: receive reading from sensor
if (2 <= Wire.available())
{ // if two bytes were received
reading = Wire.read(); // receive high byte (overwrites previous reading)
//Serial.println(reading); // print the reading
reading = reading << 8; // shift high byte to be high 8 bits
reading |= Wire.read(); // receive low byte as lower 8 bits
//Serial.print(" ");
//Serial.print(reading); // print the reading
}
//Wire.endTransmission();
//delay(1000); // wait a bit since people have to read the output :)
}
/*
* Read Values from Acclerometer
* @remarks: call included library for accelerometer. Open transmissiinon for reading3
*/
void read_acc_vals(){
// Get the X, Y, anx Z axis values from the device
xVal = accel.readAxis('x'); // Read X Axis
yVal = accel.readAxis('y'); // Read Y Axis
zVal = accel.readAxis('z'); // Read Z Axis
// Display the in the Serial Monitor window.
Serial.print(" ");
Serial.print(xVal, DEC);
Serial.print(" ");
Serial.print(yVal, DEC);
Serial.print(" ");
Serial.print(zVal, DEC);
Serial.print(" ");
Serial.print(reading);
Serial.print("\n");
}
/*
* run program in loop
*/
void loop() {
read_acc_vals();
delay(1000);
srf_read_echos();
}
Odkaz na zdrojové programy:
Arduino-MMA7455 MMA7455 MMA7455
Výsledok
Výsledkom nasnímaného objektu je 3D graf, ktorý bol vykreslený v prostredí matlab