Krokomer s akcelerometrom MMA8491Q - História úprav

StudentDVPS: /* Aplikácia pre vizualizáciu */

2016-05-21T07:00:51Z

Aplikácia pre vizualizáciu

← Staršia verzia		Verzia z 07:00, 21. máj 2016
Riadok 622:		Riadok 622:
	</source>		</source>

	Zdrojový kód: [[Médiá:mainform.cs\|MainForm.cs]],[[Médiá:serialsettings.cs\|SerialSettings.cs]],[[Médiá:serialportlistener.cs\|SerialPortListener.cs]],[[Médiá:program.cs\|Program.cs]],[[Médiá:mainform.designer.cs\|MainForm.designer.cs]],[[Médiá:SerialPortListener.rar]\| Projekt]		Zdrojový kód: [[Médiá:mainform.cs\|MainForm.cs]],[[Médiá:serialsettings.cs\|SerialSettings.cs]],[[Médiá:serialportlistener.cs\|SerialPortListener.cs]],[[Médiá:program.cs\|Program.cs]],[[Médiá:mainform.designer.cs\|MainForm.designer.cs]],[[Médiá:SerialPortListener.rar\|Projekt]]

	=== Overenie ===		=== Overenie ===

StudentDVPS: /* Aplikácia pre vizualizáciu */

2016-05-21T07:00:12Z

Aplikácia pre vizualizáciu

← Staršia verzia		Verzia z 07:00, 21. máj 2016
Riadok 622:		Riadok 622:
	</source>		</source>

	Zdrojový kód: [[Médiá:mainform.cs\|MainForm.cs]],[[Médiá:serialsettings.cs\|SerialSettings.cs]],[[Médiá:serialportlistener.cs\|SerialPortListener.cs]],[[Médiá:program.cs\|Program.cs]],[[Médiá:mainform.designer.cs\|MainForm.designer.cs]]		Zdrojový kód: [[Médiá:mainform.cs\|MainForm.cs]],[[Médiá:serialsettings.cs\|SerialSettings.cs]],[[Médiá:serialportlistener.cs\|SerialPortListener.cs]],[[Médiá:program.cs\|Program.cs]],[[Médiá:mainform.designer.cs\|MainForm.designer.cs]],[[Médiá:SerialPortListener.rar]\| Projekt]

	=== Overenie ===		=== Overenie ===

StudentDVPS: /* Overenie */

2016-05-20T21:41:23Z

Overenie

← Staršia verzia		Verzia z 21:41, 20. máj 2016
Riadok 626:		Riadok 626:
	=== Overenie ===		=== Overenie ===

	Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Opísané rozhranie ~~môžeme~~ vidieť na obrázku v časti Vizualizácia riešenia.		Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Opísané rozhranie môžete vidieť na obrázku v časti Vizualizácia riešenia.

	[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]		[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]

StudentDVPS: /* Overenie */

2016-05-20T21:38:19Z

Overenie

← Staršia verzia		Verzia z 21:38, 20. máj 2016
Riadok 626:		Riadok 626:
	=== Overenie ===		=== Overenie ===

	Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Na obrázku ~~môžete vidieť opísané rozhranie:~~		Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Opísané rozhranie môžeme vidieť na obrázku v časti Vizualizácia riešenia.

	[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]		[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]

StudentDVPS: /* Overenie */

2016-05-20T20:27:46Z

Overenie

← Staršia verzia		Verzia z 20:27, 20. máj 2016
Riadok 627:		Riadok 627:

	Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Na obrázku môžete vidieť opísané rozhranie:		Program a zariadenie sa používa jednoducho. Stačí ho nasadiť na miesto ktoré vykonáva najväčší pohyb pri chôdzi a spustiť program. Potom sa nastaví port cez ktorý treba čítať a baudrate; ten sme nastavili predvolene tak, aby bol najoptimálnejší. Potom kliknete na Start Listening. Vtedy zariadenie začína rátať kroky. Ďalej je tam tlačítko Reset a Stop listening. Reset slúži na vynulovanie počítadla a Stop zase na pozastavenie. Je tam jediné pole na zobrazovanie a to zobrazuje počet krokov. Na obrázku môžete vidieť opísané rozhranie:

	~~Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí,~~
	~~ako sa prejavuje a aké má užívateľské rozhranie (čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje).~~
	~~Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak je výsledkom nejaký údaj na displeji,~~
	~~odfotografujte ho.~~

	~~Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.~~


	[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]		[[Category:MEMS]] [[Category:I2C]]

StudentDVPS: /* Program pre mikropočítač */

2016-05-20T20:18:44Z

Program pre mikropočítač

← Staršia verzia		Verzia z 20:18, 20. máj 2016
Riadok 482:		Riadok 482:
	}		}
	</source>		</source>
	Zdrojové kódy: [[Médiá:MMA8491Q_Main.ino\| MMA8491Q_Main]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.h\| SFE_MMA8452Q.h ]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.c\| SFE_MMA8452Q.c]]		Zdrojové kódy: [[Médiá:MMA8491Q_Main.ino\| MMA8491Q_Main]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.h\| SFE_MMA8452Q.h ]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.cpp\| SFE_MMA8452Q.cpp]]

	==== Aplikácia pre vizualizáciu ====		==== Aplikácia pre vizualizáciu ====

StudentDVPS: /* Program pre mikropočítač */

2016-05-20T20:17:48Z

Program pre mikropočítač

← Staršia verzia		Verzia z 20:17, 20. máj 2016
Riadok 482:		Riadok 482:
	}		}
	</source>		</source>
			Zdrojové kódy: [[Médiá:MMA8491Q_Main.ino\| MMA8491Q_Main]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.h\| SFE_MMA8452Q.h ]], [[Médiá:SFE_MMA8452Q.c\| SFE_MMA8452Q.c]]

	==== Aplikácia pre vizualizáciu ====		==== Aplikácia pre vizualizáciu ====

StudentDVPS: /* Program pre mikropočítač */

2016-05-20T20:09:44Z

Program pre mikropočítač

← Staršia verzia		Verzia z 20:09, 20. máj 2016
Riadok 416:		Riadok 416:
	}		}
	</source>		</source>
	Funkcia ''.read()'' objektu ''accel'' zabezpečuje načítanie meraných dát do premenných (''accel.x, accel.y, accel.z'') a konverziu meraných dát na jednotky "g" a ich uloženie do premenných ''acel.cx'', ''accel.cy'' a ''accel.z''.		Funkcia ''.read()'' objektu ''accel'' zabezpečuje načítanie meraných dát do premenných (''accel.x, accel.y, accel.z'') a konverziu meraných dát na jednotky "g" a ich uloženie do premenných ''acel.cx'', ''accel.cy'' a ''accel.cz''.
	<source lang="c">		<source lang="c">
	void MMA8452Q::read()		void MMA8452Q::read()
Riadok 482:		Riadok 482:
	}		}
	</source>		</source>

	==== Aplikácia pre vizualizáciu ====		==== Aplikácia pre vizualizáciu ====

StudentDVPS: /* Algoritmus a program */

2016-05-20T20:08:59Z

Algoritmus a program

@@ Riadok 316: / Riadok 316: @@
 === Algoritmus a program ===
-Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili.
+==== Program pre mikropočítač ====
 Program pre mikropočítač sme vyvíjali v prostredí Arduino. Program zahŕňa komunikáciu so senzorom, načítanie a konverziu dát, úprav dát a ich použitie na realizáciu funkcionality krokomeru. V programe sú použité nasledovné premenné
@@ Riadok 433: / Riadok 431: @@
+}
 </source>
+Funkcia ''krokomer()'' najskôr vykoná filtráciu nameraných dát pomocou vyššie uvedenej funkcie ''filterDataX()''. Následne skontroluje či je rozdiel v zrýchlení väčší ako rozlišovacia úroveň krokomeru. Rozlišovacia úroveň slúži na odrušenie šumu a malých otrasov, ktoré nepredstavujú uskutočnenie kroku a spôsobili by chybné zaznamenanie. Následne sa vykoná funkcia zabezpečujúca prácu z rozhodovacou úrovňou ''thresholdFire()''. Potom sa uskutoční posunutie hodnôt v LSR (''sample_new'' --> ''sample_old'') a zápis novej hodnoty do registra ''sample_new''. Ďalej sa skontroluje či nedošlo nárastu hodnôt čo slúži na resetovanie premennej ''unoKrok'', ktorá je použitá na zamedzenie viacnásobného započítania toho istého kroku. V poslednej podmienke sa skontroluje či je nová vzorka pod rozhodovacou úrovňou a zároveň má krivka zrýchlenia klesajúci charakter a premenná ''unoKrok'' je nastavená. Všetky tieto podmienky zaručujú, že bol vykonaný krok. Funkcia ''krokomerPrint()'' iba odošle informáciu o uskutočnení kroku na sériovú linku.
+<source lang="c">
 Vizualizáciu sme sa rozhodli spraviť v prostredí C#. Naše GUI pozostáva z troch častí. Prvou sú nastavenia baudrateu a výber portov. Druhou časťou je indikátor počtu vykonaných krokov a treťou časťou je vizuálne zobrazenie topánky ktorá vykoná pohyb keď program zaregistruje krok.

StudentDVPS: /* Algoritmus a program */

2016-05-20T19:46:38Z

Algoritmus a program

← Staršia verzia		Verzia z 19:46, 20. máj 2016
Riadok 319:		Riadok 319:
	Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu.		Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu.
	Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.		Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

			Program pre mikropočítač sme vyvíjali v prostredí Arduino. Program zahŕňa komunikáciu so senzorom, načítanie a konverziu dát, úprav dát a ich použitie na realizáciu funkcionality krokomeru. V programe sú použité nasledovné premenné
			<source lang="c">
			MMA8452Q accel(0x55); // vytvorí inštanciu triedy akcelerometer s adresou zariadenia 0x55
			// Filter dat
			int numReadingsX = 3; // veľkosť filtra (počet hodnôt)
			int filterStartX; // indikácia začiatku filtrovania pre rýchleší štart (aby na začiatku neobsahoval iba nuly)
			int readIndexX = 0; // index pre iteráciu cez filter
			float readingsX[3]; // pole pre hodnoty vo filtri
			float totalX = 0; // suma všetkých hodnôt vo filtri
			float averageX = 0; // priemer z hodnôt vo filtri

			// Krokomer
			int krokCount = 0; // celkový počet krokov
			int threshUpdateRate = 10; // interval aktualizácie threshold-u
			int threshUpdateCount = 9; // počítadlo pre aktualizáciu threshold-u
			float threshMax = 0; // horná hranica - max. hodnota zrýchlenia
			float threshMin = 0; // dolná hranica - min. hodnota zrýchlenia
			float threshold = 0; // rozhodovacia úroveň
			float sampleOld = 0; // sample_old register
			float sampleNew = 0; // sample_new register
			float precision = 0.01; // rozlišovacia úroveň - citlivosť rozoznania kroku

			// Tok programu
			int unoKrok = 1; // zamedzenie započítaniu jedného kroku viackrát
			</source>
			Premenná ''accel'' je triedy ''MMA8452Q'', ktorá reprezentuje akcelerometer a obsahuje ďalšie premenné a metódy. Ako sme spomínali vyššie merané dáta sú pred použitím najskôr filtrované posuvným filtrom. Tento filter si môžme predstaviť ako pole konštantnej dĺžky, ktoré je vždy naplnené "n" najaktuálnejšími hodnotami meranej veličiny, kde n je veľkosť poľa. Z hodnôt v poli sa následne počíta ich priemer a ten sa považuje za aktuálnu filtrovanú hodnotu. Pri príchode novej meranej hodnoty sa z poľa odstráni hodnota, ktorá je na jeho konci (bola v poli najdlhšie) a na jej miesto sa zapíše nová hodnota. Pri prvom spustení filtra sa filter celý naplní prvou nameranou hodnotou aby sa predišlo delenie (0....0+newData)/n a filtrovaná hodnota čo najviac približovala meranej hodnote a nie nule. Funkcia takéhoto filtra vyzerá nasledovne
			<source lang="c">
			float filterDataX(float newData) // posuvný filter dát v x - osi
			{
			if (filterStartX == 1) // pri prvom spustení naplň filter aktuálnou hodnotou aby sa predišlo (0...0+newData)/30
			{
			for (readIndexX = 0; readIndexX < numReadingsX; readIndexX++)
			{
			readingsX[readIndexX] = newData;
			totalX = totalX + readingsX[readIndexX];
			}
			filterStartX = 0;
			}else
			{
			// odpočítaj hodnotu na konci filtra
			totalX = totalX - readingsX[readIndexX];
			// namiesto nej vlož novú hodnotu
			readingsX[readIndexX] = newData;
			// pričítaj novú hodnotu k celkovému súčtu
			totalX = totalX + readingsX[readIndexX];
			}
			// posun na ďalšie miesto vo filtri
			readIndexX = readIndexX + 1;

			if (readIndexX >= numReadingsX) // ak sme prešli cez celý filter vráť sa na začiatok
			{
			readIndexX = 0;
			}
			// vypočítaj priemer
			return averageX = totalX / numReadingsX;
			}
			</source>

			V ''setup()'' funkcii programu sa inicializuje sériová linka, nastaví sa mód pinu EN, ktorý používame pre prácu so senzorom, inicializujú sa všetky filtre dát a samotný akcelerometer. Funkcia ''accel.init()'' iba nastaví premennú udávajúcu rozsah akcelerometra a inicializuje ''Wire'' knižnicu príkazom ''Wire.begin()''.
			<source lang="c">
			void setup()
			{
			Serial.begin(115200); // nastavenie sériovej linky
			pinMode(ENpin, OUTPUT); // nastavenie EN pinu senzora (pin 8 na Arduino Uno)
			filterStartX = 1; // inicializácia filtrov (indikácia prvého spustenia)
			filterStartY = 1;
			filterStartZ = 1;

			if (accel.init(SCALE_8G) == 1){ // inicializácia akcelrometra
			Serial.println("Wire nastart!");
			}
			for (int readingIndex = 0; readingIndex < numReadingsX; readingIndex++){ //vynulovanie hodnôt filtrov
			readingsX[readingIndex] = 0;
			}
			for (int readingIndex = 0; readingIndex < numReadingsY; readingIndex++){
			readingsY[readingIndex] = 0;
			readingsZ[readingIndex] = 0;
			}
			}
			</source>
			V ''loop()'' funkcii sa potom kontinuláne vykonáva meranie nových dát z akcelerometra, a vykonanie funkcie samotného krokomeru. Nastavovanie a nulovanie pinu 8 (EN) slúži na zmenu módu senzora (viď. ''Analýza'').
			<source lang="c">
			void loop()
			{
			digitalWrite(ENpin, HIGH); // prepnutie sezora do ACTIVE módu
			delay(10); // delay potrebný pre ustálenie konverziu porovnanie a zápis hodnôt v senzore (hodnota je prehnane veľká)

			if (accel.available()) // ak sú dáta pripravené na čítanie
			{
			accel.read(); // načítaj dáta do premenných objektu accel (x, y, z - bez konverzie, cx, cy, cz - v jednotkách "g")
			accel.cy = filterDataY(accel.cy); // filtrovanie dát
			accel.cz = filterDataZ(accel.cz);
			krokomer(accel.cx); // spusti krokomer pre hodnoty z osi x
			digitalWrite(ENpin, LOW); // návrat do SHUTDOWN módu
			delay(5); // oneskorenie potrebné medzi jednotlivými meraniami
			}
			}
			</source>
			Funkcia ''.read()'' objektu ''accel'' zabezpečuje načítanie meraných dát do premenných (''accel.x, accel.y, accel.z'') a konverziu meraných dát na jednotky "g" a ich uloženie do premenných ''acel.cx'', ''accel.cy'' a ''accel.z''.
			<source lang="c">
			void MMA8452Q::read()
			{
			byte rawData[6];
			readRegisters(OUT_X_MSB, rawData, 6); // načítaj 6 registrov "raw" dát od adresy OUT_X_MSB

			x = (rawData[0]<<8 \| rawData[1]) >> 2; // z registrov vyskladaj celé 14 -bit hodnoty
			y = (rawData[2]<<8 \| rawData[3]) >> 2;
			z = (rawData[4]<<8 \| rawData[5]) >> 2;
			cx = (float) x / (float)(1<<13) * (float)(scale); // konverzia z dvojkového doplnku na jednotky "g"
			cy = (float) y / (float)(1<<13) * (float)(scale);
			cz = (float) z / (float)(1<<13) * (float)(scale);
			}
			</source>