Projekt: Dvojosí akcelerometer A

Dvojosí akcelerometer

• Vypracovali:

Bc. Gabriel Gálik

Bc. Roman Gogola

• Študijný odbor: Aplikovaná mechatronika
• Ročník: 2. Ing.

Zadanie

1. Zobrazte na LCD náklon dosky v dvoch osiach zmeraný snímačom Memsic (meranie šírky impulzov).
2. Implementujte rolovanie dlhého textu na LCD displeji podľa náklonu.

Použitý akcelerometer

Pri riešení projektu sme použili akcelerometer MEMSIC 2125. Jedná sa o tepelný akcelerometer, ktorý je schopný merať náklon, kolízie, statické a dynamické zrýchlenie, natočenie a vibrácie s rozsahom ±3g na dvoch osiach.

Obr. 1: Akcelerometer Memsic 2125

Funkcie akcelerometra:

• Meranie ±3g na dvoch osiach
• Jednoduchý impulzný výstup pre každú os
• Analógový výstup teploty (tout pin)
• Rozsah prevádzkových teplôt cez 0-70 °C

Základná špecifikácia:

• Požiadavka na napájanie: 3,3 – 5 V
• Komunikácia: TTL/CMOS kompatibilné 100Hz PWM výstupný signál ktorý je úmerný zrýchleniu
• Prevádzková teplota: 0-70 °C

Zadefinovanie jednotlivých pinov akcelerometra:

Obr. 2: Jednotlivé výstupy akcelerometra

Výstupy akcelerometra:

┌──────┬──────────────┬────────────────────────────────┐
│ PIN  │    Názov     │          Funkcia               │
├──────┼──────────────┼────────────────────────────────┤
│  1   │    Tout      │       Teplota - výstup         │
│  2   │    Yout      │       Y-os PWM výstup          │
│  3   │    GND       │       Uzemnenie - 0V           │
│  4   │    GND       │       Uzemnenie - 0V           │ 
│  5   │    Xout      │       X-os PWM výstup          │ 
│  6   │    Vdd       │       Napájacie napätie - 5V   │
└──────┴──────────────┴────────────────────────────────┘

Riešenie

Zapojenie akcelerometra:

Obr. 3: Zapojenie akcelerometra

Každá jedna os akcelerometra generuje na výstupe 100Hz-ový PWM signál.

Obr. 4: PWM modulácia

Zrýchlenie je úmerné podielu tHx/Tx. Pri napájacom napätí 5V, 50% pracovného cyklu zodpovedá 0g.

Obr. 5: Meranie zrýchlenia

Zdrojový kód

Potrebné súbory: lcd.c lcd.h Projekt_akcelerometer.c‎

Kód v jayzku C:

#include <avr/io.h>
#include "lcd.h"
#include <avr/interrupt.h>  
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(lcdDataWrite, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);		// nová funkcia pre jeden znak
unsigned char pole[8][16]={"1234567890111213","abcdefghijklmnop","qwertyuiopasdfgh","!@#$%^&*()_+}|{?","1234567890111213","abcdefghijklmnop","qwertyuiopasdfgh","!@#$%^&*()_+}|{?"};

volatile unsigned int STARTX = 0;   			// premenné na výpočet PWM pre os X
volatile  	long DELTAX;
volatile unsigned int PULSEX=0,PWMX;
volatile unsigned int ENDX=0;
volatile unsigned int bufferX=0;

volatile unsigned int STARTY = 0;   			//  premenné na výpočet PWM pre os Y
volatile  	long DELTAY;
volatile unsigned int PULSEY=0,PWMY;
volatile unsigned int ENDY=0;
volatile unsigned int bufferY=0;

ISR(PCINT0_vect)					// prerušenie pre vstup X
{
bufferX=TCNT1;						//uloženie hodnoty z countra na začiatku prerušenia

if (!(PINB & 0b00100000))				//test dobežnej hrany
	{
	PULSEX=bufferX;					// dobežná hrana -> výpočet šírky impulzu
	PWMX=PULSEX-STARTX;
	}
	else
	{
	//TCNT1=0x000;					// nábežná hrana -> výpočet periódy
	ENDX=STARTX;
	STARTX=bufferX;
	DELTAX=STARTX-ENDX;
	}
}

ISR(PCINT1_vect)					// prerušenie pre vstup Y
{
bufferY=TCNT1;						//uloženie hodnoty z countra na začiatku prerušenia

if (PINC & 0b00000001)					//test nábežnej hrany
	{
		ENDY=STARTY;				// nábežná hrana -> výpočet periódy
	STARTY=bufferY;
	DELTAY=STARTY-ENDY;
	}
	else
	{
	PULSEY=bufferY;					// dobežná hrana -> výpocet šírky impulzu
		PWMY=PULSEY-STARTY;
	}
}




void lcdGotoXY(int riadok,int stlpec)			// vlastná funkcia pre nastavenie polohy kurzora na displeji
{

		if (riadok==1)
		 lcdControlWrite(0x40+0x80+stlpec);
		 else
		 lcdControlWrite(0x80+stlpec);

}

void delay_ms(unsigned int ms)				// vlastna funkcia pre časové oneskorenie
{
  unsigned int index;

  while (ms)
  {
   index = F_CPU / 19040;    				// 1ms!!
        
   while (index)
   {
    asm volatile ("nop");
    index--;
   }

   ms--;
  }
}

int SDH(void)						// vlastná funkcia pre display "set cursor home" 
{
	lcdControlWrite(0x02);	
	return 0;	
}

void Plot(int stlp, int riadok)				// vlastna funkcia na vyplnenie displeja z dátového poľa 
{
	int i,j;

	
	j=riadok;
	lcdGotoXY(0,0);
	for(i=stlp;i<=stlp+8;i++)			// vyplnenie prvého riadku
	{
	lcdDataWrite(pole[j][i]);

	}	
	j++;
	lcdGotoXY(1,0);
		for(i=stlp;i<=stlp+8;i++)		// vyplnenie druhého riadku
		{
		
	lcdDataWrite(pole[j][i]);

	}
}

int SDL(void)						// posuň displej doľava
{
	lcdControlWrite(0x18);	
	return 0;	
}

int SDR(void)						// posuň displey doprava
{
	lcdControlWrite(0x1C);	
	return 0;	
}


int main(void)
{
	int i=0,j;
DDRB = 0b00000000;              			// nastav ICR - Port B, pin0  ako INPUT
DDRC = 0b00000000;              			// nastav ICR - Port C, pin5  ako INPUT
	PCICR=0b00000011;				// nastavenie externého prerušenia
	PCIFR=0b00000011;			
	PCMSK1=0b00000001;
	PCMSK0=0b00100000;

 TCCR1B = 0b11000010;               			// T1 clk = F_CPU : 1024, falling edge pin ICP1,
 TCCR1A = 0b00000000;                			// T1 in timer mode !! Note: if You omit this, TCNT1 will be only 8-bit !!
  TCNT1 = 0x0000;           				// inicializácia počítadla (16-bit! Low+High bytes)
lcdInit4();
 stdout = &mystdout;           				// Odteraz funguje printf();
sei();                    				// povolenie všetkých prerušení  


for(;;){

	

	Plot(0,i);  					//vyplnenie displeja s požadovanými riadkami
delay_ms(1000);						// delay aby sa dalo odčítať
	if (((long)(PWMX*10)/DELTAX)==2)		// test natočenia v smere x
	SDR();						// posun displeja
	else								
	if(((long)(PWMX*10)/DELTAX)==0)			// test natočenia v smere -x
	SDL();						// posun displeja
if (((long)(PWMY*10)/DELTAY)==2 && i<6)			// test natočenia v smere y
	i++;						// posun vypisaných riadkov
	else
	if(((long)(PWMY*10)/DELTAY)==0 && i>0)		// test natočenia v smere -y
	i--;						// posun vypisaných riadkov


	}
}