Interface do magnetômetro com Beaglebone preto (Parte 8/15)

2024年6月10日 Roberto Magalhães

Este tutorial explica como trabalhar com magnetômetro e Beaglebone preto. O magnetômetro detecta o campo magnético baixo e funciona como uma bússola digital. É usado em aplicativos de rastreamento ou navegação. Neste tutorial, o magnetômetro HMC5883L foi usado e conectado ao Beaglebone black por meio do protocolo I2C. O programa é escrito em script python com biblioteca adafruit I2C.

Ferramentas necessárias:

Beaglebone Preto
Magnetômetro (módulo HMC5883L)
Tábua de ensaio
Conectores fêmea para fêmea

Configuração do ambiente de software

Instale a versão mais recente do python no BBB conforme explicado no tutorial Como fazer o primeiro programa python com Beaglebone Black. Instale a biblioteca adafruit python-GPIO.

Trabalhando

HMC5883L é um dispositivo de detecção magnética baixa e bússola digital de 3 eixos. É suportado pela interface I2C. Ele gera valor magnético sensível durante medições simples. O valor e o grau do ângulo são exibidos no prompt SSH a cada segundo. O magnetômetro detecta o campo magnético e gera o valor digital de acordo. O magnetômetro HMC5883L detecta o valor analógico, mas possui ADC no chip que fornece o valor digital. Você pode obter mais informações na folha de dados do HMC5883L.

Fig. 1: Imagem do Magenetômetro HMC5883L

I2C é um protocolo de comunicação serial de dois fios que transfere dados serialmente entre dois dispositivos. São necessários apenas dois pinos para dados transferir:

1) SCL – pulso de relógio serial

2) SDA – Endereço de dados serial

Vantagem da operação de leitura e gravação I2C realizada por apenas um único pino, ao contrário do SPI. Você pode obter mais informações sobre isso em Interface I2C ou TWI (Two Wire Interface).

Descrição

Vamos primeiro preparar a conexão do circuito. Pegue uma placa de ensaio e forneça VCC e aterramento do BBB até a linha da placa de ensaio. Conecte a alimentação de 3,3 V do pino número 3^terceiro do cabeçalho P9 e aterramento do pino número 2^e do cabeçalho P8.

Você não precisa se preocupar em adicionar circuitos extras ao sensor porque eles já estão adicionados ao chip.

Você só precisa estabelecer algumas conexões com o Beaglebone Black.

Abra o terminal de comando e acesse o Beaglebone black através do SSH conforme explicado em começando com Beaglebone preto. Crie um novo arquivo usando tocar comando com .py extensão (ou seja, magnetometer.py). Abra o arquivo com qualquer editor de texto (ou seja, nano, vim etc.) e escreva um código em linguagem python.

Configuração e protótipo de trabalho:

Você precisa importar a biblioteca I2C no programa para usar o dispositivo I2C. Você pode criar sua própria biblioteca, mas a biblioteca Adafruit pode ser usada para economizar tempo, pois fornece todos os tipos de biblioteca python do BBB.

de Adafruit_I2C importar Adafruit_I2C

Ele importa a biblioteca I2C em seu script.

A seguir, defina o endereço do magnetômetro para comunicação. O endereço do dispositivo é de 7 bits e endereçado ao mestre pela seguinte função *(não entendi a linha):

i2c = Adafruit_I2C (0x1e)

Observação: 0x1e é o endereço do dispositivo HMC5883L.

Configure o registro do magnetômetro para operação. Aqui está uma lista de registradores de 8 bits:

O magnetômetro possui quatro pinos:

SCL
IASD
GND
CCV

Conecte o pino SDA e SCL do sensor do magnetômetro ao pino SDA (20^º pino do cabeçalho P9) e pino SCL (19^º pino do cabeçalho P9) do BBB respectivamente. Forneça o VCC e o aterramento ao magnetômetro.

Fig. 2: Tabela listando registros integrados do magenetômetro HMC5883L

Você pode obter mais detalhes sobre configuração e registro na folha de dados do magnetômetro.

Baixe a ficha técnica no link a seguir:

Escreva o valor da configuração no registro A seguindo a função e passe o parâmetro apropriado:

i2c.write8 (0x01, 0x71)

O primeiro argumento aborda a localização do registro e o segundo argumento é o valor da configuração que está escrito no registro.

A configuração do registro A seleciona amostra por medição, taxa de saída de dados e modo de operação de medição.

Da mesma forma, escreva o valor da configuração no registro B e no registro de modo seguindo a função:

i2c.write8 (0x02, 0xA0)

A configuração do registro B seleciona a configuração de ganho.

i2c.write8 (0x03, 0x00)

O registrador de modo é um registrador de 8 bits a partir do qual os dados podem ser lidos ou gravados. Ele seleciona o modo de operação.

Código fonte do projeto

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de Adafruit_I2C importar Adafruit_I2C

importar matemática

do tempo importar sono i2c = Adafruit_I2C(0x1e) i2c.write8(0x00, 0x71) i2c.write8(0x01, 0xA0) i2c.write8(0x02, 0x00) enquanto Verdadeiro: primeiro = i2c.readS8(0x03) segundo = i2c.readS8(0x04) x = (primeiro << 8) segundo print("eixo x = " + str(x)) primeiro = i2c.readS8(0x05) segundo = i2c.readS8(0x06) z = (primeiro << 8) segundo print("eixo z = " + str(z)) primeiro = i2c.readS8(0x07) segundo = i2c.readS8(0x08) y = (primeiro << 8) segundo print("eixo y = " + str(y)) grau = 90-math.atan(x/y)*180/math.pi print("ângulo = " + str(grau)) imprimir('n')

###