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[原创] MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度

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发表于 2020-4-27 11:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

0 (1).jpg

掌控板载
三轴加速度计MSA300,测量范围:±2G


此内容由EEWORLD论坛网友eagler8原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处



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 楼主| 发表于 2020-4-27 12:03 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-27 12:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 eagler8 于 2020-4-27 12:10 编辑

0-0.jpg

 

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 楼主| 发表于 2020-4-27 12:24 | 显示全部楼层

01.jpg

1、掌控板加速度传感器
能够测量由于重力引起的加速度,传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。掌控板上的加速度计可测量加速度,测量范围为 -2g 到 +2g 之间。

 

掌控板的测量沿3个轴,每个轴的测量值是正数或负数,正轴越趋近重力加速度方向,其数值往正数方向增加,反之往负数方向减小,当读数为 0 时,表示沿着该特定轴“水平”放置。

 

X - 向前和向后倾斜。
Y - 向左和向右倾斜。
Z - 上下翻转。



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 楼主| 发表于 2020-4-27 13:16 | 显示全部楼层
#MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度
#简单测试3个轴加速度值的变化

from mpython import *
while True:
    oled.fill(0)
    x1 = accelerometer.get_x()
    y1 = accelerometer.get_y()
    z1 = accelerometer.get_z()
    oled.DispChar('加速度 x', 3, 11, 1)
    oled.DispChar((str(x1)), 52, 11, 1)
    oled.DispChar('加速度 y', 3, 22, 1)
    oled.DispChar((str(y1)), 52, 22, 1)
    oled.DispChar('加速度 z', 3, 33, 1)
    oled.DispChar((str(z1)), 52, 33, 1)
    oled.show()

使用前,导入mpython模块:

from mpython import *

 

获取X、Y、Z三轴的加速度:

x1 = accelerometer.get_x()

y1 = accelerometer.get_y()

z1 = accelerometer.get_z()

 

注解

通过 accelerometer.get_x() 获取3轴加速度。获取3轴加速度获取方法分别为 get_x() 、get_y() 、get_z() 。 每个轴的测量值根据方向是正数或负数,表示以克为单位的值。

 

可以尝试掌控板按以下放置,观察3轴数据:

平放桌面 --(0,0,-1)

翻转平放桌面 --(0,0,1)

掌控板下板边直立与桌面 --(1,0,0)

掌控板左板边直立与桌面 --(0,1,0)

 

注解

发现什么规律没有?当重力加速度与加速度轴方向一致时,即等于1g的地球重力加速度。正方向为+1g,反方向为-1g。 假如猛烈地摇动掌控板,就会看到加速度达到±2g,那是因为这个加速度计的最大测量值为±2g。



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 楼主| 发表于 2020-4-27 13:34 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-27 13:35 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-27 14:20 | 显示全部楼层

3、使用柱状条演示不同状态下的三轴加速度值

 

#MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度
#使用柱状条演示不同状态下的三轴加速度值

from mpython import *

myUI = UI(oled)
while True:
    oled.fill(0)
    x1 = ((100 - 0) / (1 - (-1))) * (accelerometer.get_x() - (-1)) + 0
    oled.DispChar('加速度 X', 2, 11, 1)
    myUI.stripBar(50, 13, 75, 10, x1, 1, 1)
    y1 = ((100 - 0) / (1 - (-1))) * (accelerometer.get_y() - (-1)) + 0
    oled.DispChar('加速度 Y', 2, 22, 1)
    myUI.stripBar(50, 26, 75, 10, y1, 1, 1)
    z1 = ((100 - 0) / (1 - (-1))) * (accelerometer.get_z() - (-1)) + 0
    oled.DispChar('加速度 Z', 2, 33, 1)
    myUI.stripBar(50, 39, 75, 10, z1, 1, 1)
    oled.show()

 



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 楼主| 发表于 2020-4-27 14:22 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-27 15:21 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-30 15:07 | 显示全部楼层

4、用加速度制作一个上下左右各滚动的水平球(小点)

描述:OLED屏幕是128*64像素,OLED屏长为X轴,宽为Y轴。可以画一个圆,半径为31像素,让“点”不会超出这个范围,确定点的位置用加速度X、Y轴。小球不超出中心小圆圈为大致处于水平位置。

 

加速度Y轴倾斜的值是范围1至-1,向左倾斜往1增大,向右倾斜往-1增大。通过映射把Y轴加速度的取值范围变为32至92,可以让Y轴加速度的值在OLED屏幕的中心点显示位置。

 

加速度X轴倾斜的值是范围-1至1,向前倾斜往-1增大,向后倾斜往1增大。通过映射把Y轴加速度的取值范围变为2至62。可以让X轴加速度的值在OLED屏幕的中心点显示位置。

 

映射的值有小数点,OLED屏幕是无法识别小数点的,需要将映射后的值以整型输出。

 

#MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度
#用加速度制作一个上下左右各滚动的水平球(小点)

from mpython import *
while True:
    oled.fill(0)
    oled.circle(64, 32, 2, 1)
    oled.circle(64, 32, 31, 1)
    oled.pixel((int(((92 - 32) / ((-1) - 1)) * (accelerometer.get_y() - 1) + 32)), (int(((62 - 2) / (1 - (-1))) * (accelerometer.get_x() - (-1)) + 2)), 1)
    oled.show()

 

 



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 楼主| 发表于 2020-4-30 15:42 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-30 16:17 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-30 16:29 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-30 18:10 | 显示全部楼层

5、三轴绿灯水平测量仪

 

#MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度
#三轴绿灯水平测量仪

from mpython import *    #导入mpython模块

Center_x=63           #设定中心点(原点)x的坐标
Center_y=31           #设定中心点(原点)y的坐标

while True:
    
    x=accelerometer.get_x()         #获取X轴的加速度
    y=accelerometer.get_y()         #获取Y轴的加速度

    if y<=1 and y>=-1:
        offsetX=int(numberMap(y,1,-1,-64,64))   #映射Y轴偏移值
    if x<=1 and x>=-1:
        offsetY=int(numberMap(x,1,-1,32,-32))   #映射X轴偏移值
    move_x=Center_x+offsetX                 #水平球在X坐标上的移动
    move_y=Center_y+offsetY                 #水平球在Y坐标上的移动

    oled.circle(Center_x,Center_y,8,1)      #画中心固定圆:空心
    oled.fill_circle(move_x,move_y,6,1)     #画移动的水平球:实心
    oled.DispChar("%0.1f,%0.1f" %(x,y),75,0)    #显示水平球在X、Y轴的加速度值

    if offsetX==0 and offsetY==0:
        rgb.fill((0,20,0))          #水平球在中心位置亮绿灯,亮度为20
        rgb.write()
    else:
        rgb.fill((0,0,0))           #水平球不在中心位置灭灯
        rgb.write()
    oled.show()
    oled.fill(0)

 



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 楼主| 发表于 2020-4-30 18:13 | 显示全部楼层

当检测到掌控板在X轴和Y轴方向倾斜时(范围-1g 至+1g),将X轴、Y轴的偏移值也就是加速度值(范围-1至1)分别映射在以设定的中心点为原点的X坐标上的Y坐标(范围32至-32)、X坐标(范围-64至64)上:
if y<=1 and y>=-1:
    offsetX=int(numberMap(y,1,-1,-64,64))
if x<=1 and x>=-1:
    offsetY=int(numberMap(x,1,-1,32,-32))

 

注解
numberMap(inputNum, bMin, bMax, cMin, cMax) 是映射函数,inputNum 为需要映射的变量,bMin 为需要映射的最小值,bMax 为需要映射的最大值,cMin 为映射的最小值,cMax 为映射的最大值。

 

水平球在X、Y坐标上的移动:水平球在坐标上的移动 = 中心点位置 + 加速度的偏移值:
move_x=Center_x+offsetX
move_y=Center_y+offsetY

 

如果水平球移动到中心位置,则亮绿灯,否则不亮灯:
if offsetX==0 and offsetY==0:
    rgb.fill((0,20,0))          #水平球在中心位置亮绿灯,亮度为20
    rgb.write()
else:
    rgb.fill((0,0,0))           #水平球不在中心位置灭灯
    rgb.write()
 



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 楼主| 发表于 2020-4-30 19:03 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-4-30 19:40 | 显示全部楼层

6、尝试三轴加速度数据探究采集

 

#MicroPython动手做(20)——掌控板之三轴加速度
#尝试三轴加速度数据探究采集

from mpython import *

import time
oled.fill(0)
oled.DispChar('三轴加速度数据采集', 9, 16, 1)
oled.DispChar('按A键开始  按B键结束', 6, 32, 1)
oled.show()
time.sleep_ms(50);print(('__TITLE', '加速度 X', '加速度 Y', '加速度 Z'));time.sleep_ms(50)
while True:
    while button_a.value() == 0:
        while not button_b.value() == 0:
            print((accelerometer.get_x(), accelerometer.get_y(), accelerometer.get_z()))
            time.sleep_ms(100)

 

 



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 楼主| 发表于 2020-4-30 19:42 | 显示全部楼层

尝试三轴加速度数据探究采集

 

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 楼主| 发表于 2020-4-30 19:44 | 显示全部楼层

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