Gia tốc kế là thiết bị cơ điện độc đáo đo lực gia tốc, chẳng hạn như bình phương 9,8 mét / giây của trọng lực liên tục kéo lên các vật thể đứng yên như máy tính của bạn. Trên thực tế, các công ty máy tính đã bắt đầu lắp đặt máy đo gia tốc trong máy tính xách tay để phát hiện sự rơi tự do đột ngột và tắt ổ cứng để bảo vệ chúng khỏi bị hư hỏng. Mặc dù đây là những thiết bị phức tạp hầu hết được sử dụng bởi sinh viên kỹ thuật và chuyên gia công nghệ, bạn có thể tạo một mạch đơn giản để đo độ nghiêng và gia tốc của gia tốc kế khá dễ dàng.
Các bước
Phần 1/3: Kết nối Gia tốc kế của bạn với Vi điều khiển
Bước 1. Kết nối gia tốc kế của bạn với một breadboard
Bảng mạch là thiết bị có thể tạo mạch mà không cần sử dụng hàn. Trong trường hợp này, bạn đang sử dụng nó để kết nối gia tốc kế của mình với bộ vi điều khiển. Giữ gia tốc kế sao cho các chốt ở phía dưới hướng xuống dưới. Bây giờ, hãy ấn nhẹ các chân vào bảng mạch điện của bạn sao cho mặt có chân hướng ra xa bạn về phía bộ vi điều khiển của bạn.
- Đảm bảo rằng bộ vi điều khiển của bạn bị lộn ngược và nằm ngay phía trên bảng mạch và gia tốc kế của bạn.
- Mua gói bộ vi điều khiển - chẳng hạn như Bộ khởi động cơ bản Arduino Uno - đi kèm với bộ vi điều khiển, bảng mạch và tất cả các dây nhảy cần thiết.
Bước 2. Đính kèm "X_OUT" vào "A_O
" Chèn một dây jumper vào lỗ trên breadboard ngay trên chốt "X_OUT" trên gia tốc kế của bạn. Từ đây, kết nối phía bên kia của dây với đầu vào có nhãn "A0" trên bộ vi điều khiển của bạn.
Đầu vào "A0" phải được đặt ở trên cùng bên trái của bảng vi điều khiển nếu nó bị lật ngược. Bạn có thể biết vị trí của nó bằng cách kiểm tra xem tên thương hiệu là thẳng đứng hay lộn ngược
Bước 3. Chạy "Y_OUT" đến "A_1
" Chèn một dây jumper thứ hai vào lỗ trên breadboard ngay phía trên chốt "Y_OUT" trên gia tốc kế, là chốt đầu tiên ở bên trái "X_OUT". Bây giờ, kết nối đầu kia của dây với đầu vào "A1" trên bảng vi điều khiển.
Đầu vào "A1" nằm ngay bên trái của đầu vào "A0" trên bảng vi điều khiển khi nó bị lật ngược
Bước 4. Kết nối "Z_OUT" với "A_2
" Chèn dây jumper thứ ba của bạn vào lỗ trên breadboard phía trên chốt "Z_OUT" trên gia tốc kế của bạn, nằm ở bên trái của chốt "Y_OUT". Từ đây, kết nối đầu dây bên kia với đầu vào "A2" trên bảng vi điều khiển.
Đầu vào "A2" nằm ở bên trái của đầu vào "A1" trên bảng vi điều khiển khi nó bị lật ngược
Bước 5. Đính kèm "GND" vào "GND
" Nối dây jumper thứ tư vào lỗ trên breadboard phía trên chân "GND" trên gia tốc kế của bạn, nằm ở bên trái của đầu nối "Z_OUT". Gắn đầu kia của dây vào cùng một đầu vào trên bảng vi điều khiển.
Đầu vào "GND" phải được đặt ở bên phải của đầu vào A1 đến A5 khi bảng vi điều khiển bị lộn ngược và thường được đánh dấu bằng màu trắng
Bước 6. Kết nối "VCC" với điện áp thích hợp
Điện áp trên gia tốc kế của bạn phải khớp với đầu vào điện áp mà nó kết nối trên bo mạch vi điều khiển của bạn. Ví dụ: nếu bộ vi điều khiển của bạn là 3,3 V, thì hãy chạy một dây từ lỗ trên bảng mạch điện tử phía trên "VCC" - ở bên phải của dây "X_OUT" đến đầu vào "3,3 V" trên bảng vi điều khiển.
Đầu vào "3,3 V" phải được đặt ở bên phải của đầu vào "GND" khi bộ vi điều khiển bị lộn ngược
Phần 2/3: Thiết lập kịch bản
Bước 1. Cài đặt Arduino trên máy tính của bạn
Arduino là phần mềm mã nguồn mở dành cho bảng vi điều khiển được sử dụng để viết và tải lên mã từ máy tính của bạn và chuyển nó lên bảng vật lý. Đối với những người mới bắt đầu sử dụng máy đo gia tốc, đây là phần mềm tốt nhất để sử dụng. Arduino có thể được cài đặt trên Windows, OS X hoặc Linux.
Tải xuống Arduino tại đây:
Bước 2. Kết nối bộ vi điều khiển với máy tính của bạn
Hiện tại, bộ vi điều khiển của bạn vừa được kết nối với gia tốc kế. Bây giờ, bạn cần kết nối bộ vi điều khiển với máy tính của mình để nó có thể đọc dữ liệu từ gia tốc kế của bạn thông qua bộ vi điều khiển. Để thực hiện việc này, hãy kết nối cổng USB trên bộ vi điều khiển với máy tính của bạn qua cáp.
Nếu bộ vi điều khiển của bạn không đi kèm với cáp USB, hãy mua một cáp từ cửa hàng điện tử đủ dài để chạy từ bộ vi điều khiển sang máy tính của bạn
Bước 3. Tải xuống tập lệnh gia tốc kế GitHub cho bảng vi điều khiển của bạn
GitHub là một tài nguyên cho các gói tập lệnh Arduino khác nhau cho một số phần cứng được chọn. Ví dụ: nếu bạn đang sử dụng vi điều khiển MMA8452Q, hãy tìm kiếm "Thư viện MMA8452Q" và tải xuống. Nếu bạn đang sử dụng Arduino Uno, hãy tìm kiếm thư viện tập lệnh gia tốc kế tương ứng và tải xuống.
- Sau khi bạn tìm thấy tệp thông qua GitHub, hãy nhấp vào "Sao chép hoặc tải xuống", sau đó "Tải xuống tệp ZIP".
- Bạn có thể sử dụng script từ bất kỳ tài nguyên nào hoặc viết script của riêng bạn, nhưng GitHub là nguồn đáng tin cậy nhất cho người mới bắt đầu.
Bước 4. Cài đặt thư viện vi điều khiển trong Arduino
Sau khi tải xuống thư viện gia tốc kế hiện hành của vi điều khiển, hãy mở Arduino. Bây giờ, hãy nhấp vào tab "Phác thảo" ở đầu cửa sổ và sau đó chọn "Bao gồm Thư viện". Từ đây, chọn "Thêm Thư viện. ZIP" và sau đó nhấp vào thư viện bạn đã tải xuống.
Nếu bạn không thể tìm thấy tệp. ZIP của mình, hãy tìm kiếm tên tệp trên máy tính của bạn
Bước 5. Tải bản phác thảo gia tốc kế của bạn vào Arduino
Trong cửa sổ Arduino, nhấp vào tab "Tệp" và sau đó di chuột qua "Ví dụ". Bây giờ, chọn bản phác thảo gia tốc mà bạn đã tải xuống. Nói chung, mã sẽ khá giống nhau giữa các thiết bị gia tốc kế. Tuy nhiên, có những khác biệt nhỏ đủ để chúng chỉ hoạt động với phần cứng được chỉ định của chúng.
Đảm bảo rằng tập lệnh của bạn được thiết kế cho gia tốc kế của bạn. Ví dụ: một tập lệnh cho gia tốc kế ADXL337 có thể sẽ không hoạt động với gia tốc kế ADXL377
Bước 6. Tải bản phác thảo lên bộ vi điều khiển của bạn
Trong Arduino, Chọn "Công cụ", sau đó di chuột qua "Bảng" và chọn bảng vi điều khiển của bạn. Từ đây, chọn cổng nối tiếp của bo mạch của bạn bằng cách nhấn "Công cụ" và sau đó nhấn "Cổng nối tiếp" - có thể là COM3 hoặc cao hơn. Để kiểm tra, hãy ngắt kết nối bo mạch của bạn và mở lại menu-mục đã biến mất là cổng bo mạch vi điều khiển. Bây giờ, kết nối lại bảng và chọn cổng đó. Cuối cùng, nhấp vào nút tải lên hoặc nhấn Cmd + U đối với Mac OS X hoặc Ctrl + U đối với Windows.
Đảm bảo rằng bộ vi điều khiển của bạn được kết nối với máy tính qua cáp USB trước khi tải lên bản phác thảo của bạn
Phần 3/3: Vận hành gia tốc kế của bạn
Bước 1. Nghiêng gia tốc kế sang trái và phải để thay đổi giá trị trục x
Lấy breadboard và nghiêng nó sang trái. Vì gia tốc kế bây giờ cảm nhận được lực hút dọc theo trục này, nên giá trị x sẽ giảm. Bây giờ, hãy nghiêng gia tốc kế sang phải để tăng giá trị trục x.
- Hãy nhớ rằng các giá trị đại diện cho gia tốc thích hợp mà vật thể trải qua trên một trục cụ thể - trong trường hợp này là trục x.
- Các giá trị được biểu diễn bằng đơn vị g-force (g). Một g tương đương với 9,8 mét trên giây bình phương.
Bước 2. Nghiêng gia tốc kế về phía sau và về phía trước để thay đổi giá trị trục y
Nếu bạn nghiêng gia tốc kế ngược về phía bạn - giá trị trục y sẽ giảm. Ngược lại, nếu nghiêng nó về phía trước để tăng giá trị trục y.
Luôn sử dụng breadboard để nghiêng gia tốc kế. Nếu bạn cầm trực tiếp gia tốc kế, nó có thể lỏng ra khi bạn di chuyển
Bước 3. Nâng gia tốc kế lên và xuống để thay đổi giá trị trục z
Vì lực hấp dẫn đang tăng lên khi bạn nâng gia tốc kế lên, giá trị trục z sẽ tăng lên. Nếu bạn muốn giảm giá trị trục z, hãy giảm gia tốc kế.
