ADC0804 kullanarak ahududu pi ile esnek sensör arabirimi

Raspberry Pi, elektronik mühendisleri ve hobiler için tasarlanmış ARM mimarisi işlemci tabanlı bir karttır. PI, şu anda piyasadaki en güvenilir proje geliştirme platformlarından biridir. Daha yüksek işlemci hızı ve 1 GB RAM ile PI, Görüntü işleme ve Nesnelerin İnterneti gibi birçok yüksek profilli proje için kullanılabilir. Bir PI ile yapılabilecek birçok harika şey var, ancak üzücü bir özellik, dahili bir ADC modülüne sahip olmamasıdır.

Sadece, Raspberry Pi sensörlerle arayüz oluşturabilirse, gerçek dünya parametreleri hakkında bilgi sahibi olabilir ve onunla etkileşim kurabilir. Dışarıdaki sensörlerin çoğu analog sensördür ve bu nedenle bu sensörlerle arayüz oluşturmak için Raspberry Pi ile harici bir ADC modülü IC kullanmayı öğrenmeliyiz. Bu projede Raspberry Pi ile Flex Sensör Arayüzünü ve Değerlerini LCD Ekranda Göstermeyi öğreneceğiz.

Gerekli Materyal:

Raspberry Pi (Herhangi Bir Model)
ADC0804 IC
16 * 2 LCD ekran
Flex Sensör
Dirençler ve kapasitörler
Breadboard veya performans tahtası.

ADC0804 Tek Kanallı 8-bit ADC modülü:

Daha fazla ilerlemeden önce, bu ADC0804 IC'yi ve bunu ahududu pi ile nasıl kullanacağımızı öğrenelim. ADC0804, tek kanallı 8 bitlik bir IC'dir, yani tek bir ADC değerini okuyabilir ve onu 8 bitlik dijital veriyle eşleyebilir. Bu 8 bitlik dijital veriler Raspberry Pi tarafından okunabilir, bu nedenle 2 ^ 8 256 olduğundan değer 0-255 olacaktır. Aşağıdaki IC'nin pin çıkışlarında gösterildiği gibi, DB0 ila DB7 pinleri bu dijitalleri okumak için kullanılır. değerler.

Şimdi burada bir diğer önemli şey, ADC0804'ün 5V'de çalışması ve bu nedenle 5V lojik sinyalde çıkış sağlamasıdır. 8 pin çıkışında (8 biti temsil eder), her pin, '1' mantığını temsil etmek için + 5V çıkış sağlar. Yani sorun şu ki PI mantığı + 3.3v'dir, bu nedenle PI'nin + 3.3V GPIO pinine + 5V mantığı veremezsiniz. Herhangi bir PI GPIO pinine + 5V verirseniz kart zarar görür.

Dolayısıyla, + 5V'den mantık seviyesini düşürmek için voltaj bölücü devresi kullanacağız. Gerilim Bölücü Devresini daha önce tartıştık, daha fazla açıklama için ona baktık. Yapacağımız şey, + 5V mantığını 2 * 2.5V mantığına bölmek için iki direnç kullanacağız. Böylelikle bölünmeden sonra Raspberry Pi'ye + 2.5v mantığı vereceğiz. Dolayısıyla, ADC0804 tarafından '1' mantığı sunulduğunda, PI GPIO Pininde + 5V yerine + 2.5V göreceğiz. ADC hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz: ADC0804'e Giriş.

Aşağıda, Perf Board üzerinde oluşturduğumuz ADC0804 kullanan ADC Modülünün resmi bulunmaktadır:

Devre Şeması ve Açıklaması:

Flex Sensor ile Raspberry Pi arasında arayüz oluşturmak için eksiksiz devre şeması aşağıda gösterilmiştir. Aynısının açıklaması aşağıdaki gibidir.

Bu ahududu pi esnek sensör devresi, çok sayıda kabloyla biraz karmaşık görünebilir, ancak daha yakından bakarsanız, kabloların çoğu doğrudan LCD'den ve 8 bit veri pininden Raspberry pi'ye bağlanır. Aşağıdaki tablo bağlantıları kurarken ve doğrularken size yardımcı olacaktır.

Pin adı	Ahududu PIN numarası	Raspberry Pi GPIO adı
LCD Vss	Pin 4	Zemin
LCD Vdd	Toplu iğne 6	Vcc (+ 5V)
LCD Vee	Pin 4	Zemin
LCD Rs	Toplu iğne 38	GPIO 20
LCD RW	Toplu iğne 39	Zemin
LCD E	Toplu iğne 40	GPIO 21
LCD D4	Toplu iğne 3	GPIO 2
LCD D5	Toplu iğne 5	GPIO 3
LCD D6	Toplu iğne 7	GPIO 4
LCD D7	Toplu iğne 11	GPIO 17
ADC0804 Vcc	PIN 2	Vcc (+ 5V)
ADC0804 B0	Pin 19 (5.1K ile)	GPIO 10
ADC0804 B1	Pin 21 (5.1K ile)	GPIO 9
ADC0804 B2	Pin 23 (5.1K ile)	GPIO 11
ADC0804 B3	Pin 29 (5.1K ile)	GPIO 5
ADC0804 B4	Pin 31 (5.1K ile)	GPIO 6
ADC0804 B5	Pin 33 (5.1K ile)	GPIO 13
ADC0804 B6	Pin 35 (5.1K ile)	GPIO 19
ADC0804 B7	Pin 37 (5.1K ile)	GPIO 26
ADC0804 WR / INTR	Toplu iğne 15	GPIO 22

O zamandan beri Raspberry üzerindeki pin numaralarını belirlemek için aşağıdaki resmi kullanabilirsiniz.

Tüm ADC modülleri gibi, ADC0804 IC de çalışması için bir saat sinyali gerektirir, neyse ki bu IC dahili bir saat kaynağına sahiptir, bu yüzden RC devresini devrede gösterildiği gibi CLK girişine ve CLK R pinlerine eklememiz gerekir. 10K ve 105pf değerini kullandık, ancak 1uf, 0.1uf, 0.01uf gibi herhangi bir değeri de kullanabiliriz.

Daha sonra Flex sensörünü bağlamak için 100K direnç kullanarak bir potansiyel bölücü devre kullandık. Flex sensörü büküldüğünde, direnç değişecek ve direnç boyunca potansiyel düşecektir. Bu düşüş ADC0804 IC ile ölçülür ve 8 bitlik veriler buna göre oluşturulur.

Flex Sensor ile ilgili diğer projeleri kontrol edin:

AVR Mikrodenetleyici ile Flex Sensör Arayüzü
Flex Sensor kullanan Arduino tabanlı Angry Bird Oyun Denetleyicisi
Flex Sensör ile Servo Motor Kontrolü
Arduino Kullanarak Parmaklara Dokunarak Ton Oluşturma

Raspberry Pi'yi Programlamak:

Bağlantıları bitirdikten sonra Raspberry Pi kullanarak bu 8 bitlerin durumunu okumalı ve onlardan yararlanabilmemiz için Ondalık'a çevirmeliyiz. Aynısını yapmak ve elde edilen değerleri LCD ekranda görüntülemek için program bu sayfanın sonunda verilmiştir. Ayrıca, kod aşağıda küçük önemsiz ayrıntılarla açıklanmıştır.

LCD'yi Pi ile arayüzlemek için bir LCD kitaplığına ihtiyacımız var. Bunun için shubham tarafından geliştirilen ve 16 * 2 LCD ekranı bir Pi ile dört tel modunda arayüzlememize yardımcı olacak kitaplığı kullanıyoruz. Ayrıca zaman ve Pi GPIO pinlerinden yararlanmak için kitaplıklara ihtiyacımız var.

Not : lcd.py buradan indirilmeli ve bu programın kaydedildiği dizine yerleştirilmelidir. Ancak o zaman kod derlenecektir.

lcd'yi içe aktar # LCD kitaplığını [email protected] ile içe aktarın içe aktarım zamanı # İçe aktarma zamanı RPi.GPIO'yu GPIO olarak içe aktar #GPIO yalnızca GPIO olarak gönderilecek

LCD pimi tanımları aşağıda gösterildiği gibi değişkenlere atanır. Bu numaraların GPIO pin numaraları olduğunu ve gerçek pin numaraları olmadığını unutmayın. GPIO numaralarını pin numaraları ile karşılaştırmak için yukarıdaki tabloyu kullanabilirsiniz. İkili dizi, tüm veri pin numaralarını içerecek ve dizi bitleri, tüm GPIO pinlerinin sonuç değerini depolayacaktır.

#LCD pin tanımları D4 = 2 D5 = 3 D6 = 4 D7 = 17 RS = 20 EN = 21 ikili = (10,9,11,5,6,13,19,26) # Pin numaraları dizisi DB0'a bağlanır DB7 bitleri = # 8 bitlik verilerin sonuç değerleri

Şimdi giriş ve çıkış pinlerini tanımlamamız gerekiyor. Yedi veri pini giriş pini olacak ve tetik pimi (RST ve INTR) çıkış pini olacaktır. Veri sayfasına göre belirli bir süre için çıkış pinini yüksek tetiklersek giriş pininden 8 bitlik veri değerlerini okuyabiliriz. İkili pinleri ikili dizide tanımladığımızdan, aşağıda gösterildiği gibi bildirim için bir for döngüsü kullanabiliriz.

ikili sistemlerde ikili için: GPIO.setup (ikili, GPIO.IN) # Tüm ikili pinler giriş pinleridir #Trigger pin GPIO.setup (22, GPIO.OUT) #WR ve INTR pinleri çıktı

Şimdi, LCD kitaplık komutlarını kullanarak, LCD modülünü başlatabilir ve aşağıda gösterildiği gibi küçük bir giriş mesajı gösterebiliriz.

mylcd = lcd.lcd () mylcd.begin (D4, D5, D6, D7, RS, EN) #Intro Message mylcd.Print ("Flex Sensor with") mylcd.setCursor (2,1) mylcd.Print ("Raspberry Pi ") time.sleep (2) mylcd.clear ()

Sonsuz while döngüsünün içinde, ikili değerleri ondalık sayıya çevirip sonucu LCD'de güncellemeye başlarız. Daha önce ADC değerlerini okumadan önce söylediğimiz gibi , ADC dönüşümünü etkinleştirmek için tetik pimini belirli bir süre yüksek tutmalıyız. Bu, aşağıdaki satırlar kullanılarak yapılır.

GPIO.output (22, 1) # Açma Tetikleme süresi. Uyku (0.1) GPIO.output (22, 0) # Kapatma Tetikleme

Şimdi 8 veri pinini okuyup bit dizisindeki sonucu güncellemeliyiz. Bunu yapmak için , her bir giriş pinini True ve False ile karşılaştırmak için bir for döngüsü kullanıyoruz. Doğruysa, ilgili bit dizisi 1 olarak yapılacaktır, aksi takdirde 0 yapılacaktır. Bu, tüm 8 bitlik veriler, okunan değerlere göre 0 ve 1 yapılacaktır.

# (8) aralığındaki i için giriş pinlerini okuyun ve sonucu bit dizisinde güncelleyin: if (GPIO.input (binarys) == True): bits = 1 if (GPIO.input (binarys) == False): bits = 0

Bit dizisini güncelledikten sonra, bu diziyi ondalık değere çevirmeliyiz. Bu, ikiliden ondalık sayıya dönüşümden başka bir şey değildir. 8 bitlik ikili veri için 2 ^ 8 256'dır. Dolayısıyla 0'dan 255'e ondalık veri alacağız. Python'da "**" operatörü herhangi bir değerin gücünü bulmak için kullanılır. Yana bit MSB ile başlar 2 ^ (7-konumu) ile çarpın biz. Bu şekilde tüm ikili değerleri ondalık verilere dönüştürebilir ve ardından LCD'de görüntüleyebiliriz.

# aralık (8) 'de i için bit dizisini kullanarak ondalık değeri hesaplayın: ondalık = ondalık + (bit * (2 ** (7-i)))

Ondalık değeri bildiğimizde , voltaj değerini hesaplamak kolaydır. Sadece 19.63 ile çarpmamız gerekiyor. Çünkü 8 bitlik bir 5VADC için her bit 19,3 mili volt analojisidir. Ortaya çıkan voltaj değeri, ADC0804 IC'nin Vin + ve Vin- pinlerinde görünen voltaj değeridir.

# voltaj değerini hesapla Voltaj = ondalık * 19.63 * 0.001 # bir birim 19.3mV'dir

Voltaj değerini kullanarak, esnek sensörün nasıl ve hangi yönde büküldüğünü belirleyebiliriz. Aşağıdaki satırlarda , Flex sensörünün LCD ekran üzerindeki konumunu belirtmek için, okunan voltaj değerlerini önceden belirlenmiş voltaj değerleri ile karşılaştırdım.

#Mylcd.setCursor (1,1) sensörünün voltajını ve ekran durumunu karşılaştır: eğer (Voltage> 3.8): mylcd.Print ("Bent Forward") elif (Voltage <3.5): mylcd.Print ("Bent Back") else: mylcd.Print ("Kararlı")

Benzer şekilde, Raspberry Pi'nin gerçekleştirmesini istediğiniz herhangi bir görevi gerçekleştirmek için voltaj değerini kullanabilirsiniz.

Raspberry Pi kullanarak LCD'de Flex Sensör değeri gösteriliyor:

Projenin çalışması çok basit. Ancak lcd.py başlık dosyasını indirdiğinizden ve mevcut programınızın bulunduğu dizine yerleştirdiğinizden emin olun. Daha sonra devre şemasında gösterilen bağlantıları bir breadboard veya perf board kullanarak yapın ve Pi'nizde aşağıdaki programı çalıştırın ve bir şeyler çalıştırmalısınız. Kurulumunuz aşağıdaki gibi bir şeye benzemelidir.

Gösterildiği gibi, LCD Ondalık değeri, voltaj değerini ve sensör konumunu gösterecektir. Sensörü öne veya arkaya doğru bükmeniz yeterlidir; voltajın ve ondalık değerin değiştiğini görebilmeniz gerekir, ayrıca bir durum metni görüntülenir. Herhangi bir sensörü bağlayabilir ve içindeki Voltajın değiştiğini fark edebilirsiniz.

Eğitimin tam çalışması aşağıda verilen videoda bulunabilir. Umarım projeyi anlamışsınızdır ve benzer bir şey yapmaktan zevk almışsınızdır. Herhangi bir şüpheniz varsa, onları yorum bölümünde veya forumlarda bırakın, ben de cevaplamak için elimden geleni yapacağım.