شتاب سنج ها دستگاه های الکترومکانیکی منحصر به فردی هستند که نیروهای شتاب را اندازه گیری می کنند ، مانند 9.8 متر بر ثانیه مربع گرانش که دائماً اجسام ثابت مانند رایانه شما را می کشد. در واقع ، شرکت های کامپیوتری شروع به نصب شتاب سنج در لپ تاپ ها کرده اند تا سقوط ناگهانی رایگان را تشخیص داده و هارد دیسک ها را خاموش کنند تا از آسیب دیدن آنها جلوگیری شود. اگرچه این دستگاه های پیچیده ای هستند که بیشتر توسط دانشجویان مهندسی و متخصصان فناوری استفاده می شوند ، اما می توانید یک مدار ساده ایجاد کنید تا شیب و شتاب سنج خود را به راحتی اندازه گیری کنید.
مراحل
قسمت 1 از 3: اتصال شتاب سنج به میکروکنترلر
مرحله 1. شتاب سنج خود را به یک تخته نان متصل کنید
تخته نان دستگاه هایی هستند که می توانند بدون استفاده از لحیم کاری مدار ایجاد کنند. در این حالت ، شما از آن برای اتصال شتاب سنج خود به میکروکنترلر استفاده می کنید. شتاب سنج را طوری نگه دارید که پین های پایین به سمت پایین باشد. اکنون ، سنجاق ها را به آرامی در تخته نان خود فشار دهید تا طرف سنجاق ها رو به رو به سمت میکروکنترلر شما باشد.
- مطمئن شوید که میکروکنترلر شما وارونه است و مستقیماً بالای تخته نان و شتاب سنج شما قرار دارد.
- یک بسته میکروکنترلر-مانند Arduino Uno Basic Starter Kit-خریداری کنید که دارای میکروکنترلر ، تخته نان و تمام سیم های جهنده لازم است.
مرحله 2. "X_OUT" را به "A_O وصل کنید
" یک سیم جامپر را داخل سوراخ روی نان برد درست بالای پین "X_OUT" در شتاب سنج خود قرار دهید. از اینجا ، طرف دیگر سیم را به ورودی با برچسب "A0" در میکروکنترلر خود وصل کنید.
اگر ورودی "A0" باید در سمت چپ بالای برد میکروکنترلر قرار داشته باشد ، اگر وارونه شده باشد. شما می توانید موقعیت آن را با بررسی اینکه آیا نام تجاری قائم است یا وارونه مشخص کنید
مرحله 3. "Y_OUT" را به "A_1" اجرا کنید
" یک سیم بلوز دوم را داخل سوراخ روی نان قرار دهید ، دقیقاً بالای پین "Y_OUT" در شتاب سنج ، که اولین سیم در سمت چپ "X_OUT" است. حالا ، انتهای دیگر سیم را به ورودی "A1" در برد میکروکنترلر وصل کنید.
ورودی "A1" مستقیماً در سمت چپ ورودی "A0" روی برد میکروکنترلر هنگامی که وارونه می شود ، قرار دارد
مرحله 4. "Z_OUT" را به "A_2 وصل کنید
" سیم بلوز سوم خود را داخل سوراخ نان بر روی پین "Z_OUT" در شتاب سنج خود قرار دهید که در سمت چپ پین "Y_OUT" قرار دارد. از اینجا ، طرف دیگر سیم را به ورودی "A2" در برد میکروکنترلر وصل کنید.
ورودی "A2" در سمت چپ ورودی "A1" روی برد میکروکنترلر هنگامی که وارونه می شود ، قرار دارد
مرحله 5. "GND" را به "GND وصل کنید
" چهارمین سیم بلوز را به سوراخ تخته نرده بالای پین "GND" در شتاب سنج خود وصل کنید که در سمت چپ کانکتور "Z_OUT" قرار دارد. انتهای دیگر سیم را به همان ورودی روی برد میکروکنترلر وصل کنید.
ورودی "GND" باید در سمت راست ورودی های A1 تا A5 قرار گیرد ، هنگامی که برد میکروکنترلر وارونه است و معمولاً با رنگ سفید برجسته شده است
مرحله 6. "VCC" را به ولتاژ مناسب وصل کنید
ولتاژ شتاب سنج شما باید با ولتاژ ورودی که روی برد میکروکنترلر شما متصل می شود مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال ، اگر میکروکنترلر شما 3.3 ولت است ، یک سیم را از سوراخ تخته نرده بالای "VCC"-در سمت راست سیم "X_OUT"-به ورودی "3.3 V" در برد میکروکنترلر اجرا کنید.
ورودی "3.3 ولت" باید در سمت راست ورودی "GND" زمانی قرار گیرد که میکروکنترلر وارونه باشد
قسمت 2 از 3: تنظیم یک اسکریپت
مرحله 1. Arduino را در رایانه خود نصب کنید
آردوینو یک نرم افزار منبع باز برای بردهای میکروکنترلر است که برای نوشتن و بارگذاری کد از رایانه شما و انتقال آن به برد فیزیکی استفاده می شود. برای مبتدیان که از شتاب سنج استفاده می کنند ، این بهترین نرم افزار برای استفاده است. Arduino را می توان بر روی Windows ، OS X یا Linux نصب کرد.
Arduino را از اینجا بارگیری کنید:
مرحله 2. میکروکنترلر خود را به کامپیوتر خود وصل کنید
در حال حاضر ، میکروکنترلر شما فقط به شتاب سنج شما متصل است. اکنون ، باید میکروکنترلر را به رایانه خود وصل کنید تا بتواند داده های شتاب سنج شما را از طریق میکروکنترلر بخواند. برای انجام این کار ، پورت USB میکروکنترلر خود را از طریق کابل به رایانه خود وصل کنید.
اگر میکروکنترلر شما دارای کابل USB نبود ، آن را از یک فروشگاه لوازم الکترونیکی خریداری کنید که به اندازه کافی طولانی است تا از میکروکنترلر شما به کامپیوتر شما منتقل شود
مرحله 3. یک اسکریپت شتاب سنج GitHub را برای برد میکروکنترلر خود بارگیری کنید
GitHub منبعی برای بسته های مختلف اسکریپت آردوینو برای قطعات سخت افزاری انتخاب شده است. به عنوان مثال ، اگر از میکروکنترلر MMA8452Q استفاده می کنید ، "کتابخانه MMA8452Q" را جستجو کرده و آن را بارگیری کنید. اگر از Arduino Uno استفاده می کنید ، کتابخانه اسکریپت شتاب سنج مربوطه را جستجو کرده و آن را بارگیری کنید.
- هنگامی که فایل را از طریق GitHub پیدا کردید ، روی "Clone or download" و سپس "Download ZIP" کلیک کنید.
- می توانید از اسکریپت های هر منبع استفاده کنید یا خود را بنویسید ، اما GitHub معتبرترین منبع برای مبتدیان است.
مرحله 4. کتابخانه میکروکنترلر را در آردوینو نصب کنید
پس از بارگیری کتابخانه شتاب سنج قابل اجرا میکروکنترلر خود ، Arduino را باز کنید. اکنون روی برگه "Sketch" در بالای پنجره کلیک کنید و سپس "Include Library" را انتخاب کنید. از اینجا "Add. ZIP Library" را انتخاب کرده و سپس روی کتابخانه ای که بارگیری کرده اید کلیک کنید.
اگر نمی توانید فایل. ZIP خود را پیدا کنید ، نام فایل را در رایانه خود جستجو کنید
مرحله 5. طرح شتاب سنج خود را در آردوینو بارگذاری کنید
در پنجره آردوینو ، روی برگه "پرونده" کلیک کرده و سپس روی "نمونه ها" قرار دهید. اکنون ، طرح شتاب سنج را که بارگیری کرده اید انتخاب کنید. به طور کلی ، کد بین دستگاه های شتاب سنج تقریباً مشابه خواهد بود. با این حال ، تفاوتهای جزئی کمی وجود دارد که آنها فقط با سخت افزار مشخص شده خود کار خواهند کرد.
مطمئن شوید که اسکریپت شما برای شتاب سنج شما طراحی شده است. به عنوان مثال ، اسکریپتی برای شتاب سنج ADXL337 به احتمال زیاد با شتاب سنج ADXL377 کار نمی کند
مرحله 6. طرح را روی میکروکنترلر خود بارگذاری کنید
در آردوینو ، "Tools" را انتخاب کنید ، سپس روی "Board" قرار دهید و برد میکروکنترلر خود را انتخاب کنید. از اینجا ، با ضربه زدن روی "Tools" و سپس "Serial Port" ، پورت سریال برد خود را انتخاب کنید-احتمالاً COM3 یا بالاتر است. برای بررسی ، برد خود را جدا کرده و منو را دوباره باز کنید-ورودی که رفته پورت برد میکروکنترلر است. اکنون ، برد را دوباره وصل کرده و آن پورت را انتخاب کنید. در نهایت ، روی دکمه بارگذاری کلیک کنید یا Cmd+U را برای Mac OS X یا Ctrl+U را برای Windows فشار دهید.
قبل از بارگذاری طرح خود ، مطمئن شوید که میکروکنترلر شما از طریق کابل USB به رایانه شما متصل است
قسمت 3 از 3: کار با شتاب سنج
مرحله 1. شتاب سنج را به چپ و راست متمایل کنید تا مقدار محور x تغییر کند
تخته نان را بگیرید و آن را به چپ کج کنید. از آنجا که شتاب سنج در حال حاضر کشش گرانش را در امتداد این محور احساس می کند ، مقدار x کاهش می یابد. اکنون ، شتاب سنج را به راست متمایل کنید تا مقدار محور x افزایش یابد.
- به یاد داشته باشید که مقادیر نشان دهنده شتاب مناسب است که جسم در یک محور خاص تجربه می کند-در این مورد ، محور x.
- مقادیر در واحدهای g-force (g) نشان داده شده است. یک گرم معادل 9.8 متر بر ثانیه در مربع است.
مرحله 2. شتاب سنج را به عقب و جلو متمایل کنید تا مقدار محور y تغییر کند
اگر شتاب سنج را به سمت عقب متمایل کنید ، مقدار محور y کاهش می یابد. برعکس ، اگر آن را به جلو متمایل کنید تا مقدار محور y افزایش یابد.
همیشه از تخته نان برای کج شدن شتاب سنج استفاده کنید. اگر شتاب سنج را مستقیماً بگیرید ، ممکن است هنگام حرکت شل شود
مرحله 3. شتاب سنج را بالا و پایین ببرید تا مقدار محور z تغییر کند
از آنجا که هنگام بالا بردن شتاب سنج نیروی گرانش در حال افزایش است ، مقدار محور z افزایش می یابد. اگر می خواهید مقدار محور z را کاهش دهید ، شتاب سنج را پایین بیاورید.
