【雕爺學編程】Arduino動手做（48）---三軸ADXL345模塊

37款傳感器與模塊的提法，在網絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒於本人手頭積累了一些傳感器和模塊，依照實踐（動手試試）出真知的理念，以學習和交流為目的，這里准備逐一做做實驗，不管能否成功，都會記錄下來---小小的進步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。 

 

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）

實驗四十八：GY-291 數字三軸重力加速度傾斜度模塊 （IIC/SPI傳輸）

ADXL345芯片

ADXL345是一款小而薄的低功耗3軸加速度計，分辨率高（13位），測量范圍達±16g。數字輸出數據為16位二進制補碼格式，可通過SPI（3線或4線）或I2C數字接口訪問。ADXL345非常適合移動設備應用。它可以在傾斜檢測應用中測量靜態重力加速度，還可以測量運動或沖擊導致的動態加速度。其高分辨率(4 mg/LSB)，能夠測量不到1.0°的傾斜角度變化。該器件提供多種特殊檢測功能。活動和非活動檢測功能檢測有無運動發生，以及任意軸上的加速度是否超過用戶設置的限值。敲擊檢測功能可以檢測單擊和雙擊動作。自由落體檢測功能可以檢測器件是否正在掉落。這些功能可以映射到兩個中斷輸出引腳中的一個。正在申請專利的32級先進先出(FIFO)緩沖器可用於存儲數據，最大程度地減少主機處理器的干預。低功耗模式支持基於運動的智能電源管理，從而以極低的功耗進行閾值感測和運動加速度測量。

ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm、14引腳小型超薄塑料封裝。

主要特性
超低功耗：V S = 2.5 V 時（典型值），測量模式下低至23ì A ，
待機模式下為0.1μA
功耗隨帶寬自動按比例變化
用戶可選的分辨率
10 位固定分辨率
全分辨率，分辨率隨g范圍提高而提高，± 16g 時高達13 位
(在所有g范圍內保持4 mg/L S B 的比例系數)
正在申請專利的嵌入式存儲器管理系統采用FI FO 技術，可將
主機處理器負荷降至最低
單振/雙振檢測
活動/非活動監控
自由落體檢測
電源電壓范圍：2.0 V 至3.6 V
I / O電壓范圍：1.7 V 至V S
S PI （3線和4線）和I 2 C數字接口
靈活的中斷模式，可映射到任一中斷引腳
通過串行命令可選測量范圍
通過串行命令可選帶寬
寬溫度范圍（- 40° C 至+ 85 ℃）
抗沖擊能力：10, 000 g
無鉛/符合Ro HS標准

工作原理
ADXL345是一款完整的3軸加速度測量系統，可選擇的測量范圍有±2 g，±4 g，±8 g或±16 g。既能測量運動或沖擊導致的動態加速度，也能測量靜止加速度，例如重力加速度，使得器件可作為傾斜傳感器使用。該傳感器為多晶硅表面微加工結構，置於晶圓頂部。由於應用加速度，多晶硅彈簧懸掛於晶圓表面的結構之上，提供力量阻力。差分電容由獨立固定板和活動質量連接板組成，能對結構偏轉進行測量。加速度使慣性質量偏轉、差分電容失衡，從而傳感器輸出的幅度與加速度成正比。相敏解調用於確定加速度的幅度和極性。

ADXL345三軸加速度模塊
采用ADXL345芯片，具有體積小，功耗低的特點，13位數字精度分辨能夠測量超過±16g的加速度變換。信號輸出為16位數字輸出，可以通過SPI與I2C接口實現信號采集。ADXL345適用於傾斜角度測量，能夠進行靜態重力加速度檢測。同時也適用於運動狀態的追蹤，測量運動或沖擊過程造成的瞬時加速度。其高分辨率(4mg/LSB)使之能夠感應變化小於1°的傾斜角度。ADXL345三軸加速度計還內置一款LDO模塊讓你的加速度計能夠工作於3.3~6v的工作電壓之下。同時傳感器提供了幾個特殊的功能。能夠在靜態或動態情況下檢測是否有運動或停止出現，另外能夠感知單軸的加速度值是否超出用戶的設定值。檢測單擊/雙擊。如果該設備正在下降，能進行自由落體感應檢測。這些功能能夠被映射到兩個中斷輸出引腳上。在低功耗模式是用戶能夠基於ADXL345動作感應，進行電源管理，同時只損耗極低的功耗。

ADXL345三軸加速度模塊
采用ADXL345芯片，具有體積小，功耗低的特點，13位數字精度分辨能夠測量超過±16g的加速度變換。信號輸出為16位數字輸出，可以通過SPI與I2C接口實現信號采集。ADXL345適用於傾斜角度測量，能夠進行靜態重力加速度檢測。同時也適用於運動狀態的追蹤，測量運動或沖擊過程造成的瞬時加速度。其高分辨率(4mg/LSB)使之能夠感應變化小於1°的傾斜角度。ADXL345三軸加速度計還內置一款LDO模塊讓你的加速度計能夠工作於3.3~6v的工作電壓之下。同時傳感器提供了幾個特殊的功能。能夠在靜態或動態情況下檢測是否有運動或停止出現，另外能夠感知單軸的加速度值是否超出用戶的設定值。檢測單擊/雙擊。如果該設備正在下降，能進行自由落體感應檢測。這些功能能夠被映射到兩個中斷輸出引腳上。在低功耗模式是用戶能夠基於ADXL345動作感應，進行電源管理，同時只損耗極低的功耗。

模塊的電原理圖

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（48）

實驗四十八：GY-291 數字三軸重力加速度傾斜度模塊 （IIC/SPI傳輸）

簡單實驗，之一

*/

 

void setup() 

{ 

 Serial.begin(9600);     

 pinMode(A4, INPUT); 

 pinMode(A5, INPUT); 

} 

 

void loop() 

{ 

 Serial.println(analogRead(A4));

 Serial.println(analogRead(A5));

 

 delay(100);

}

　　

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（48）

實驗四十八：GY-291 數字三軸重力加速度傾斜度模塊 （IIC/SPI傳輸）

實驗代碼之二

*/

 

#include <Wire.h>

 

#define DEVICE (0x53)  

#define TO_READ (6)    

 

byte buff[TO_READ] ;       

char str[512];             

int regAddress = 0x32;     

int x, y, z;                        

double roll = 0.00, pitch = 0.00;       

 

void setup() {

  Wire.begin();         

  Serial.begin(9600);  

  

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 0);      

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 16);

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 8);

}

 

void loop() {

 

  readFrom(DEVICE, regAddress, TO_READ, buff); 

                                              

  x = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0];   

  y = (((int)buff[3])<< 8) | buff[2];

  z = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4];

 

  //we send the x y z values as a string to the serial port

  Serial.print("The acceleration info of x, y, z are:");

  sprintf(str, "%d %d %d", x, y, z);  

  Serial.print(str);

  Serial.write(10);

  

  RP_calculate();

  Serial.print("Roll:"); Serial.println( roll ); 

  Serial.print("Pitch:"); Serial.println( pitch );

  Serial.println("");

  

  delay(300);

}

 

void writeTo(int device, byte address, byte val) {

  Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.write(address);        

  Wire.write(val);       

  Wire.endTransmission(); 

}

 

void readFrom(int device, byte address, int num, byte buff[]) {

  Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.write(address);        

  Wire.endTransmission(); 

 

    Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.requestFrom(device, num);    

 

  int i = 0;

  while(Wire.available())    

  { 

    buff = Wire.read(); 

    i++;

  }

  Wire.endTransmission();

}

 

void RP_calculate(){

  double x_Buff = float(x);

  double y_Buff = float(y);

  double z_Buff = float(z);

  roll = atan2(y_Buff , z_Buff) * 57.3;

  pitch = atan2((- x_Buff) , sqrt(y_Buff * y_Buff + z_Buff * z_Buff)) * 57.3;

}

　　

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（48）
實驗四十八：GY-291 數字三軸重力加速度傾斜度模塊 （IIC/SPI傳輸）
實驗代碼之三
*/
 
#include <Wire.h>
#define Register_ID 0 
#define Register_2D 0x2D 
#define Register_X0 0x32 
#define Register_X1 0x33 
#define Register_Y0 0x34 
#define Register_Y1 0x35 
#define Register_Z0 0x36
#define Register_Z1 0x37 
 
int ADXAddress = 0xA7 >> 1;
int reading = 0; 
int val=0;
int X0,X1,X_out;
int Y0,Y1,Y_out;
int Z1,Z0,Z_out;
double Xg,Yg,Zg;
 
void setup()
{
   Wire.begin();         
   Serial.begin(9600);  
   delay(100);
   
   Wire.beginTransmission(ADXAddress);
   Wire.write(Register_2D);
   Wire.write(8);                
   Wire.endTransmission();     
}
 
void loop()
{
   
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_X0);
   Wire.write(Register_X1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     X0 = Wire.read();
     X1 = Wire.read(); 
     X1=X1<<8;
     X_out=X0+X1;   
   }
 
  
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_Y0);
   Wire.write(Register_Y1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     Y0 = Wire.read();
     Y1 = Wire.read(); 
     Y1=Y1<<8;
     Y_out=Y0+Y1;
   }
  
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_Z0);
   Wire.write(Register_Z1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     Z0 = Wire.read();
     Z1 = Wire.read(); 
     Z1=Z1<<8;
     Z_out=Z0+Z1;
   }
  
    Xg=X_out;  
    Yg=Y_out;  
    Zg=Z_out;  
   Serial.print("X= ");
   Serial.print(Xg);
   Serial.print("       ");
   Serial.print("Y= ");
   Serial.print(Yg);
   Serial.print("       ");
   Serial.print("Z= ");
   Serial.print(Zg);
   Serial.println("  ");
   delay(200);
}