גרסת 1.0.0
החיישן LSM9DS1 זהו מודול מדידת אינרציה מתוחכם המשלב א מד תאוצה, גירוסקופ ומגנטומטר, הכל בשבב אחד. חיישן זה הוא רב תכליתי ומשמש בפרויקטים הדורשים מדידת תנועה והתמצאות בחלל תלת מימדי. זה נפוץ ביישומים כמו מכשירי ניווט, בקרת תנועה ברובוטיקה ומערכות מציאות רבודה.
במדריך זה, נחקור בפירוט כיצד זה עובד, כיצד לשלב אותו עם Arduino ואיזה היבטים יש לקחת בחשבון בעת פירוש הקריאות שלך. בנוסף, נלמד כיצד לתכנת אותו באמצעות ספריות ספציפיות כדי להפיק את המרב מהיכולות שלו.
תכונות חיישן LSM9DS1
ה-LSM9DS1 הוא חיישן 9 דרגות חופש (9DOF), מה שאומר שהוא יכול למדוד תנועה בשלושה צירים באמצעות שלושה חיישנים שונים:
- תאוצה: מודד תאוצה בצירי X, Y ו-Z, ומאפשר זיהוי הטיה ומהירות.
- ג'ִירוֹסקוֹפּ: מודד מהירות זוויתית בכל שלושת הצירים, שימושי לזיהוי שינויים בכיוון.
- מגנטומטר: הוא מאפשר לקבוע את כיוון השדה המגנטי של כדור הארץ, המתפקד כמצפן דיגיטלי.
מודול זה מתקשר עם המיקרו-בקר באמצעות I2C או SPI ומציע טווחי מדידה שונים עבור כל חיישן:
- תאוצה: ±2 גרם, ±4 גרם, ±8 גרם, ±16 גרם
- ג'ִירוֹסקוֹפּ: ±245 dps, ±500 dps, ±2000 dps
- מגנטומטר: ±4 גאוס, ±8 גאוס, ±12 גאוס, ±16 גאוס
חיבור ה-LSM9DS1 לארדואינו
לשימוש בחיישן LSM9DS1 עם Arduino, עלינו ליצור את החיבור הפיזי באמצעות פרוטוקול התקשורת המתאים. חיישן זה מאפשר שתי שיטות חיבור:
חיבור דרך I2C
אם נשתמש בממשק I2C, נחבר את פיני החיישן באופן הבא:
- VCC: 3.3V
- GND:GND
- SDA: A4 על לוחות מבוססי ATmega328P (Arduino Uno, ננו וכו')
- SCL: A5 על לוחות ATmega328P
חיבור באמצעות SPI
במקרה של שימוש SPI, יחובר באופן הבא:
- VCC: 3.3V
- GND:GND
- MOSI: D11
- מיסו: D12
- SCLK: D13
- CS: סיכה דיגיטלית לבחירה
התקנת הספרייה והקוד הראשון
כדי להקל על השימוש ב LSM9DS1, ל- Arduino יש ספרייה רשמית שאנחנו יכולים להתקין מה- מנהל ספרייה. פשוט תחפש «Arduino_LSM9DS1» ולהתקין אותו.
לאחר ההתקנה, נוכל לטעון את קוד הבדיקה הבא:
#include void setup() {Serial.begin(115200);while (!Serial);if (!IMU.begin()) {Serial.println("Error al iniciar el IMU.");while (1);}}void loop() {float x, y, z;if (IMU.magneticFieldAvailable()) {IMU.readMagneticField(x, y, z);Serial.print("Campo magnetico: ");Serial.print(x); Serial.print(", ");Serial.print(y); Serial.print(", ");Serial.println(z);}delay(500);}קוד זה קורא את שדה מגנטי זוהה על ידי המגנומטר ומוצגת על הצג הטורי.
פרשנות של הערכים שהושגו
הנתונים שהתקבלו על ידי LSM9DS1 הם ערכים מספריים המייצגים מדידות פיזיות אמיתיות:
- מד התאוצה מחזירה ערכים ב-g (כוח המשיכה של כדור הארץ).
- הג'ירוסקופ מודד מהירות זוויתית ב-dps (מעלות לשנייה).
- המגנומטר מודד את עוצמת השדה המגנטי במיקרוטסלס (µT).
כדי לשלב נתונים אלה בפרויקט אמיתי, רצוי ליישם טכניקות כמו היתוך חיישנים באמצעות פילטרים של קלמן או משלימים.
יישומים של LSM9DS1
חיישן זה יכול לשמש במגוון רחב של פרויקטים, כגון:
- מצפנים דיגיטליים: שימוש בערכי מגנומטר כדי לקבוע כיוון.
- מערכות ניווט: שילוב של מד תאוצה וג'ירוסקופ למדידת תזוזות.
- בקרת תנועה: ברובוטיקה ומכשירי VR לזיהוי הטיה וסיבוב.
בזכות הרבגוניות שלו, ה LSM9DS1 זהו כלי מרכזי בתכנון פרויקטים הדורשים ידע מדויק בתנועה והתמצאות.
ה-LSM9DS1 הוא בחירה מצוינת למדידת תנועה והתמצאות עם דיוק גבוה. השילוב שלו עם Arduino זה פשוט הודות לספריות ספציפיות, המאפשרות קבלת נתונים בזמן אמת על תאוצה, סיבוב y שדה מגנטי. עם כיול נכון ופרשנות נתונים, ניתן לפתח יישומים מתקדמים ברובוטיקה, ניווט ואינטראקציה עם הסביבה.