ROHM傳感器評(píng)估套件的3D外殼以及RohmMultiSensor庫(kù)更新

這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

不久前，我創(chuàng)建了RohmMultiSensor – Arduino庫(kù)，利用該庫(kù)可以輕松控制ROHM傳感器評(píng)估套件中的多個(gè)傳感器。第一篇文章發(fā)布以來(lái)，庫(kù)API發(fā)生了一些變化，使得測(cè)量更加容易。此外，RohmMultiSensor現(xiàn)在為每個(gè)傳感器和開(kāi)發(fā)板提供3D打印外殼！

硬件

Arduino UNO或Mega

ROHM傳感器評(píng)估套件

3D打印傳感器外殼，詳細(xì)信息請(qǐng)參閱Thingiverse

軟件

Arduino IDE

RohmMultiSensor庫(kù)，詳細(xì)信息請(qǐng)參閱GitHub

工具

3D打印機(jī)

在本文中，我們將介紹該庫(kù)的一些新功能和改進(jìn)功能。我們還會(huì)介紹傳感器和開(kāi)發(fā)板的3D打印外殼。

新測(cè)量方法

首先解釋一下我如何——也許更重要的是為什么——改變了測(cè)量方式。在之前版本的庫(kù)中，您調(diào)用了一個(gè)函數(shù)，其返回值如下所示：

float* accelValue = acc.measure();

雖然這種方法非常直觀，而且對(duì)于大多數(shù)傳感器來(lái)說(shuō)效果很好，但對(duì)于返回多個(gè)值的傳感器而言并不方便。比如，加速度計(jì)會(huì)返回三個(gè)值：X、Y和Z軸的加速度。然后，該函數(shù)必須返回一個(gè)包含三個(gè)值的數(shù)組。用C/C++術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這意味著返回一個(gè)指向數(shù)組的指針，動(dòng)態(tài)地分配一個(gè)新的數(shù)組。數(shù)組用完之后，我們需要手動(dòng)釋放該數(shù)組以釋放內(nèi)存。

delete[] accelValue;

在C/C++中動(dòng)態(tài)分配數(shù)組并重新分配數(shù)組在C/C++中并不少見(jiàn)，但對(duì)于剛剛開(kāi)始編程且尚未完全理解內(nèi)存管理和指針等內(nèi)容的人來(lái)說(shuō)，這并不是最直觀的。

為了讓Arduino初學(xué)者便于使用該庫(kù)，測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生了以下變化：每個(gè)傳感器仍然具有原始.measure()函數(shù)。但是，這個(gè)函數(shù)不帶參數(shù)，不返回任何東西。傳感器測(cè)量的值被存儲(chǔ)一個(gè)測(cè)量變量中，該變量是傳感器類的一部分。

sensorAcc.measure();
// 現(xiàn)在我們把數(shù)據(jù)放在測(cè)量變量中
Serial.println(sensorAcc.accelX);
Serial.println(sensorAcc.accelY);
Serial.println(sensorAcc.accelZ);

這個(gè)新系統(tǒng)也意味著庫(kù)能夠更好地處理異步測(cè)量和中斷。

改進(jìn)的中斷支持

更新庫(kù)還改進(jìn)了對(duì)中斷的支持。在舊版本中，唯一支持——實(shí)際上是需要——中斷的傳感器是BM1422GMV地磁傳感器。但是，幾乎所有使用I2C總線的傳感器都有某種形式的中斷。這就是為什么現(xiàn)在庫(kù)可以支持KX022加速度計(jì)的中斷功能，后續(xù)我會(huì)提供更多支持！

現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)中斷的方式非常簡(jiǎn)單：每次Arduino接收到傳感器的中斷后，測(cè)量變量就會(huì)被更新。這個(gè)值一直有效，直到新中斷到達(dá)。此時(shí)，系統(tǒng)從傳感器讀取一個(gè)新值并保存。

以下代碼展示了如何將BM1422GMV和KX022與中斷一起使用。

// 定義所使用的傳感器

#define INCLUDE_BM1422GMV

#define INCLUDE_KX022_1020

// 包含庫(kù)

#include 

// 用中斷0實(shí)例化KX022-1020類

KX022_1020 sensorAcc(INT_0);

// 用中斷1實(shí)例化BM1422GMV類

BM1422GMV sensorMag(INT_1);

// 定義中斷服務(wù)程序

void acc_isr(void) {

sensorAcc.setFlagDrdy();

}

void mag_isr(void) {

sensorMag.setFlagDrdy();

}

void setup() {

// 開(kāi)始串行通信

Serial.begin(9600);

Serial.println();

// 開(kāi)啟TWI(I2C)接口。

// 調(diào)用.init()之前，必須調(diào)用這個(gè)函數(shù)！

Wire.begin();

// 用默認(rèn)值初始化KX022-1020和BM1422GMV

// 我們必須為.init()提供中斷服務(wù)例程

sensorAcc.init(acc_isr);

sensorMag.init(mag_isr);

Serial.println("X[g]tY[g]tZ[g]tX[uT]tY[uT]tZ[uT]");

}


void loop() {

// 測(cè)量傳感器數(shù)值

sensorAcc.measure();

sensorMag.measure();

// 輸出所測(cè)量的數(shù)值

Serial.print(sensorAcc.accelX);

Serial.print('t');

Serial.print(sensorAcc.accelY);

Serial.print('t');

Serial.print(sensorAcc.accelZ);

Serial.print('t');

Serial.print(sensorMag.magX);

Serial.print('t');

Serial.print(sensorMag.magY);

Serial.print('t');

Serial.println(sensorMag.magZ);


// 下次測(cè)量之前等待100 ms

delay(100);

}

由于KX022不需要中斷工作，因此可以禁用中斷！

// 定義所使用的傳感器

#define INCLUDE_KX022_1020

// 包含庫(kù)

#include RohmMultiSensor.h

// 用默認(rèn)設(shè)置實(shí)例化傳感器類

KX022_1020 sensorAcc;

// 上述指令相當(dāng)于

// KX022_1020 acc(INT_NONE);

void setup() {

// 開(kāi)始串行通信

Serial.begin(9600);

Serial.println();

// 開(kāi)啟TWI(I2C)接口。

// 調(diào)用.init()之前，必須調(diào)用這個(gè)函數(shù)！

Wire.begin();

// 用默認(rèn)值初始化KX022-1020

sensorAcc.init();

Serial.println("X[g]tY[g]tZ[g]");

}

void loop() {

// 測(cè)量傳感器數(shù)值

sensorAcc.measure();

// 將值打印至串口

Serial.print(sensorAcc.accelX);

Serial.print('t');

Serial.print(sensorAcc.accelY);

Serial.print('t');

Serial.println(sensorAcc.accelZ);

// 下次測(cè)量之前等待100 ms

delay(100);

}

傳感器外殼

除了RohmMultiSensor庫(kù)，我們還為傳感器制作了重要的外殼！憑借這些裝置，您可以將傳感器安裝在任何位置，然后使用線將它們連至開(kāi)發(fā)板。如果您需要確保像加速度計(jì)和磁力計(jì)這樣的傳感器牢固安裝并提供精確測(cè)量，或者需要將傳感器開(kāi)發(fā)板放在單獨(dú)的外殼中，這將非常有用。

將傳感器安裝到外殼中非常簡(jiǎn)單。所有外殼都由兩部分組成：下半部分和上半部分。

圖1 KX022-1020或BM1422GMV等傳感器的通用外殼。左邊為下半部分，右邊為上半部分。

只需將傳感器插入外殼的下半部分，讓引腳突出另一側(cè)即可。

圖2 插入外殼下半部分的傳感器，底視圖（左）和頂視圖（右）

然后，用兩個(gè)M3螺栓將傳感器固定到位。

圖3 裝有兩個(gè)M3螺栓的傳感器，底視圖（左）和頂視圖（右）

現(xiàn)在只需要用M3螺栓將外殼的上半部分固定到下半部分。完成！外殼現(xiàn)在可以自由安裝在幾乎任何東西上。

圖4 裝配完成的傳感器外殼

有些傳感器，比如紫外線傳感器或顏色傳感器，需要與外界進(jìn)行光學(xué)接觸。這些傳感器的外殼設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)這種光學(xué)接觸，如下圖所示。

圖5 裝配完成的UV傳感器外殼

當(dāng)然，如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)板外殼，那么這個(gè)外殼清單就不完整！開(kāi)發(fā)板外殼可以讓您將Arduino和ROHM傳感器評(píng)估開(kāi)發(fā)板放入一個(gè)非常方便的箱子中，同時(shí)仍然能夠在上面安裝傳感器！

圖6 開(kāi)發(fā)板外殼

圖7 傳感器開(kāi)發(fā)板的頂蓋

圖8 傳感器開(kāi)發(fā)板的底蓋

當(dāng)然，還有很多需要改進(jìn)的地方。如上文所述，許多其他傳感器也可以使用中斷，實(shí)現(xiàn)這些功能也不錯(cuò)。另外，我們可以設(shè)法在運(yùn)行程序（sketch）時(shí)重新配置傳感器設(shè)置，該功能也很有用。目前，這個(gè)過(guò)程只能在Arduino啟動(dòng)、構(gòu)建傳感器類時(shí)完成。

審核編輯：湯梓紅