描述

哦，我是不是又買了更多的東西

我前段時(shí)間購(gòu)買了一些磁性位置傳感器，打算在另一個(gè)有趣的項(xiàng)目中使用它們。由于缺乏時(shí)間和靈感，該項(xiàng)目仍處于擱置狀態(tài)。前幾天清理我的桌子時(shí)，我看到了傳感器，并想我至少應(yīng)該嘗試一下。我以前從未嘗試過(guò)類似的東西，所以未來(lái)有新的學(xué)習(xí)！

找到一個(gè)“問(wèn)題”來(lái)解決！

在平行宇宙中，有很多人對(duì)各種可以想象的謎題感興趣。一種類型的謎題是隱藏的圓柱形迷宮。這些有很多實(shí)現(xiàn)，從便宜的 3D 打印（示例）到獨(dú)家機(jī)加工金屬（如REVOMAZE ）。由于其中一些謎題的復(fù)雜性，求解器需要超越記憶并開(kāi)始映射謎題。映射可以通過(guò)多種方式完成，最常見(jiàn)的是筆和紙以及測(cè)量旋轉(zhuǎn)和平移。

作為一個(gè)拼圖和創(chuàng)客極客，我看到了構(gòu)建自動(dòng)繪圖設(shè)備的絕佳機(jī)會(huì)！

我從 OpenSCAD 開(kāi)始，雖然我打算為拼圖和磁性編碼器制作一個(gè)漂亮的 3D 打印支架。有一段時(shí)間很有趣，但是當(dāng)我弄清楚如何對(duì)軸的平移進(jìn)行編碼時(shí)，我陷入了細(xì)節(jié)之中。樂(lè)高來(lái)救場(chǎng)！在對(duì)樂(lè)高積木進(jìn)行了短暫的挖掘之后，我找到了我需要的東西。

這是一個(gè)死胡同

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CAD 時(shí)間并沒(méi)有完全白費(fèi)，我仍然需要小磁鐵支架。你看，顯然磁性編碼器需要讓磁場(chǎng)垂直于傳感器。我擁有的所有小磁鐵都是圓柱形的，一面朝北，一面朝南。3D打印機(jī)來(lái)救援！

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1 / 2 ?磁鐵垂直儀！

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樂(lè)高積木是一個(gè)帶有小傳感器汽車的簡(jiǎn)單坡道！

感應(yīng)車！

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3D 打印的磁鐵支架在觸摸時(shí)將 8 毫米磁鐵與傳感器相距 1 毫米，這似乎工作得很好。現(xiàn)在把它們放在一起：

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1 / 3 ?鉆機(jī)

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嗯，這就是整個(gè)構(gòu)建。幾乎。當(dāng)然還有一些事情要做......

電子產(chǎn)品和 Arduino 代碼

磁性旋轉(zhuǎn)位置傳感器使用 I2C 接口，易于連接。互聯(lián)網(wǎng)上有大量示例代碼。但是，有一個(gè)但是。要連接相同的編碼器，我需要一個(gè) I2C 多路復(fù)用器，因?yàn)闊o(wú)法更改它們的地址，而 Arduino 只有一個(gè) I2C 總線可用。真可惜。

2個(gè)你想要的！然后你會(huì)想要更多！:-)

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由于我沒(méi)有這樣的多路復(fù)用器，我開(kāi)始考慮構(gòu)建一個(gè)，但后來(lái)我想一定有一種方法可以在常規(guī) GPIO 引腳上執(zhí)行 I2C？是的你可以。SlowSoftI2CMaster來(lái)救援！10 分鐘后，我從 Arduino Uno 讀取了兩個(gè)傳感器。

電氣連接對(duì)于圖表來(lái)說(shuō)太簡(jiǎn)單了。3.3v 和 GND 連接到兩個(gè)傳感器，A2/A3 連接到一個(gè)，A4/A5 連接到第二個(gè)（選擇 Ax 引腳只是因?yàn)槟J(rèn)的 I2C 引腳是 A4/A5）。也許某處應(yīng)該有一個(gè)上拉電阻，但是嘿-it-works-tm。:-)

Arduino上的代碼很簡(jiǎn)單。讀取傳感器，串行打印：

#include 

SlowSoftI2CMaster si1 = SlowSoftI2CMaster(A4, A5, true);
SlowSoftI2CMaster si2 = SlowSoftI2CMaster(A2, A3, true);
 
#define I2C_7BITADDR 0x36 //AS5600

#define RAW_ANG_HI 0x0c
#define RAW_ANG_LO 0x0d
  
void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  
  if (!si1.i2c_init()) Serial.println("I2C init 1 failed");
  if (!si2.i2c_init()) Serial.println("I2C init 2 failed");
}

int readAngle(SlowSoftI2CMaster si) {
  if (!si.i2c_start((I2C_7BITADDR<<1)|I2C_WRITE)) {
      Serial.println("I2C device busy");
      delay(500);    
      return -1;
  }
  
  si.i2c_write(RAW_ANG_HI);
  si.i2c_rep_start((I2C_7BITADDR<<1)|I2C_READ);
  byte val_hi = si.i2c_read(true);

  si.i2c_write(RAW_ANG_LO);
  si.i2c_rep_start((I2C_7BITADDR<<1)|I2C_READ);
  byte val_lo = si.i2c_read(true);

  si.i2c_stop();

  return val_hi<<8 | val_lo;  
}

void loop(void){
  
  long val1 = readAngle(si1);
  long val2 = readAngle(si2);

  Serial.print("Sensor1=");
  Serial.print(val1);
  Serial.print("  Sensor2=");
  Serial.println(val2);
    
  delay(10);
}

電腦上的軟件

我在我的筆記本電腦上做了一個(gè)可視化軟件。簡(jiǎn)而言之，它是這樣工作的：

• Arduino 在串行端口上輸出線路，如“Sensor1=1234 Sensor2=456”。值是原始傳感器值 0-4095。
• 我通過(guò)“sudo cu -l /dev/cu.usbmodem14101 -s 115200 > /tmp/cu_out.txt”將串行數(shù)據(jù)讀入常規(guī)文件（這適用于 MacOS）
• 我有一個(gè) Java 程序，我通過(guò)管道將文件作為輸入。該程序獲取每個(gè)讀數(shù)并將其轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)，并將最近的讀數(shù)涂成紅色，將所有歷史讀數(shù)涂成綠色。
• 這個(gè)程序?qū)懙锰盍耍視?huì)把你從代碼中拯救出來(lái)。有穿線。我用 AWT 來(lái)取笑。坐標(biāo)系變換完全混亂。任何具有任何編碼經(jīng)驗(yàn)的人都應(yīng)該能夠立即更好地編寫此代碼，或者能夠?qū)W會(huì)這樣做。我不會(huì)分享這段代碼。對(duì)不起。

這就是它的外觀。注意左下角發(fā)生的一些錯(cuò)位。樂(lè)高汽車不是 100% 與迷宮的軸線對(duì)齊，并且在急速解決時(shí)輪胎有時(shí)會(huì)打滑。

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學(xué)習(xí)

• “Grove - 12 位磁性旋轉(zhuǎn)位置傳感器/編碼器 (AS5600)”太棒了！
• I2C 易于使用，但類似設(shè)備的尋址可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果您想要 I2C，請(qǐng)為自己準(zhǔn)備一個(gè)帶有多路復(fù)用器的分線板！
• 我學(xué)會(huì)了如何從我的 Mac 上的串口讀取數(shù)據(jù)！一個(gè)簡(jiǎn)單的命令，我就有了一個(gè)文件中的數(shù)據(jù)，可以被任何語(yǔ)言編寫的任何程序使用。使用奇怪的串口庫(kù)等零復(fù)雜性。使用“tail -f”進(jìn)行調(diào)試。美麗的！