【雕爷学编程】Arduino动手做（152）---BMI160 六轴陀螺仪模块2

news2024/11/15 4:59:37

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百五十二：BMI160模块 6DOF 6轴 角速度 陀螺仪+重力加速度传感器IICSPI

在这里插入图片描述

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之三：读取陀螺仪数据
Arduino实验开源代码

/*

 【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

  BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪 I2C/SPI 14LGA

 项目之三：读取陀螺仪数据

 实验接线:

 BMI160   UNO

 VIN    5V

 GND    GND

 SCL    A5

 SDA    A4

 SAO    GND

 INT1    D2

*/

#include <BMI160Gen.h>

void setup() {

 Serial.begin(9600); // initialize Serial communication

 while (!Serial);  // wait for the serial port to open

 // initialize device

 Serial.println("Initializing IMU device...");

 //BMI160.begin(BMI160GenClass::SPI_MODE, /* SS pin# = */10);

 BMI160.begin(BMI160GenClass::I2C_MODE);

 uint8_t dev_id = BMI160.getDeviceID();

 Serial.print("DEVICE ID: ");

 Serial.println(dev_id, HEX);

 // Set the accelerometer range to 250 degrees/second

 BMI160.setGyroRange(250);

 Serial.println("Initializing IMU device...done.");

}

void loop() {

 int gxRaw, gyRaw, gzRaw;     // raw gyro values

 float gx, gy, gz;

 // read raw gyro measurements from device

 BMI160.readGyro(gxRaw, gyRaw, gzRaw);

 // convert the raw gyro data to degrees/second

 gx = convertRawGyro(gxRaw);

 gy = convertRawGyro(gyRaw);

 gz = convertRawGyro(gzRaw);

 // display tab-separated gyro x/y/z values

 Serial.print("g:\t");

 Serial.print(gx);

 Serial.print("\t");

 Serial.print(gy);

 Serial.print("\t");

 Serial.print(gz);

 Serial.println();

 delay(50);

}

float convertRawGyro(int gRaw) {

 // since we are using 250 degrees/seconds range

 // -250 maps to a raw value of -32768

 // +250 maps to a raw value of 32767

 float g = (gRaw * 250.0) / 32768.0;

 return g;

}

实验串口返回情况

在这里插入图片描述
实验串口绘图器返回情况

在这里插入图片描述
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

项目之四：从硬件 bmi160 读取计步器

I2C地址：

0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

实验接线:

BMI160 UNO

VIN 5V

GND GND

SCL A5

SDA A4

SAO GND

INT1 D2

Arduino实验开源代码

/*

 【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

 BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪 I2C/SPI 14LGA

 项目之四：从硬件 bmi160 读取计步器

 I2C地址：

 0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

 实验接线:

 BMI160   UNO

 VIN    5V

 GND    GND

 SCL    A5

 SDA    A5

 SAO    GND

 INT1    D2

*/

#include <DFRobot_BMI160.h>

DFRobot_BMI160 bmi160;

const int8_t i2c_addr = 0x68;

bool readStep = false;

#if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_PRO

//uno和mega2560的中断号为0

int pbIn = 2;

#elif ARDUINO_AVR_LEONARDO

//uno和leonardo的中断号为0

int pbIn = 3;

#else

int pbIn = 13;

#endif

//bmi160 有两个中断接口

int int1 = 1;

int int2 = 2;

void stepChange() {

 //一旦改变了步进控制器，就可以读取该值

 readStep = true;

}

void setup() {

 Serial.begin(115200);

 delay(100);

 //设置并初始化 bmi160 i2c 地址

 while (bmi160.I2cInit(i2c_addr) != BMI160_OK) {

  Serial.println("i2c init fail");

  delay(1000);

 }

 //将中断号设置为 int1 或 int2

 if (bmi160.setInt(int1) != BMI160_OK) {

  Serial.println("set interrput fail");

  while (1);

 }

 //将 bmi160 模式设置为计步器

 if (bmi160.setStepCounter() != BMI160_OK) {

  Serial.println("set step fail");

  while (1);

 }

 //设置 bmi160 电源模型（正常电源模式）

 if (bmi160.setStepPowerMode(bmi160.stepNormalPowerMode) != BMI160_OK){

  Serial.println("set setStepPowerMode fail");

  while (1);

 }

#if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_LEONARDO || defined ARDUINO_AVR_PRO

 //将板上的引脚设置为连接到 bmi160 的 int1 或 int2

 attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pbIn), stepChange, FALLING);

#else

 attachInterrupt(pbIn, stepChange, FALLING);

#endif

 Serial.println(pbIn);

}

void loop() {

 if (readStep) {

  uint16_t stepCounter = 0;

  //从硬件 bmi160 读取计步器

  if (bmi160.readStepCounter(&stepCounter) == BMI160_OK) {

   Serial.print("计步器 = "); Serial.println(stepCounter);

  }

  readStep = false;

 }

}

实验串口返回情况

在这里插入图片描述

模块参考电原理图之二

在这里插入图片描述
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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
项目之五：获取陀螺仪传感器的数据
Arduino实验开源代码

/*

 【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

 BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪 I2C/SPI 14LGA

 项目之五：获取陀螺仪传感器的数据

 I2C地址：

 0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

 实验接线:

 BMI160   UNO

 VIN    5V

 GND    GND

 SCL    A5

 SDA    A5

 SAO    GND

 INT1    D2

*/

#include <DFRobot_BMI160.h>

DFRobot_BMI160 bmi160;

const int8_t i2c_addr = 0x68;

void setup(){

 Serial.begin(115200);

 delay(100);

  

 //init the hardware bmin160  

 if (bmi160.softReset() != BMI160_OK){

  Serial.println("reset false");

  while(1);

 }

  

 //set and init the bmi160 i2c address

 if (bmi160.I2cInit(i2c_addr) != BMI160_OK){

  Serial.println("init false");

  while(1);

 }

}

void loop(){  

 int i = 0;

 int rslt;

 int16_t accelGyro[6]={0}; 

  

 //get both accel and gyro data from bmi160

 //parameter accelGyro is the pointer to store the data

 rslt = bmi160.getAccelGyroData(accelGyro);

 if(rslt == 0){

  for(i=0;i<6;i++){

   if (i<3){

    //the first three are gyro datas

    Serial.print(accelGyro[i]*3.14/180.0);Serial.print("\t");

   }else{

    //the following three data are accel datas

    Serial.print(accelGyro[i]/16384.0);Serial.print("\t");

   }

  }

  Serial.println();

 }else{

  Serial.println("err");

 }

 delay(100);

 /*

  * //only read accel data from bmi160

  * int16_t onlyAccel[3]={0};

  * bmi160.getAccelData(onlyAccel);

  */

 /*

  * only read gyro data from bmi160

  * int16_t onlyGyro[3]={0};

  * bmi160.getGyroData(onlyGyro);

  */

}

实验串口返回情况

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实验串口绘图器返回情况
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BMI160 传感器 API概述
体积小、功耗低的 BMI160 是一款低噪声 16 位 IMU，专为 AR 或室内导航等移动应用而设计，可提供高度准确的传感器数据和实时传感器数据。BMI160 的低电流消耗使电池驱动设备中的应用成为可能。该传感器具有可配置的片上中断引擎，可提供基于运动的手势识别和上下文感知作为始终开启的后台功能。

主要特征
任意运动检测（加速度计）
显着运动检测（加速度计）
步进检测器（加速度计）
敲击感应（加速度计）
方向识别（加速度计）
平面检测（加速度计）
低重力/自由落体检测（加速度计）
高 G 检测（加速度计）
慢动作警报/无动作中断（加速度计）
数据就绪检测（加速度计、陀螺仪和外部传感器）
PMU触发器（陀螺仪）
FIFO 中断（（加速度计、陀螺仪和外部传感器）

目标应用
增强现实和沉浸式游戏
室内导航
3D 扫描/室内测绘
高级手势识别
沉浸式游戏
9轴运动检测
空中鼠标应用程序和指针
计步器/计步
移动应用的高级系统电源管理
相机模组的光学防抖
自由落体检测和保修记录

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

项目之九：低功耗模式计步器

通过 setStepPowerMode 设置计步器功耗模式（stepNormalPowerMode 表示正常模式，stepLowPowerMode 表示低功耗模式）

Arduino实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验一百六十三：BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪  I2C/SPI 14LGA
  项目之九：低功耗模式计步器
  I2C地址：
  0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址
  实验接线:
  BMI160     UNO
  VIN        5V
  GND        GND
  SCL        A5
  SDA        A5
  SAO        GND
  INT1       D2
*/

#include <DFRobot_BMI160.h>

DFRobot_BMI160 bmi160;
const int8_t i2c_addr = 0x68;
bool readStep = false;

#if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_PRO
//uno和mega2560的中断号为0
int pbIn = 2;
#elif ARDUINO_AVR_LEONARDO
//uno和leonardo的中断号为0
int pbIn = 3;
#else
int pbIn = 13;
#endif
//bmi160 有两个中断接口
int int1 = 1;
int int2 = 2;

void stepChange() {
  //一旦改变了步进控制器，就可以读取该值
  readStep = true;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(100);

  //设置并初始化 bmi160 i2c 地址
  while (bmi160.I2cInit(i2c_addr) != BMI160_OK) {
    Serial.println("i2c init fail");
    delay(1000);
  }

  //将中断号设置为 int1 或 int2
  if (bmi160.setInt(int1) != BMI160_OK) {
    Serial.println("set interrput fail");
    while (1);
  }

  //将 bmi160 模式设置为计步器
  if (bmi160.setStepCounter() != BMI160_OK) {
    Serial.println("set step fail");
    while (1);
  }

  //设置 bmi160 电源模型（微功耗电源模式）
  if (bmi160.setStepPowerMode(bmi160.stepLowPowerMode) != BMI160_OK) {
    Serial.println("set setStepPowerMode fail");
    while (1);
  }

#if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_LEONARDO || defined ARDUINO_AVR_PRO
  //将板上的引脚设置为连接到 bmi160 的 int1 或 int2
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pbIn), stepChange, FALLING);
#else
  attachInterrupt(pbIn, stepChange, FALLING);
#endif
  Serial.println(pbIn);
}

void loop() {
  if (readStep) {
    uint16_t stepCounter = 0;
    //从硬件 bmi160 读取计步器
    if (bmi160.readStepCounter(&stepCounter) == BMI160_OK) {
      Serial.print("计步器 = "); Serial.println(stepCounter);
    }
    readStep = false;
  }
}

BMI160 6轴惯性运动传感器电原理图

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