读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器

2021/11/11 09:15 · 传感器知识资讯 ·  · 读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器已关闭评论
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读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器相关推荐STM32的PDR_ON引脚怎么接才合适呢PDR_ON引脚的电平对内部电源监视器有何影响?PDR_ON是怎么个回事呢?又应该怎么接合适呢?…发表于10-2107:39?0次阅读数字化胃肠机是什么,有哪些用途随着物价不断上涨,导致我们的生活压力在增大,这使得很多人的生活方式开始

读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器

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LTC4362 1.2A 过压/过流保护器

和特点 2.5V 至 5.5V 工作电压 过压保护高达 28V 内部 40mΩ N 沟道 MOSFET 和 31mΩ RSENSE 对于大多数应用,雪崩额定 MOSFET 无需使用输入电容器或 TVS (瞬态电压抑制器) <1μs 的过压关断时间,渐渐逐步地停机 准确度为 2% 的 5.8V 过压门限 准确度为 20% 的 1.5A 过流门限 采用 ≧1μF COUT 时,输入可承受高达 ±25kV HBM ESD 受控的上电 dV/dt 限制浪涌电流 反向电压保护驱动器 低电流停机模式 在过流之后锁断 (LTC4362-1) 或自动重试 (LTC4362-2) 采用 8 引脚 2mm x 3mm DFN 封装 产品详情 LTC?4362 单片式过压/过流保护控制器可保护 2.5V 至 5.5V 系统免遭输入电源过压的损坏。它专为具有多种电源选项 (包括墙上适配器、汽车电池适配器和 USB 端口) 的便携式设备而设计。 LTC4362 用于控制一个与输入电源串联的内部 40mΩ N 沟道 MOSFET。在过压瞬变期间,LTC4362 能在 1μs 的时间之内关断 MOSFET,从而将下游的组件与输入电源隔离开来。在大多数应用中,LTC4362 可安全地经受电感性电缆瞬变,而无需使用瞬态电压抑制器或其他外部组件。一个内部电流检测电阻器... 发表于 02-22 12:18 ? 251次 阅读 ADM1818 提供手动按钮选项的微处理器监控电路,采用SOT-23封装 和特点 可靠的低成本电压监控器,具有复位输出 适合监控2.5 V、3 V、3.3 V、5 V电源电压 复位阈值电平:4.62 V、4.35 V、3.06 V、2.88 V、2.55 V、2.31 V、2.18 V(典型值) 提供高/低电平有效推挽输出选择(ADM1810、ADM1812、ADM1815、ADM1817) 提供开漏输出选择(ADM1811、ADM1813、ADM1816、ADM1818) 可以结合手动按钮产生复位信号(ADM1813、ADM1818) 微处理器系统初始化更安全 提供3引脚SOT-23和SC70封装产品详情 ADM181x系列电压监控电路可以用于电压高于或低于预定值时需要复位的电子系统的任何应用。ADM181x系列内置“复位延迟时间”特性,因此这些器件能够针对电子系统提供安全启动。系统初始化之前,电源必须稳定下来。利用ADM181x系列,可以确保系统复位并开始安全初始化系统之前,电源具有150 ms(典型值)的稳定时间。ADM181x系列微处理器复位电路采用低成本、节省空间的SOT-23封装。 方框图... 发表于 02-22 12:18 ? 221次 阅读 LTC2910 8 路正/负电压监视器 和特点 8 个低电压可调输入 (0.5V) 保证门限准确度:±1.5% 输入干扰抑制 引脚可选输入极性实现了负电压和 OV 监视 缓冲 1V 基准输出 具超时停用功能的可调复位超时 50μA 静态电流: 漏极开路 RST 和 RST 输出 保证的 RST 和 RST (对于 VCC ≥ 1V) 采用 16 引脚 SSOP 和 16 引脚 (5mm x 3mm) DFN 封装 产品详情 LTC?2910 是一款 8 路输入电压监视器,面向各种应用中的多电压监视用途。每个输入具有一个 0.5V 标称值门限,并在整个工作温度范围内保持了 1.5% 的严格门限准确度。干扰滤波处理确保了可靠的复位操作,而不会发生误触发或噪声触发现象。 极性选择和一个缓冲基准使得能够监视多达两个单独的负电压。一个三态输入引脚可在无需任何外部元件的情况下设定两个输入的极性。 LTC2910 提供了一款面向电压监视的精准、通用且具有节省空间意识的微功耗型解决方案。应用 台式电脑和笔记本电脑 网络服务器 内核、I/O 电压监视器 方框图... 发表于 02-22 12:18 ? 121次 阅读 LTC4364 具理想二极管的浪涌抑制器 和特点 宽工作电压范围:4V 至 80V利用 VCC 箝位可承受超过 80V 的浪涌可调输出箝位电压理想二极管控制器可在输入欠压期间保持输出电压反向输入保护至 -40V反向输出保护至 -20V过流保护低停机电流:10μA (在 12V)可调故障定时器故障期间的重试占空比为 0.1% (LTC4364-2)采用 4mm x 3mm 14 引脚 DFN 封装、16 引脚 MSOP 封装和 16 引脚 SO 封装 产品详情 LTC?4364 浪涌抑制器具有理想二极管控制器,可保护负载免遭高电压瞬变的损坏。通过控制一个外部 N 沟道 MOSFET 传输器件两端的电压降,该器件可在过压过程 (例如:汽车中的负载突降) 中限制和调节输出。另外,LTC4364 还包括一个定时的电流限制电路断路器。在故障情况下,一个可调故障定时器必须在传输器件关断之前结束。LTC4364-1 将锁断传输器件,而 LTC4364-2 则在一个延迟之后自动重新起动。LTC4364 可精确地监视输入电源的过压 (OV) 和欠压 (UV) 情况。外部 MOSFET 在欠压状况下保持关断,自动重试在过压状态下停用。一个集成型理想二极管控制器负责驱动第二个 MOSFET,以替代一个用于实现反向输出保护和输出电压保持的肖特基二极管。LTC4364 可... 发表于 02-22 12:18 ? 891次 阅读 LTC699 微处理器监控电路 和特点 保证复位置为有效 (在 VCC=1V)1.5mA 最大电源电流SO-8 封装4.65V 高精度电压监视器电源正常 / 复位时间延迟:200ms极少的外部组件数目性能规格在整个温度范围MAX699 的绝佳升级产品 产品详情 LTC699 提供了针对基于微处理器之系统的电源监视。其特性包括微处理器复位和看门狗定时。高精度内部电压基准和比较器电路负责监视电源线路。当出现某种超容差情况时,RESET 输出被强制为低电平有效。此外,即使在 VCC 低至 1V 时也保证 RESET 输出处于逻辑低电平。?而且,该器件还提供了一个内部看门狗定时器,当看门狗输入在 1.6 秒的超时周期结束之前切换时,该定时器将强制 RESET 输出至低电平有效。?LTC699 可提供 DIP 封装和表面贴装型封装。应用 关键性的微处理器电源监视 智能仪器 计算机和控制器 汽车系统 方框图... 发表于 02-22 12:18 ? 122次 阅读 LTC2952 具监控器的按钮 PowerPath 控制器 和特点 按钮接通 / 关断控制 DC 电源之间的自动低损耗切换 宽工作电压范围:2.7V 至 28V 25μA 的低停机电流 保证门限准确度:在整个温度范围内的监视电压为 ±1.5% 可调按钮接通 / 关断定时器 简单的接口提供了适度的微处理器停机 停机之前的可延长内务处理等待时间 200ms 复位延迟和 1.6s 看门狗超时 在 PB 输入端上提供 ±8kV HBM ESD 20 引脚 TSSOP 封装和 (4mm x 4mm) QFN 封装 产品详情 LTC?2952 是一款电源管理器件,具有三项主要功能:系统电源的按钮接通 / 关断控制、理想二极管 PowerPath? 控制器和系统监视。LTC2952 的按钮输入 (负责提供系统电源接通 / 关断控制) 具有独立可调的 ON 和 OFF 防反跳时间。包含一个中断信号的简单微处理器接口在断电之前提供了正确的系统内务处理。 通过调节两个外部 P 沟道 MOSFET 使其具有一个 20mV 的小幅正向压降,理想二极管 PowerPath 控制器在两个 DC 电源之间提供了自动低损耗切换。 高可靠性系统可以运用 LTC2952 的监视功能以确保系统完整性。这些功能包括:电源故障、电压监视和微处理器看门狗。 LTC2952 可在一个很宽的工作电压范围内运作,以适应多种输入... 发表于 02-22 12:17 ? 318次 阅读 ADM6321 内置看门狗、手动复位功能的监控电路,推挽高电平有效/开漏低电平有效 和特点 26 种复位阈值选项:2.5 V至5 V(以100 mV递增) 4 种复位超时选项:1 ms、20 ms、140 ms、1120 ms(最小值) 4 种看门狗超时选项:6.3 ms、102 ms、1600 ms、25.6 s(典型值) 手动复位输入 复位输出级推挽低电平有效开漏低电平有效推挽高电平有效 低功耗:5 μA 保证复位输出有效(VCC=1 V) 电源毛刺抑制 额定温度范围为工业温度范围 5引脚SOT-23封装产品详情 ADM6316/ADM6317/ADM6318/ADM6319/ADM6320/ ADM6321/ADM6322均为电源监控电路,用来监控微处理器系统的电源电压和代码执行完整性。片内看门狗定时器不仅能提供上电复位信号,若微处理器未能在预设超时周期内发出选通脉冲,还能复位微处理器。复位信号也可以由外部按钮,通过手动复位输入引脚置位。这七款器件具有不同的看门狗输入、手动复位输入和输出级配置组合,如表1所示。每款器件均提供26种复位阈值选项,在2.5 V至5 V范围内,以100 mV递增。另外还有四个复位超时选项:1 ms、20 ms、140 ms和1120 ms(最小值),以及四个看门狗超时选项:6.3 ms、102 ms、1600 ms和25.6 s(典型值)。ADM6316/ADM6317/ADM6318/ADM6319/ADM6320/ ADM6321... 发表于 02-22 12:06 ? 238次 阅读 ADM6316 内置看门狗、手动复位功能的监控电路,推挽低电平有效 和特点 26种复位阈值选项:2.5 V至5 V(以100 mV递增) 4个复位超时选项:1 ms, 20 ms, 140 ms, 1120 ms(最小值) 4种看门狗超时选项:6.3 ms, 102 ms, 1600 ms, 25.6 s(典型值) 手动复位输入 复位输出级推挽低电平有效开漏低电平有效推挽高电平有效 低功耗:5 μA 保证复位输出有效(VCC=1 V) 电源毛刺抑制 额定温度范围为工业温度范围 5引脚SOT-23封装产品详情 ADM6316/ADM6317/ADM6318/ADM6319/ADM6320/ ADM6321/ADM6322均为电源监控电路,用来监控微处理器系统的电源电压和代码执行完整性。片内看门狗定时器不仅能提供上电复位信号,若微处理器未能在预设超时周期内发出选通脉冲,还能复位微处理器。复位信号也可以由外部按钮,通过手动复位输入引脚置位。这七款器件具有不同的看门狗输入、手动复位输入和输出级配置组合,如表1所示。每款器件均提供26种复位阈值选项,在2.5 V至5 V范围内,以100 mV递增。另外还有四个复位超时选项:1 ms、20 ms、140 ms和1120 ms(最小值),以及四个看门狗超时选项:6.3 ms、102 ms、1600 ms和25.6 s(典型值)。ADM6316/ADM6317/ADM6318/ADM6319/ADM6320/ ADM6321/AD... 发表于 02-22 12:06 ? 358次 阅读 ADUM4121-1 集成内部米勒箝位的高压、隔离式栅极驱动器,2 A输出 和特点 峰值输出电流:2 A (<2 Ω RDSON) 2.5 V至6.5 V输入 4.5 V至35 V输出 欠压闭锁(UVLO):2.5 V VDD1 VDD2上提供多个UVLO选项 A级:VDD2上的UVLO:4.4 V(典型值) B级:VDD2上的UVLO:7.3 V(典型值) C级:VDD2上的UVLO:11.3 V(典型值) 精密时序特性 隔离器和驱动器传播延迟:53 ns(最大值) CMOS输入逻辑电平 高共模瞬变抗扰度:>150 kV/μs 工作结温最高可达:125°C 默认低电平输出 内部米勒箝位 安全和法规认证(申请中) UL认证符合UL 1577 1分钟5 kV rms,SOIC长封装 CSA元件验收通知5A 符合VDE标准证书(申请中) DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12 VIORM=849 V峰值 8引脚宽体SOIC封装 产品详情 ADuM4121/ADuM4121-1为2 A隔离式、单通道驱动器,采用ADI公司的iCoupler?技术提供精密隔离。ADuM4121/ADuM4121-1提供5 kV rms隔离,采用8引脚宽体SOIC封装。这些隔离器件将高速CMOS与单芯片变压器技术融为一体,具有优于脉冲变压器和栅极驱动器组合等替代器件的出色性能特征。ADuM4121/ADu...

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LTC4216 超低电压热插拔控制器

和特点 允许在带电背板上安全地进行电路板的插拔操作可控制 0V 至 6V 的负载电压快速响应限制了峰值故障电流可调模拟电流限值具浪涌电流限制功能的可调软起动用于过流保护的可调响应时间低的电路断路器跳变门限:25mV无需外部栅极电容器用于 N 沟道 MOSFET 的内部充电泵可调的输出电源电压上电速率RESET 和 FAULT 输出10 引脚 MSOP 和 12 引脚 (4mm x 3mm) DFN 封装 产品详情 LTC?4216 是一款低电压正电源热插拔 (Hot Swap?) 控制器,允许在带电背板上安全地进行电路板的插拔操作。该器件可控制 0V 至 6V 的负载电压,并利用瞬时模拟电流限制来隔离严重的故障。一个内部高端开关驱动器负责控制一个外部 N 沟道 MOSFET。可调软起动功能用于限制启动期间针对大负载电容器的浪涌电流变化速率。通过与一个模拟限流放大器配合使用,具可调响应时间的电子电路断路器可提供双电平过流保护。模拟电流限制环路补偿不需要外部栅极电容器。FB 引脚负责监视输出电源电压并向 RESET 输出引脚发出指示信号。一个 ON 引脚用于提供接通 / 关断控制,而一个 FAULT 引脚则用于指示故障状态。LTC4216 采用 10 引脚 MSOP 封装...

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LTC4425 具电流限制理想二极管和电压 / 电流 (V/I) 监视器的线性超级电容器充电器

和特点 50mΩ 理想二极管 (从 VIN 至 VOUT) 智能充电电流模式可限制浪涌电流 内部电池平衡器 (无外部电阻器) 可编程输出电压 (LDO 模式) 可编程 VIN 至 VOUT 电流限值 可通过 PROG 引脚连续监视 VIN 至 VOUT 电流 低静态电流:20μA VIN 电源故障、PGOOD 指示器 2.45V/2.7V 电池保护分路 (4.9V/5.4V 超级电容器最大 Top-Off 电压) 3A 峰值电流限值,热限制 纤巧型应用电路,3mm x 3mm x 0.75mm DFN 封装和 12 引脚 MSOP 封装? 产品详情 LTC?4425 是一款恒定电流/恒定电压线性充电器,专为从一个锂离子/锂聚合物电池、一个 USB 端口或一个 2.7V 至 5.5V 电流限制电源对一个两节超级电容器电池组进行充电而设计。该器件起一个理想二极管的作用,并具有一个极低的 50mΩ 接通电阻,从而使其成为高峰值功率/低平均功率应用的合适之选。LTC4425 能够以一个恒定充电电流将输出电容器充电至一个外部设置的输出电压 (在 LDO 模式中),或者运用一种智能充电电流模式将输出电容器充电至 VIN (在标准模式中) 以限制浪涌电流,直到 VIN 至 VOUT 之差少于 250mV 为止。此外,也可把 LTC4...

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LTC3350 大电流超级电容器后备控制器和系统监视器

和特点 可对 1 ~ 4 节串联超级电容器进行高效同步降压型恒流/恒压 (CC/CV) 充电后备模式中的升压模式可提供更高的超级电容器储能利用率14 位 ADC 用于监视系统电压 / 电流、电容值和 ESR主动过压保护分路内部有源平衡器 ── 无需平衡电阻VIN:4.5V ~ 35V,VCAP(n):每个电容器高达 5V,充电 / 后备电流:10+A可编程输入电流限制将系统负载的优先级确定为高于电容器充电电流双通道理想二极管电源通路 (PowerPath?) 控制器全 N-FET 充电器控制器和 PowerPath 控制器紧凑型 38 引脚 5mm x 7mm QFN 封装 产品详情 LTC?3350 是一款后备电源控制器,能够对一个含有 1 至 4 个超级电容器的串联堆栈进行充电和监视。LTC3350 的同步降压型控制器负责驱动 N 沟道 MOSFET,利用可编程输入电流限值实现恒流 / 恒压充电。此外,降压转换器还可作为一个升压转换器反向运行以从超级电容器组向后备电源轨输送电能。内部平衡器免除了增设外部平衡电阻的需要,而且每个电容具有一个用于提供过压保护的分路调节器。LTC3350 可监视系统电压、电流、电容组电容和电容组 ESR,这些信息均可通过 I2C / SMBus 读取。双通道理想二极管控...

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LTC3351 可热插拔的超级电容器充电器、后备控制器和系统监视器

和特点 具电路断路器的集成化热插拔控制器可对 1 至 4 节串联超级电容器进行高效率同步降压型恒定电流 / 恒定电压 (CC/CV) 充电后备模式中的升压模式可提供更高的超级电容器储能利用率16 位 ADC 用于监视系统电压 / 电流、电容和 ESR可编程欠压和过压门限至 35VVIN:4.5V 至 35V,VCAP(n):每个电容器高达 5V,充电 / 后备电流:>10A可编程输入电流限制把系统负载的优先级确定为高于电容器充电电流全 N-FET 充电器控制器和 PowerPath 控制器紧凑型 44 引脚 4mm x 7mm QFN 封装 产品详情 LTC?3351 是一款后备电源控制器,其能够对一个含有 1~4 个超级电容器的串联堆栈进行充电和监察。LTC3351 的同步降压型控制器负责驱动 N 沟道 MOSFET,以利用可编程输入电流限值实现恒定电流 / 恒定电压充电。此外,降压转换器还可作为一个升压转换器反向运行,以从超级电容器组向后备电源轨输送电能。内部平衡器免除了增设外部平衡电阻器的需要,而且每个电容器具有一个用于提供过压保护的分路调节器。LTC3351 可监视系统电压、电流、电容器组电容和电容器组 ESR,这些信息均可通过 I2C / SMBus 端口读取。热插拔控制器采用...

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读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器  第1张

读取传感器:支持或不支持canopen的plc在使用上还是有区别的

USBCAN是一款工业级通信设备。它可以实现多种功能,例如数据转发、高级滤波、智能中继模式等等。不仅如此,它还能读取温湿度传感器数据,下面就为大家介绍使用USBCAN读取温湿度传感器数据的具体方法。
传感器设备是工业自动化,仪器仪表及其他很多生产活动中使用最广泛的设备之一。大部分传感器设备在早期都是与控制器直接相连,并且各传感器设备之间无法直接通信,因此,如果一个庞大的控制系统中使用了大量的传感器设备,将会导致整个系统布线复杂、系统调试效率低、维护成本高等缺点。
由于CAN总线多主结构等特点,新一代的传感器多数都开始使用CAN总线作为通信总线,而基于CAN总线应用层的CANopen协议更是改变了设备与控制系统之间的通讯方式。现在有CANopen协议的传感器得到了越来越多工程师的青睐,不过如何读取使用CANopen协议的传感器的参数,成为了很多刚入手工程师的难点。温湿度传感器如下图所示。
欢迎大家找我讨论更多CAN总线相关问题。
读取传感器:如何从输入传感器读取数据以及如何使用串行监视器  第2张

读取传感器:读取传感器的类型和模式

读取传感器的类型和模式
我们从 EV3 设备的一些自反映开始并询问它:

端口 16 上连接了什么类型的设备?端口 16 上的传感器的模式?
请给你的 EV3 发送如下的直接命令:

一些说明:

我们以 CMD 使用操作 如果被用作传感器端口,电机端口 A 的编号为 16。我们将获得两个数作为应答,类型和模式。类型需要一个字节且将占据字节 0 的位置,模式也需要一个字节且被放在字节 1 的位置。
我获得了如下的回答:

它是说:电机端口 A 处的传感器具有类型 7 且实际处于模式 0 中。如果你看一下文档 EV3 Firmware Developer Kit 的第 5 章,其标题为 Device type list,你发现类型 7 和模式 0 代表 EV3-Large-Motor-Degree。 ### EV3 Firmware Developer Kit。

读取电机的实际位置
我们来到一个非常有趣的问题:电机端口 A 的电机实际位置是多少?我发送了这个命令:

我得到了答复:

然后我用手移动电机并再次发送相同的直接命令。这次回复是:

那是说:电机移动了 1, 872 度(5.2 周)。这似乎是对的!

技术细节
是时候看一下幕后的东西了!你需要理解:

端口编号的系统,我们使用的操作的参数,和如何定位并解包全局内存。
端口编号的系统
传感器有四个端口,电机有四个端口。传感器端口的编号是 1 到 4:

端口 1: PORT = 0x|00| 或 LCX(0)端口 2: PORT = 0x|01| 或 LCX(1)端口 3: PORT = 0x|02| 或 LCX(2)端口 4: PORT = 0x|03| 或 LCX(3)
这似乎有点滑稽,但计算机通常从数字 0 开始计数,人类从数字 1 开始计数。我们刚刚了解到,电机也是传感器,我们可以从中读取电机的实际位置。电机端口标为字母 A 到 D,但通过如下方式定位:

端口 A: PORT = 0x|10| 或 LCX(16)端口 B: PORT = 0x|11| 或 LCX(17)端口 C: PORT = 0x|12| 或 LCX(18)端口 D: PORT = 0x|13| 或 LCX(19)
我在我的模块 ev3.py 中添加了一个小函数:

从电机输出端口转换到输入端口。

操作 opInput_Device
opInput_Device 的两个变体的简短描述,我们已经使用了:

opInput_Device = 0x|99| 的 CMD GET_TYPEMODE = 0x|05|:
参数
(Data8) LAYER:链 layer 号(Data8) NO:端口编号
返回值
- (Data8) TYPE:设备类型
- (Data8) MODE:设备模式

opInput_Device = 0x|99| 的 CMD READY_RAW = 0x|1C|:
参数
(Data8) LAYER:链 layer 号(Data8) NO:端口编号(Data8) TYPE:设备类型(Data8) MODE:设备模式(Data8) VALUES:返回值的个数
返回值(Data32) VALUE1:以特定模式从传感器接收的第一个值
这里 Data32 是说这是一个 32 位有符号整数。 返回的数据是值,但请记住,返回参数如 VALUE1 是引用。引用是局部或全局内存的地址。阅读下一部分了解详情。

寻址全局内存
在第 2 课中,我们介绍了常量参数和局部变量。你将记得,我们已经看到了 LCS,LC0,LC1,LC2,LC4,LV0,LV1,LV2 和 LV4,并写了三个函数 LCX(value:int),LVX(value:int) 和 LCS(value:str):

我们讨论了标识字节,它定义了变量的类型和长度:

现在我们编写另一个函数 GVX,它返回全局内存的地址。如你已经知道的那样,标识字节的位 0 代表短格式或长格式:

短格式(只有一个字节,标识字节包含值) 长格式(标识字节不包含任何值的位)
如果位 1 和 2 是 ,它们代表全局变量,它们是全局内存的地址。

位 6 和 7 代表后续的值的长度

意味着可变长度, 意味着后面有一个字节, 是说,后面有两个字节, 是说,后面有四个字节。
现在我们写 4 个全局变量作为二进制掩码,我们不需要符号,因为地址总是正数。 V 代表地址(值)的一位。

: ,5 位地址,范围:0 - 31,长度:1 字节,由前导位 011 标识。:,8 位地址,范围:0 - 255,长度:2 字节,由前导字节 标识。:,16 位地址,范围:0 – 65.536,长度:3 字节,由前导字节 标识。:,32 位地址,范围:0 – 4,294,967,296,长度:5 字节,由前导字节 标识。
一些说明:

在直接命令中,不需要 GV4!你记得全局内存最多有 1019 个字节 (1024 - 5)。必须正确放置全局内存的地址。 如果将 4 字节值写入全局内存,则其地址必须为 0,4,8,…(4的倍数)。 对于 2 字节值也是一样,它们的地址必须是 2 的倍数。你将需要将全局内存拆分为所需长度的段,然后使用每个段的第一个字节的地址。我们的第一个例子中,我们需要两个段(类型和模式),每个段一个字节。因此我们使用 GV0(0) 和 GV0(1) 作为地址。头字节包含全局内存的总长度(有关详细内容,请参阅第 1 课)。在我们的例子中,这些是2个字节 resp. 4字节。不要忘记正确发送头字节!不要在段之间留下空隙!标准的工具诸如 不喜欢它们。把 4 字节类型放在前面,然后是 2 字节类型以此类推。这使得对拆包进行编码比较方便。
一个新模块函数:GVX
请给你的 ev3 模块添加一个函数 ,依赖于值,它返回 GV0,GV1,GV2或 GV4 中最短的类型。我已经完成了,现在我的模块 ev3 的文档如下:

解包全局内存
我已经提到,已经有了解包全局内存的好工具了。在 Python 3 中,这个工具是 struct — Interpret bytes as packed binary data 。

一字节无符号整数
我的从电机端口 A 读取模式和类型的程序:

模式 ‘BB’ 把全局内存分为两个 1 字节的无符号整数值。这个程序的输出是:

四个字节的浮点数和四个字节的有符号整数

我的读取端口 A 和端口 D 上的电机的电机位置的程序:

格式 ‘红外传感器。红外传感器的类型编号为 33,它的模式 0 读取传感器前方的自由距离。我们使用它来探测小车前方的障碍和坑洞。转换你的小车并放置红外传感器,使其看向前方,但从上到下(向下约30 - 60°)。传感器读取小车前方的区域并在遇到意外状况时停止运动:

一些注释:

如果你从 ev3-python3 下载了模块 ev3_vehicle.py,请消除属性 的设置(vehicle.sync_mode = ev3.SYNC 或 vehicle.sync_mode = ev3.STD)算法的核心部分是:

这个代码在自由距离小于 15 cm 或大于 20 cm 时(具体值依赖于对象的构造)停止运动。这是说:如果小车到了桌子的边缘(距离变大),它将停止,以及如果它到了一个障碍物处(小距离),它也将停止。

停止后,车辆以随机方向及随机角度开启(范围在 135 到 180°)。sync_mode 设置为 SYNC,我们想要程序等待直到转弯完成:

然后速度减小,小车向前移动,循环再次开始:

循环数限制为10。我的传感器放在一个装配长颈鹿颈部的结构上。这个以及越来越慢的运动就成了这个名字。一个缺点是传感器直接向前聚焦。如果车辆以小角度移动到桌子的边缘或靠着障碍物,它将会识别它太晚。
技术上会发生什么?

vehicle.move(speed, 0) 启动一个无限的运动,它不阻塞 EV3 设备。这允许在小车运动时从传感器读取自由距离。与第 3 课和第 4 课的远程控制的相似性非常重要,传感器取代了人类的思维。仅有的阻塞 EV3 设备的行为是方法 。这个命令需要 sync_mode = SYNC。幸运的是,在它执行时,我们不需要任何传感器数据。
现在是时候适配你的程序来满足你的需要和你的小车的构造了。我发现将小车放在桌面上,其中桌面的一部分被屏障隔开,是最令人印象深刻的。

导引头
红外传感器有另一种有趣的模式:。这个模式读取 EV3 红外信标的方向和距离。信标允许在四个信号通道中选一个。请在端口 2 插入 IR 传感器,打开信标,选择一个通道,把它放在红外传感器的前方,然后运行这个程序:

朝向的范围为 [-25 - 25],负值代表左,0 代表直行,正的代表右边。接近性的范围为 [0 - 100],且以 cm 计。这个操作读取所有 4 个通道,每个通道两个值。这个程序的输出是(seeker 通道是 2):

信标放在红外传感器的左前方,距离为 27 cm。通道 1,3,和 4 返回一个距离值 -,它是 0x|00:00:00:80|(小尾端,最高位为 1,所有其它的为 0),表示 没信号。

PID 控制器
PID 控制器 持续计算错误值,作为所需设定值和测量过程变量之间的差值。控制器尝试通过控制变量的调整随时间最小化误差。这是一个伟大的算法,它修改一个过程的参数直到过程达到它的目的状态。最好的是,你不需要知道你的参数的精确依赖以及过程的状态。一个典型的例子是加热房间的暖气片。过程变量是房间的温度,控制器改变暖气片阀的位置直到房间温度稳定在设置的点。我们将使用 PID 控制器调整小车移动的参数 和 。我们给模块 添加一个类 PID:

这实现了一个PID控制器,只有一个修改:。实际值可能有噪声或通过离散步骤改变,我们对它们进行平滑,因为当实际值随机或离散变化时,导数部分将显示峰值。 的维度 [s] 为时间,并且是阻尼的半衰期。但请记住:平滑控制器使其变得迟缓!

它的文档为:

保持专注
请将红外传感器放在车辆上,水平放在前面。将其插入端口 2,选择信标通道 1,激活信标,然后启动这个程序:

说明:

我们选择了通道 1,这只允许读取该通道的值。控制器不是一个 PID,它的 PD 带有平滑的值。如果你移动信标,你的小车将改变它的方向并保持信标在它的眼镜的焦点上。这个程序在关闭信标时停止。前进方向是过程变量,其设定值为 0(直行)。通过将车辆转动到位来完成调整。请改变 PD 控制器的参数以了解控制机制。没有稳定状态错误,因为 control_signal == 0 将进程保持在稳定状态并且是唯一的稳定状态。
跟我来
我们稍微改变了程序的代码,但从根本上改变了它的含义:

这个程序使用 heading 来控制移动参数 和 继而控制它的 。 的设定点是一个距离 (10 cm)。如果距离增长,控制器增加小车的速度。你可以减少 10 厘米以下的距离,然后车辆向后移动。控制器总是试图保持或达到信标和红外传感器距离为 10 厘米的状态。请改变两个传感器的参数。

如果信标稳定向前移动并且车辆跟随信标会发生什么?这就像驾驶车队一样,可以研究稳态误差。则 speed = gain_prop * error,即 speed = gain_prop * (proximity - setpoint)。这是说:proximity = speed / gain_prop + setpoint。信标和传感器之间的稳定距离随着速度从 10 cm (speed == 0) 到 35 cm (speed == 100) 的增加而增加。如果我们模拟车辆车队,这正是我们想要的。

我们可以设置 为一个正值。甚至非常小的值将消除稳态误差。巡航将保持在 10 cm 的距离,甚至在高速的情况下。

结论
这一课是关于传感器值的。我们已经看到,电机也是传感器,它允许我们读取实际的电机位置。我们写了一些小程序,使用红外传感器来控制带有两个驱动轮的车辆的运动。这是我们第一个真正的机器人程序。读取传感器值的机器,可以对环境作出反应。

我们获得了一些 PID 控制器方面的经验,PID 控制器是受控过程的行业标准。调整它们的参数取代了复杂算法的编码。我们的程序,使用PID控制器是惊人的紧凑和惊人的统一。PID控制器似乎功能强大且通用。

下一课将改进我们的类 ,并为多任务做好准备。我期待着再次见到你。

原文

读取传感器:连接获取传感器数据的几大方法

连接获取传感器数据的几大方法
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以下有
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技巧
1―
先从总线工具开始
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第一步,工程师应当采取首次介接到传感器时,是透过一个总线工具
的方式以限制未知。一个总线工具连接一台个人计算机(
PC

,然后到传感
器的
I2C

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SPI
或其他可让传感器可以

说话

的协议。与总线工具相关的
PC
应用程序,提供了一个已知与工作来源用以发送和接收数据,且不是未知、
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)驱动程序。在总线工具的工作环境下,
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