Carte Prop avec IMU 10 DOF

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Le Prop Shield est conçu pour créer des effets lumineux et sonores interactifs sur de petits accessoires portables.

 

  • Capteurs de mouvement - Permet de capter l'orientation et les accélérations.
  • Amplificateur audio - Sortie audio amplifiée de qualité pour un petit haut-parleur.
  • Driver LED rapide - Pilotez des Leds RGB avec une réponse rapide.
  • Mémoire flash - 8 Mo de stockage pour les images, les clips audio et l'enregistrement des données.

 

Cette carte d'extension comprend des capteurs de mouvement 10 DOF, un ampli audio de 2 watts, des tampons 5V haute vitesse pour piloter les LED RGB et une mémoire flash de 8 Mo pour les images, les clips audio ou l'enregistrement de données. Sa taille es proche de cele d'un Teensy, juste un peu plus long pour laisser de la place pour les trous de montage et les connexions pour l'alimentation, le haut-parleur et les LED.

DescriptionSchémasBranchements

Capteurs de mouvement

Les capteurs de mouvement sont accessibles avec la bibliothèque NXPMotionSense .

 

Pour commencer, téléchargez Fichier> Exemples> NXPMotionSense> CalibrateSensors . Ouvrez ensuite le moniteur série Arduino. Vous devriez voir les données brutes s'afficher rapidement.

 

Fermez le moniteur série, puis exécutez l'outil d'étalonnage du capteur de mouvement.

 

 

 

Utilisez le menu Port pour sélectionner le port série. Le moniteur série d'Arduino doit être fermé.

Tournez le Prop Shield pour collecter les données d'étalonnage. Au fur et à mesure que de meilleures données sont collectées sous de nombreux angles, les 4 variables d'erreur diminueront et les points rouges formeront une sphère qui tourne parfaitement centrée. Utilisez Fichier> Envoyer l'étalonnage pour écrire les données d'étalonnage dans la mémoire EEPROM de Teensy.

 

 

Une fois les données d'étalonnage écrites, vous pouvez exécuter l'un de ces exemples pour utiliser les données étalonnées. MahonyIMU nécessite beaucoup moins de puissance de traitement, il est donc recommandé pour Teensy LC et les cartes Arduino 8 bits ordinaires.

 

Fichier> Exemples> NXPMotionSense> Orientation - Utilisation sur Teensy 3.2
Fichier> Exemples> NXPMotionSense> MahonyIMU - Utiliser sur Teensy LC ou Arduino

 

Lorsque l'un de ces éléments est en cours d'exécution, le moniteur série Arduino vous montrera le cap, le tangage et le roulis calculés. Lorsque vous tournez la carte dans chaque direction (imaginez que c'est un avion), vous devriez voir chaque angle changer.

 

 

Pour afficher les données d'orientation sous forme graphique, utilisez  Processing pour exécuter le visualiseur d'orientation . Vous devez modifier ce code avec le port série sur lequel la carte est connectée. Veuillez d'abord fermer la fenêtre Arduino Serial Monitor, afin que le programme puisse accéder aux données.

 

 

Amplificateur audio

 

Le Prop Shield possède un amplificateur audio de 2 watts, capable de piloter des haut-parleurs de 4 ou 8 ohms. Les haut-parleurs de voiture de 4 ohms fonctionnent très bien pour les installationsoù des niveaux sonores plus élevés sont nécessaires.

 

 

Par défaut, l'amplificateur reste en mode basse consommation. Vous devez activer la broche 5 haut pour allumer l'amplificateur. Il a généralement besoin de 8 millisecondes pour se réveiller.

 

 void setup ( ) {
  pinMode ( 5 , SORTIE ) ;
  digitalWrite ( 5 , HIGH ) ;  // allume l'amplificateur
  retard ( 10 ) ;  // laisse le temps de se réveiller

 

Avec Teensy 3.2, la bibliothèque audio Teensy peut être utilisée pour créer des sons. Presque tous les exemples de bibliothèque audio sont conçus pour le bouclier audio . Pour les adapter au Prop Shield, remplacez "i2s1" par "dac1" dans l'outil de conception ou AudioOutputI2S avec AudioOutputAnalog dans le code Arduino. Supprimez ensuite l'objet SGTL5000 et tout code qui l'utilise.

Par défaut, la bibliothèque audio créera un signal de 1,2 Vp-p au niveau de la broche DAC, qui est un niveau de volume confortable pour écouter dans une pièce calme, mais ne correspond pas à la puissance max de l'amplificateur. Pour obtenir une sortie plus forte, définissez l'objet dac1 pour utiliser la référence EXTERNE. Faire cela avant de mettre l'ampli sous tension évitera un clic bruyant.

 

  AudioMemory ( 20 ) ;
  dac1 .  analogReference ( EXTERNAL ) ;  // beaucoup plus fort!
  retard ( 50 ) ;  // temps pour la tension DAC stable
  pinMode ( 5 , SORTIE ) ;
  digitalWrite ( 5 , HIGH ) ;  // allume l'amplificateur
  retard ( 10 ) ;  // laisse le temps de se réveiller


 

Pour un contrôle précis du volume, utilisez un objet mélangeur juste avant la sortie dac dans votre conception audio, où votre code peut contrôler le gain du mélangeur pour changer le volume.

 

Sur Teensy LC, la bibliothèque Talkie peut être utilisée pour une synthèse vocale simple.

 

 

 

 

Tampon LED rapide

 

Le Prop Shield dispose de tampons 5V destinés à envoyer des données à des LED adressables de type Dotstar ou APA102 .

 

 

Normalement, la bibliothèque FastLED est utilisée pour contrôler ces types de LED. Le Prop Shield utilise la broche 7 pour contrôler l'accès aux LED. Si aucune autre puce SPI n'est utilisée, elle peut simplement être définie à un niveau élevé dans setup ().

 

 #include < FastLED .  h >

 #define NUM_LEDS 144
 LED CRGB [ NUM_LEDS ] ;

 void setup ( ) {
  retard ( 2000 ) ;  // délai de vérification de la santé mentale
  FastLED .  addLeds < APA102 , BGR > ( leds , NUM_LEDS ) ;
  pinMode ( 7 , SORTIE ) ;
  digitalWrite ( 7 , HIGH ) ;  // permet l'accès aux LED
 }

 boucle vide ( ) {
  // Déplacer une seule led blanche
  pour ( int n = 0 ; n < NUM_LEDS ; n ++ ) {
  leds [ n ] = CRGB :: Blanc ;
  FastLED .  show ( ) ;
  retard ( 8 ) ;
  leds [ n ] = CRGB :: Noir ;
  }
 }

 

Lorsqu'une autre communication SPI est utilisée, la broche 7 doit être haute pour permettre l'accès aux led et basse pour empêcher d'autres puces SPI d'interférer avec les leds. Les fonctions de transactions SPI doivent également être utilisées. Vous devrez inclure SPI.h pour avoir accès à ces fonctions SPI.

 

  // beginTransaction empêche les conflits de bus SPI
  SPI .  beginTransaction ( SPISettings ( 24000000 , MSBFIRST , SPI_MODE0 ) ) ;
  digitalWrite ( 7 , HIGH ) ;  // permet l'accès aux LED
  FastLED .  show ( ) ;
  digitalWrite ( 7 , BAS ) ;
  SPI .  endTransaction ( ) ;  // autorise les autres bibliothèques à réutiliser SPI

 

 

Mémoire flash

 

Le Prop Shield a une mémoire flash de 8 Mo, destinée à stocker des clips audio, des images, des données de journalisation ou d'autres utilisations.

 

 

La bibliothèque SerialFlash est utilisée pour accéder à cette mémoire.

 

Utilisez TeensyTransfer pour copier des fichiers sur la puce flash sans carte SD.

      

Signal Pin # Utilisé par : Description
SDA 18 capteurs  Données I2C pour les capteurs de mouvement
SCL 19 capteurs  Horloge I2C pour les capteurs de mouvement
IRQ 2 capteurs  Interruption pour les capteurs de mouvement
MOSI 11 memoire, leds Données SPI
MISO 12 memoire Données SPI
SCK 13 memoire, leds Horloge SPI
MEM_CS 6 memoire Mettre au niveau bas pour accéder à la memoire
LED_EN 7 leds Mettre au niveau haut pour envoyer aux leds
LED_DAT - leds Sortie données amplifiée 5v pour les leds
LED_CLK - leds Sortie horloge amplifiée 5v pour les leds
AMP_EN 5 ampli Mettre au niveau haut pour activer l'amplificateur
AudioIN DAC ampli Signal Audio
AudioGND AGND ampli Masse Audio
Speaker+ - ampli Connectez un haut-parleur 4Ω ou 8Ω
Des câbles torsadés sont recommandés
Speaker- - ampli
5Vpower VIN ampli, leds  
3Vpower 3.3V capteurs, memoire  
GND GND (all)