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隐藏迷宫映射器开源硬件

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:1.85 MB | 2022-12-16

李俊

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描述

哦，我是不是又买了更多的东西

我前段时间购买了一些磁性位置传感器，打算在另一个有趣的项目中使用它们。由于缺乏时间和灵感，该项目仍处于搁置状态。前几天清理我的桌子时，我看到了传感器，并想我至少应该尝试一下。我以前从未尝试过类似的东西，所以未来有新的学习！

找到一个“问题”来解决！

在平行宇宙中，有很多人对各种可以想象的谜题感兴趣。一种类型的谜题是隐藏的圆柱形迷宫。这些有很多实现，从便宜的 3D 打印（示例）到独家机加工金属（如REVOMAZE ）。由于其中一些谜题的复杂性，求解器需要超越记忆并开始映射谜题。映射可以通过多种方式完成，最常见的是笔和纸以及测量旋转和平移。

作为一个拼图和创客极客，我看到了构建自动绘图设备的绝佳机会！

 

我从 OpenSCAD 开始，虽然我打算为拼图和磁性编码器制作一个漂亮的 3D 打印支架。有一段时间很有趣，但是当我弄清楚如何对轴的平移进行编码时，我陷入了细节之中。乐高来救场！在对乐高积木进行了短暂的挖掘之后，我找到了我需要的东西。

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这是一个死胡同
 

CAD 时间并没有完全白费，我仍然需要小磁铁支架。你看，显然磁性编码器需要让磁场垂直于传感器。我拥有的所有小磁铁都是圆柱形的，一面朝北，一面朝南。3D打印机来救援！

 
 
 
poYBAGOYr2mAKhfhAAWfv2dWb2Q841.jpg
 
1 / 2 •磁铁垂直仪！
 

乐高积木是一个带有小传感器汽车的简单坡道！

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感应车！
 

3D 打印的磁铁支架在触摸时将 8 毫米磁铁与传感器相距 1 毫米，这似乎工作得很好。现在把它们放在一起：

 
 
 
pYYBAGOYr52AVzy8AAfDh4Mmh3U647.jpg
 
1 / 3 •钻机
 

嗯，这就是整个构建。几乎。当然还有一些事情要做......

电子产品和 Arduino 代码

磁性旋转位置传感器使用 I2C 接口，易于连接。互联网上有大量示例代码。但是，有一个但是。要连接相同的编码器，我需要一个 I2C 多路复用器，因为无法更改它们的地址，而 Arduino 只有一个 I2C 总线可用。真可惜。

poYBAGOYr6CADD7zAABbOWqlRwE612.png
2个你想要的！然后你会想要更多！:-)
 

由于我没有这样的多路复用器，我开始考虑构建一个，但后来我想一定有一种方法可以在常规 GPIO 引脚上执行 I2C？是的你可以。SlowSoftI2CMaster来救援！10 分钟后，我从 Arduino Uno 读取了两个传感器。

电气连接对于图表来说太简单了。3.3v 和 GND 连接到两个传感器，A2/A3 连接到一个，A4/A5 连接到第二个（选择 Ax 引脚只是因为默认的 I2C 引脚是 A4/A5）。也许某处应该有一个上拉电阻，但是嘿-it-works-tm。:-)

Arduino上的代码很简单。读取传感器，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);
}

电脑上的软件

我在我的笔记本电脑上做了一个可视化软件。简而言之，它是这样工作的：

  • Arduino 在串行端口上输出线路，如“Sensor1=1234 Sensor2=456”。值是原始传感器值 0-4095。
  • 我通过“sudo cu -l /dev/cu.usbmodem14101 -s 115200 > /tmp/cu_out.txt”将串行数据读入常规文件（这适用于 MacOS）
  • 我有一个 Java 程序，我通过管道将文件作为输入。该程序获取每个读数并将其转换为屏幕坐标，并将最近的读数涂成红色，将所有历史读数涂成绿色。
  • 这个程序写得太差了，我会把你从代码中拯救出来。有穿线。我用 AWT 来取笑。坐标系变换完全混乱。任何具有任何编码经验的人都应该能够立即更好地编写此代码，或者能够学会这样做。我不会分享这段代码。对不起。
poYBAGOYr8CAYY44AAnIV6lYVwM776.jpg
这就是它的外观。注意左下角发生的一些错位。乐高汽车不是 100% 与迷宫的轴线对齐，并且在急速解决时轮胎有时会打滑。
 

学习

  • “Grove - 12 位磁性旋转位置传感器/编码器 (AS5600)”太棒了！
  • I2C 易于使用，但类似设备的寻址可能会出现问题。如果您想要 I2C，请为自己准备一个带有多路复用器的分线板！
  • 我学会了如何从我的 Mac 上的串口读取数据！一个简单的命令，我就有了一个文件中的数据，可以被任何语言编写的任何程序使用。使用奇怪的串口库等零复杂性。使用“tail -f”进行调试。美丽的！

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