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[项目]【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪 精华

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2021-8-27 09:34:42 [显示全部楼层]
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[项目] 【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪

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37款传感器与模块的提法，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，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，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


【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1



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驴友花雕  中级技神
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发表于 2021-8-27 20:12:22

本帖最后由 驴友花雕 于 2021-9-8 21:02 编辑

  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

实验开源代码
  1. /*

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

  3.   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

  4.   项目之四：从硬件 bmi160 读取计步器

  5.   I2C地址：

  6.   0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

  7.   实验接线:

  8.   BMI160     UNO

  9.   VIN        5V

  10.   GND        GND

  11.   SCL        A5

  12.   SDA        A5

  13.   SAO        GND

  14.   INT1       D2

  15. */

  16. 

  17. #include <DFRobot_BMI160.h>

  18. 

  19. DFRobot_BMI160 bmi160;

  20. const int8_t i2c_addr = 0x68;

  21. bool readStep = false;

  22. 

  23. #if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_PRO

  24. //uno和mega2560的中断号为0

  25. int pbIn = 2;

  26. #elif ARDUINO_AVR_LEONARDO

  27. //uno和leonardo的中断号为0

  28. int pbIn = 3;

  29. #else

  30. int pbIn = 13;

  31. #endif

  32. //bmi160 有两个中断接口

  33. int int1 = 1;

  34. int int2 = 2;

  35. 

  36. void stepChange() {

  37.   //一旦改变了步进控制器，就可以读取该值

  38.   readStep = true;

  39. }

  40. 

  41. void setup() {

  42.   Serial.begin(115200);

  43.   delay(100);

  44. 

  45.   //设置并初始化 bmi160 i2c 地址

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

  47.     Serial.println("i2c init fail");

  48.     delay(1000);

  49.   }

  50. 

  51.   //将中断号设置为 int1 或 int2

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

  53.     Serial.println("set interrput fail");

  54.     while (1);

  55.   }

  56. 

  57.   //将 bmi160 模式设置为计步器

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

  59.     Serial.println("set step fail");

  60.     while (1);

  61.   }

  62. 

  63.   //设置 bmi160 电源模型（正常电源模式）

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

  65.     Serial.println("set setStepPowerMode fail");

  66.     while (1);

  67.   }

  68. 

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

  70.   //将板上的引脚设置为连接到 bmi160 的 int1 或 int2

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

  72. #else

  73.   attachInterrupt(pbIn, stepChange, FALLING);

  74. #endif

  75.   Serial.println(pbIn);

  76. }

  77. 

  78. void loop() {

  79.   if (readStep) {

  80.     uint16_t stepCounter = 0;

  81.     //从硬件 bmi160 读取计步器

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

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

  84.     }

  85.     readStep = false;

  86.   }

  87. }
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驴友花雕  中级技神
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发表于 2021-9-8 21:05:39

  【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

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）

  实验开源代码

  1. /*

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

  3.   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

  4.   项目之九：低功耗模式计步器

  5.   I2C地址：

  6.   0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

  7.   实验接线:

  8.   BMI160     UNO

  9.   VIN        5V

  10.   GND        GND

  11.   SCL        A5

  12.   SDA        A5

  13.   SAO        GND

  14.   INT1       D2

  15. */

  16. 

  17. #include <DFRobot_BMI160.h>

  18. 

  19. DFRobot_BMI160 bmi160;

  20. const int8_t i2c_addr = 0x68;

  21. bool readStep = false;

  22. 

  23. #if defined ARDUINO_AVR_UNO || defined ARDUINO_AVR_MEGA2560 || defined ARDUINO_AVR_PRO

  24. //uno和mega2560的中断号为0

  25. int pbIn = 2;

  26. #elif ARDUINO_AVR_LEONARDO

  27. //uno和leonardo的中断号为0

  28. int pbIn = 3;

  29. #else

  30. int pbIn = 13;

  31. #endif

  32. //bmi160 有两个中断接口

  33. int int1 = 1;

  34. int int2 = 2;

  35. 

  36. void stepChange() {

  37.   //一旦改变了步进控制器，就可以读取该值

  38.   readStep = true;

  39. }

  40. 

  41. void setup() {

  42.   Serial.begin(115200);

  43.   delay(100);

  44. 

  45.   //设置并初始化 bmi160 i2c 地址

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

  47.     Serial.println("i2c init fail");

  48.     delay(1000);

  49.   }

  50. 

  51.   //将中断号设置为 int1 或 int2

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

  53.     Serial.println("set interrput fail");

  54.     while (1);

  55.   }

  56. 

  57.   //将 bmi160 模式设置为计步器

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

  59.     Serial.println("set step fail");

  60.     while (1);

  61.   }

  62. 

  63.   //设置 bmi160 电源模型（微功耗电源模式）

  64.   if (bmi160.setStepPowerMode(bmi160.stepLowPowerMode) != BMI160_OK) {

  65.     Serial.println("set setStepPowerMode fail");

  66.     while (1);

  67.   }

  68. 

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

  70.   //将板上的引脚设置为连接到 bmi160 的 int1 或 int2

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

  72. #else

  73.   attachInterrupt(pbIn, stepChange, FALLING);

  74. #endif

  75.   Serial.println(pbIn);

  76. }

  77. 

  78. void loop() {

  79.   if (readStep) {

  80.     uint16_t stepCounter = 0;

  81.     //从硬件 bmi160 读取计步器

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

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

  84.     }

  85.     readStep = false;

  86.   }

  87. }
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驴友花雕  中级技神
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发表于 2021-8-27 20:27:56

本帖最后由 驴友花雕 于 2021-9-8 19:55 编辑

项目之五：获取陀螺仪传感器的数据

实验开源代码

  1. /*

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

  3.   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

  4.   项目之五：获取陀螺仪传感器的数据

  5.   I2C地址：

  6.   0x68：将 BMI160 的 SDIO 引脚连接到 GND，即默认 I2C 地址

  7.   实验接线:

  8.   BMI160     UNO

  9.   VIN        5V

  10.   GND        GND

  11.   SCL        A5

  12.   SDA        A4

  13.   SAO        GND

  14.   INT1       D2

  15. */

  16. 

  17. #include <DFRobot_BMI160.h>

  18. DFRobot_BMI160 bmi160;

  19. const int8_t i2c_addr = 0x68;

  20. 

  21. void setup(){

  22.   Serial.begin(115200);

  23.   delay(100);

  24.   

  25.   //init the hardware bmin160  

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

  27.     Serial.println("reset false");

  28.     while(1);

  29.   }

  30.   

  31.   //set and init the bmi160 i2c address

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

  33.     Serial.println("init false");

  34.     while(1);

  35.   }

  36. }

  37. 

  38. void loop(){  

  39.   int i = 0;

  40.   int rslt;

  41.   int16_t accelGyro[6]={0}; 

  42.   

  43.   //get both accel and gyro data from bmi160

  44.   //parameter accelGyro is the pointer to store the data

  45.   rslt = bmi160.getAccelGyroData(accelGyro);

  46.   if(rslt == 0){

  47.     for(i=0;i<6;i++){

  48.       if (i<3){

  49.         //the first three are gyro datas

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

  51.       }else{

  52.         //the following three data are accel datas

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

  54.       }

  55.     }

  56.     Serial.println();

  57.   }else{

  58.     Serial.println("err");

  59.   }

  60.   delay(100);

  61.   /*

  62.    * //only read accel data from bmi160

  63.    * int16_t onlyAccel[3]={0};

  64.    * bmi160.getAccelData(onlyAccel);

  65.    */

  66. 

  67.   /*

  68.    * ////only read gyro data from bmi160

  69.    * int16_t onlyGyro[3]={0};

  70.    * bmi160.getGyroData(onlyGyro);

  71.    */

  72. }
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驴友花雕  中级技神
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发表于 2021-8-27 09:37:33

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1


博世BMI160
Bosch Sensortec公司推出的最新BMI160惯性测量单元，将最顶尖的16位3轴重力加速度计和超低功耗3轴陀螺仪集成于单一封装。采用14管脚LGA封装，尺寸为2.5×3.0×0.8mm3。当加速度计和陀螺仪在全速模式下运行时，耗电典型值低至950µA，仅为市场上同类产品耗电量的50%或者更低。

Bosch BMI160专为智能手机、平板电脑、可穿戴设备设计，内置智能计步算法，可通过寄存器直接读取步数。内置的3轴加速度和3轴陀螺仪可以实现跑步，健身等运动检测。内置LDO电源管理芯片，支持3.2~6V宽电压供电，并且板载I2C电平转换电路，兼容Arduino 3.3V以及5V的控制器直接驱动。
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发表于 2021-8-27 09:38:00

BMI160的数据流框图

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1

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发表于 2021-8-27 09:55:40

BMI160参数

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:00:38

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:01:29

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:11:30

技术规格
工作电压：3.2V~6V
电流消耗：<1mA
接口方式：2.54间距排针
加速度可选标尺：±2g/±4g/±8g/±16g
陀螺仪可选标尺：±125°/s,±250°/s,±500°/s,±1000°/s,±2000°/s
加速度计零点漂移:±40mg
陀螺仪零点漂移:±10°/s
可编程频率：25/32Hz~1600Hz
6D检测定位
16位数据输出
抗冲击：10,000 gx 200μs
2个独立的可编程中断发生器
内置1024 byte FIFO
工作温度：-40℃~+85℃
【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1

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发表于 2021-8-27 10:13:14

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图2
名称： GY-BMI160模块（三轴陀螺仪+三轴加速度计）
使用芯片：BMI160
电源：3-5v（内部低压差稳压器）
通讯方式：标准IIC/SPI通讯协议
内置16bit AD转换芯片，16位数据输出
陀螺仪范围：±125±250±500±1000±2000°/s
加速度范围：±2±4±8±16g
采用沉金PCB，机器焊接工艺，保证质量
2.54mm 间距
模组尺寸 13mm*18mm

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:29:36

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:29:54

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 10:52:21

BMI160模块接脚定义


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发表于 2021-8-27 11:15:35

BMI160模块参考电原理图

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发表于 2021-8-27 11:15:56

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图2
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发表于 2021-8-27 11:29:50

两种 BMI160 分线板


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发表于 2021-8-27 12:47:16

本帖最后由 驴友花雕 于 2021-9-8 19:57 编辑

  项目之一：动态读取陀螺仪 x/y/z 值

  实验开源代码

  1. /*

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

  3.   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

  4.   项目之一：动态读取陀螺仪 x/y/z 值

  5.   实验接线:

  6.   BMI160     UNO

  7.   VIN        5V

  8.   GND        GND

  9.   SCL        A5

  10.   SDA        A4

  11.   SAO        GND

  12.   INT1       D2

  13. */

  14. 

  15. #include <BMI160Gen.h>

  16. 

  17. const int select_pin = 10;

  18. const int i2c_addr = 0x68; //I2C的地址

  19. 

  20. void setup() {

  21.   Serial.begin(9600);

  22.   while (!Serial);  // 等待串口打开

  23. 

  24.   // 初始化设备

  25.   //BMI160.begin(BMI160GenClass::SPI_MODE, select_pin);

  26.   BMI160.begin(BMI160GenClass::I2C_MODE, i2c_addr);

  27. }

  28. 

  29. void loop() {

  30.   int gx, gy, gz;         // 原始陀螺值

  31. 

  32.   // 从设备读取原始陀螺仪测量值

  33.   BMI160.readGyro(gx, gy, gz);

  34. 

  35.   // 显示制表符分隔的陀螺仪 x/y/z 值

  36.   Serial.print("xyz:\t");

  37.   Serial.print(gx);

  38.   Serial.print("\t");

  39.   Serial.print(gy);

  40.   Serial.print("\t");

  41.   Serial.print(gz);

  42.   Serial.println();

  43.   delay(600);

  44. }
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发表于 2021-8-27 12:50:04

实验串口返回情况

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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发表于 2021-8-27 12:54:16

实验场景图

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发表于 2021-8-27 13:13:37

打开IDE——工具——串口绘图器


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发表于 2021-8-27 13:15:33

实验串口绘图器返回情况（模块平放在桌面上）


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发表于 2021-8-27 13:20:38

本帖最后由 驴友花雕 于 2021-8-27 13:22 编辑

实验串口绘图器返回情况（手指敲打桌面）
【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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驴友花雕  中级技神
 楼主|

发表于 2021-8-27 13:24:03

实验串口绘图器返回情况（三个方向摇动模块）

【Arduino】168种传感器系模块列实验（163）---BMI160 六轴陀螺仪图1
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