【花雕学编程】Arduino动手做（225）---AS5600磁编码传感器

在42步进电机底部，用胶水黏住一个径向磁铁

效果是这样的

可以开始做实验了

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十四：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之三：转动42步进电机主轴从AS5600读取实时角度值

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）
  实验二百二十四：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之三：转动42步进电机主轴从AS5600读取实时角度值
*/

#include <Wire.h>
#define AS5600_I2C_ADDRESS 0x36

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  Serial.println("42步进电机准备就绪！AS5600开始测量角度");
}

void loop() {
  //向AS5600请求2字节的数据
  Wire.beginTransmission(AS5600_I2C_ADDRESS);
  //角度值的注册地址
  Wire.write(0x0E);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(AS5600_I2C_ADDRESS, 2);

  //从AS5600读取角度值
  int angleValue = (Wire.read() << 8) | Wire.read();
  //将寄存器值转换为度数
  float angle = (float)angleValue * 0.08789;

  //打印角度到串行监视器
  Serial.print("角度=");
  Serial.print(angle);
  Serial.println("度");

  delay(2000);
}
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实验串口返回情况

实验场景图

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十四：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之四：通过循环扫描I2C总线上的设备地址，找到连接的AS5600设备

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）
  实验二百二十四：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之四：通过循环扫描I2C总线上的设备地址，找到连接的AS5600设备
*/

#include <SimpleFOC.h>
#include <Wire.h>

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); // 初始化I2C
  for (int i = 0; i < 127; i++) {
    Wire.beginTransmission(i);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {
      Serial.print("AS5600的IIC设备地址为");
      Serial.print("0x");
      Serial.println(i, HEX);
    }
  }
}

void loop() {}
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实验串口返回情况

搜索安装SimpleFOC库
  1、打开 https://github.com/
  2、搜索：SimpleFOC
  3、下载：https://github.com/simplefoc/Arduino-FOC-drivers
  4、安装：SimpleFOC库

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之五：手动旋转步进电机轴，实时读取AS5600原始数据

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）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之五：手动旋转步进电机轴，实时读取AS5600原始数据
*/

#include <SimpleFOC.h>
#include <Wire.h>

uint16_t readValue = 0;
byte readArray[2];

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); // 初始化I2C
  // 通知设备即将读取数据
  Wire.beginTransmission(0x36);
  Wire.write(0x0C);
  Wire.endTransmission(false);
  Serial.println("42步进电机准备就绪！手动旋转电机轴，准备读取数据");
}

void loop() {
  // 读取数据的MSB和LSB
  Wire.requestFrom(0x36, (uint8_t)2);
  for (byte i = 0; i < 2; i++) {
    readArray[i] = Wire.read();
  }

  // 根据传感器架构组合LSB和MSB寄存器的使用位
  readValue = readArray[0] * 256 + readArray[1];
  Serial.print("实时读取AS5600原始数据为");
  Serial.println(readValue);
  delay(1000);
}
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实验串口返回情况

居然通过手动，调到了0位置

方案之二，主要删掉了setup函数中的begintransmission()等函数。

这个函数主要用于开启传输，但是requestFrom函数本身就会向从机发送数据请求信号。

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之六：无begintransmission()函数，简化读取AS5600原始数据

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）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之六：无begintransmission()函数，简化读取AS5600原始数据
*/

#include <SimpleFOC.h>
#include <Wire.h>

uint16_t readValue = 0;
byte readArray[2];

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); // 初始化I2C
  Serial.println("完成初始化I2C，手动旋转电机轴，开始读取数据");
}

void loop() {
  // 读取数据的MSB和LSB
  Wire.requestFrom(0x36, (uint8_t)2);
  for (byte i = 0; i < 2; i++) {
    readArray[i] = Wire.read();
  }

  // 根据传感器架构组合LSB和MSB寄存器的使用位
  readValue = readArray[0] * 256 + readArray[1];
  Serial.print("方案之二读取原始数据=");
  Serial.println(readValue);
  delay(1000);
}
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实验串口返回情况

要点解读
1、库的正确使用：确保使用正确的库和函数。Arduino Uno的Wire库不支持传入多个参数来初始化I2C。
2、I2C初始化：使用Wire.begin()初始化I2C总线。
3、数据请求：使用Wire.requestFrom()直接向从机发送数据请求信号。
4、数据读取：使用Wire.read()获取传感器数据。
5、数据处理：将读取的MSB和LSB数据组合成一个16位的值，并通过串口输出，便于调试和验证。

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之七：对读取到的AS5600原始数据进行低通滤波

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）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之七：对读取到的AS5600原始数据进行低通滤波
*/

#include <Wire.h>
#include <SimpleFOC.h>

LowPassFilter as5600_filter(0.01); // 使用SimpleFOC库中的低通滤波器

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); // 初始化I2C
  Serial.println("完成初始化I2C，准备就绪，对数据进行低通滤波");
}

void loop() {
  uint16_t readValue = 0;
  byte readArray[2];

  // 通知设备即将读取数据
  Wire.beginTransmission(0x36);
  Wire.write(0x0C);
  Wire.endTransmission(false);

  // 读取数据的MSB和LSB
  Wire.requestFrom(0x36, (uint8_t)2);
  if (Wire.available() == 2) {
    readArray[0] = Wire.read();
    readArray[1] = Wire.read();
    readValue = (readArray[0] << 8) | readArray[1];
    float filteredValue = as5600_filter(readValue);
    Serial.print("低通滤波后的数据=");
    Serial.println(filteredValue);
  } else {
    Serial.println("读取数据时出错！");
  }
  delay(1000);
}
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实验串口返回情况



要点解读
避免类重定义：确保自定义类名称与库中的类名称不冲突。
使用库中的类：如果库中已有合适的类，可以直接使用，避免重复定义。
I2C初始化：使用Wire.begin()初始化I2C总线。
数据请求：使用Wire.requestFrom()直接向从机发送数据请求信号。
数据处理：将读取的MSB和LSB数据组合成一个16位的值，并通过低通滤波器进行处理，最后通过串口输出，便于调试和验证。

一阶滤波算法的原理
一阶滤波，又叫一阶惯性滤波，或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC低通滤波器的功能。

一阶低通滤波的算法公式为：

                         Y(n)=αX(n) + (1-α)Y(n-1)

  式中：α=滤波系数；X(n)=本次采样值；Y(n-1)=上次滤波输出值；Y(n)=本次滤波输出值。

一阶低通滤波法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用。

滤波系数越大，则更快达到目标开度，灵敏度越高，但曲线平滑性较差，滤波结果越不稳定；同样的滤波系数越小，则更慢达到目标开度，但曲线更加平滑，且稳定，但灵敏度较低。

因此在实际标定过程中，我们需要根据实际情况，平衡灵敏度和稳定性，来确定最终的滤波系数。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之八：使用Baize_FOC代码的示例，确保正确读取AS5600传感器的数据，
  并进行低通滤波处理，是一个用于无刷电机驱动的开源项目

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）
  实验二百二十五：AS5600磁编码器 磁感应角度测量传感器  12bit高精度模块
  项目实验之八：使用Baize_FOC代码的示例，确保正确读取AS5600传感器的数据，
  并进行低通滤波处理，是一个用于无刷电机驱动的开源项目
*/

#include <Wire.h>
#include <SimpleFOC.h>

// 使用SimpleFOC库中的低通滤波器
LowPassFilter as5600_filter(0.01);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); // 初始化I2C
  Serial.println("已完成初始化I2C，Baize_FOC准备就绪");
}

void loop() {
  uint16_t readValue = 0;
  byte readArray[2];

  // 通知设备即将读取数据
  Wire.beginTransmission(0x36);
  Wire.write(0x0C);
  Wire.endTransmission(false);

  // 读取数据的MSB和LSB
  Wire.requestFrom(0x36, (uint8_t)2);
  if (Wire.available() == 2) {
    readArray[0] = Wire.read();
    readArray[1] = Wire.read();
    readValue = (readArray[0] << 8) | readArray[1];
    float filteredValue = as5600_filter(readValue);
    Serial.print("AS5600原始数据=");
    Serial.println(filteredValue);
  } else {
    Serial.println("Error reading data");
  }
  delay(1000);
}
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