【花雕学编程】动态读取AS5600位置变化并设阙值LED提示

37款传感器与执行器的提法，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这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，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来——小小的进步或是搞不掂的问题，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

核心芯片：AS5600
是一款易于编程的磁性旋转位置传感器，具有高分辨率 12 位模拟或 PWM 输出。这种非接触式系统测量径向磁化同轴磁体的绝对角度。这款 AS5600 专为非接触式电位计应用而设计，其坚固的设计消除了任何均匀的外部杂散磁场的影响。行业标准的I²C接口支持用户对非易失性参数进行简单编程，无需专门的编程器。此外，该器件还实现了在所谓的“3线模式”中轻松进行启动和停止位置编程，无需编程器或数字接口。输出的默认范围是 0 到 360 度。AS5600 可以通过编程零角度（开始位置）和最大角度（停止位置）来应用于较小的范围。AS5600 还配备了智能低功耗模式功能，可自动降低功耗。

Arduino实验接线示意图

  【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
  项目实验之十八：动态读取AS5600位置变化并设阙值LED提示

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
  项目实验之十八：动态读取AS5600位置变化并设阙值LED提示
*/

#include <Wire.h> // 包含Wire库，用于I2C通信
#include <AS5600.h> // 包含AS5600库，用于与AS5600传感器通信
#include <SimpleFOC.h> // 包含SimpleFOC库，用于低通滤波器

// 使用SimpleFOC库中的低通滤波器
LowPassFilter as5600_filter(0.01); // 创建一个低通滤波器对象，滤波系数为0.01
#define AS5600_ADDRESS 0x36 // 定义AS5600传感器的I2C地址
#define ANGLE_REG 0x0C // 定义AS5600传感器的角度寄存器地址

AS5600 encoder; // 创建AS5600传感器对象
const int ledPin = 13; // 定义LED引脚

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 初始化串口通信，波特率为115200
  Wire.begin(); // 初始化I2C通信
  Serial.println("AS5600完成初始化I2C，准备就绪！"); // 输出初始化完成信息
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式
}

void loop() {
  // 读取原始位置
  uint16_t rawPosition = readAS5600Position(); // 调用函数读取AS5600传感器的原始位置数据

  // 使用低通滤波器平滑位置变化
  float filteredPosition = as5600_filter(rawPosition); // 使用低通滤波器平滑位置数据

  // 打印原始位置和滤波后的位置
  Serial.print("原始位置: ");
  Serial.print(rawPosition);
  Serial.print(" - 滤波后的位置: ");
  Serial.println(filteredPosition);

  // 检测位置变化并触发LED提示
  static float last_position = 0; // 上一次的位置
  if (abs(filteredPosition - last_position) > 100) { // 如果位置变化超过100
    Serial.println("提示: 位置变化超过阈值，点亮LED灯！"); // 输出警报信息
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // 点亮LED
    delay(1000); // LED亮1秒
    digitalWrite(ledPin, LOW); // 熄灭LED
  }

  // 更新上一次的位置
  last_position = filteredPosition; // 更新上一次的位置

  delay(500); // 延迟500毫秒
}

uint16_t readAS5600Position() {
  Wire.beginTransmission(AS5600_ADDRESS); // 开始与AS5600传感器的I2C通信
  Wire.write(ANGLE_REG); // 写入角度寄存器地址
  Wire.endTransmission(); // 结束I2C通信
  Wire.requestFrom(AS5600_ADDRESS, 2); // 请求从AS5600传感器读取2字节数据
  uint16_t position = Wire.read() << 8 | Wire.read(); // 读取并组合两个字节的数据
  return position; // 返回位置数据
}
复制代码

实验串口返回情况





要点解读
1、传感器初始化：使用Wire.begin()初始化I2C通信，并通过AS5600库初始化传感器，确保能够正确读取位置数据。
2、低通滤波器：使用SimpleFOC库中的LowPassFilter类对位置数据进行平滑处理，减少噪声影响，提高数据稳定性。
3、位置数据缩放：使用map()函数将滤波后的位置数据从0-4095映射到0-100的范围，便于监控和处理。
4、阈值检测：设置位置变化阈值，当位置变化超过10时，触发LED报警，提示异常情况。
5、数据输出：通过串口输出原始位置和转换后的位置数据，便于调试和监控系统运行状态。

实验场景图