捕获精确的运动和振动数据以用于机器学习应用
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硬件概览
它是如何工作的?
ML Vibro Sens Click 是一款基于 FXLS8974CF 的机器学习训练工具,这是一款由 NXP 提供的三轴低重力 12 位数字加速度计。该 Click board™ 专为需要精确运动感应的应用而设计,是在工业和 IoT 环境中测试和训练机器学习算法的绝佳选择。FXLS8974CF 提供超低功耗操作和高性能模式的多功能性,确保在各种场景中的高效使用。其集成的数字功能简化了数据采集并降低了系统功耗,同时其在扩展温度范围内的出色性能提高了在工业诊断、可穿戴技术和环境监测等苛刻应用中的可靠性。该 Click board™ 集成了两个直流电机,用于模拟机器学习的振动刺激:平衡电机和非平衡电机。平衡电机产生稳定的“标准”振动,作为 ML 模型在“健康”状态下训练的基准信号。而非平衡电机可提供可定制的振动信号,从低强度到特定频率的振动信号范围不等。非平衡电机通过支持 PWM 或
PDM 输入的 UNB 信号供电,支持对振动特性的精确调制。由于其强度,建议对非平衡电机使用低频、低占空比的 PWM 信号进行受控振动刺激,而不是连续的供电信号。BAL 信号为平衡电机供电,为基准训练保持稳定的振动环境。这两个电机均来自 IND-YZ0412J 系列,以其高频振动能力而著称。该板上有橙色的 BALANCED 和 UNBALANCED LED 指示灯,分别在对应电机活动时点亮,以直观显示电机的状态。FXLS8974CF 加速度计是 ML Vibro Sens Click 的核心组件,为三轴(X、Y、Z)上的精确运动和振动测量提供了基础,支持机器学习算法的训练。它从平衡电机和非平衡电机中捕获详细数据,从而区分“健康”基线状态和异常条件。通过其可定制的灵敏度,该传感器支持高性能和低功耗模式,确保满足各种应用需求。FXLS8974CF 通过标准 2 线 I2C 接口
与主 MCU 通信,支持高达 1MHz 的时钟频率。其 I2C 地址可通过板载 ADDR SEL 跳线配置,从而在多传感器设置中提供灵活性。此外,BT MODE 跳线允许用户选择两种不同的操作模式,以定制板的功能。除了通信接口引脚外,板还使用了 INT 引脚,其行为取决于 BT MODE 跳线的设置。在默认模式(位置 0)下,INT 引脚充当可编程中断输出,允许加速度计直接向主 MCU 信号特定事件(例如运动检测或阈值超出)。而在运动检测模式(位置 1)下,INT 引脚充当多功能 I/O,使主 MCU 能够配置运动检测阈值或激活由检测到的运动触发的自定义响应。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压电平下工作。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,该板配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任
何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有
mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
1024
硅供应商
Microchip
引脚数
64
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
该库包含 ML Vibro Sens Click 驱动程序的 API。
关键功能:
mlvibrosens_get_int_pin
- 此函数返回中断引脚的逻辑状态。mlvibrosens_get_data
- 此函数以重力加速度(g)读取 X、Y 和 Z 轴的加速度数据,并以摄氏度(°C)读取温度数据。mlvibrosens_set_vibro_state
- 此函数设置振动电机的工作状态。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief ML Vibro Sens Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the ML Vibro Sens Click board by capturing and logging
* acceleration data on the X, Y, and Z axes, along with temperature readings. The data is output
* over USB UART and can be visualized in real-time using tools like SerialPlot. Additionally,
* the vibro motor state changes periodically, cycling through different vibration states for
* added feedback.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the communication interface and configures the ML Vibro Sens Click board
* with default settings. This setup enables an interrupt on the INT pin when data is ready,
* sets the acceleration sensitivity to a +/-4G range, and sets the output data rate to 100 Hz.
*
* ## Application Task
* Monitors the data-ready interrupt, retrieves acceleration and temperature data when available,
* and logs it over USB UART in the format X;Y;Z;TEMP. After every 1000 data readings, the
* vibro motor state cycles through predefined states to demonstrate the motor's functionality.
*
* @note
* We recommend using the SerialPlot tool for data visualization. The temperature measurements
* should be visualized independently. The data format for plotter is as follows: X;Y;Z;TEMP;
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mlvibrosens.h"
static mlvibrosens_t mlvibrosens;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
mlvibrosens_cfg_t mlvibrosens_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
mlvibrosens_cfg_setup( &mlvibrosens_cfg );
MLVIBROSENS_MAP_MIKROBUS( mlvibrosens_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == mlvibrosens_init( &mlvibrosens, &mlvibrosens_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( MLVIBROSENS_ERROR == mlvibrosens_default_cfg ( &mlvibrosens ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
static uint8_t vibro_state = MLVIBROSENS_VIBRO_STATE_IDLE;
static uint16_t result_num = 0;
static mlvibrosens_data_t accel_data;
// Wait for a data ready interrupt
while ( mlvibrosens_get_int_pin ( &mlvibrosens ) );
if ( MLVIBROSENS_OK == mlvibrosens_get_data ( &mlvibrosens, &accel_data ) )
{
log_printf ( &logger, "%f;%f;%f;%d;\r\n", accel_data.x, accel_data.y,
accel_data.z, accel_data.temperature );
}
if ( ++result_num > 1000 )
{
result_num = 0;
if ( ++vibro_state > MLVIBROSENS_VIBRO_STATE_BOTH )
{
vibro_state = MLVIBROSENS_VIBRO_STATE_IDLE;
}
mlvibrosens_set_vibro_state ( &mlvibrosens, vibro_state );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:运动