Kiihtyvyysanturin kehittäminen
Pätzold, Jonne (2019)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052912925
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052912925
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä käydään läpi kiihdytyksiä mittaavaan elektroniikkalaitteen kehitystä alusta alkaen. Kehitysvaiheissa rakennettiin kaksi erilaista laitetta. Ensimmäinen laite on kehitetty Arduino-kehitysympäristöön Adafruit Flora -alustalle ja sen tarkoitus on antaa suuntaa siitä, miten komponenteista kasattu oma laite kannattaa suunnitella. Kehitystyötä varten kirjoitettiin myös erillinen BTDebug-ohjelma Android-laitteille, jolla voitiin testata, miten yhteyden luominen, tietojen vastaanottaminen sekä käskyjen lähettäminen langattomasti onnistuu laitteen ja kännykän välillä.
Opinnäytteessä käydään läpi myös oman laiteajurin rakentaminen C-kielellä. Laiteajuri tehdään NPX:n valmistamalle FXLS8471Q-kiihtyvyysanturille, koska erillistä valmista kirjastoa laitteelle ei ollut saatavissa. Ajuriin tehdään funktiot anturin alustukselle, lukemiselle, kirjoittamiselle ja kiihtyvyysdatan muuttamiselle 14-bittisestä 16-bittiseksi. Laitteistoajuria käytetään laiteohjelmassa anturin kontrollointiin ja asetusten määrittelemiseen.
Työkaluina opinnäytetyössä käytetään erilaisia mittareita, kuten yleismittaria ja oskilloskooppia. Laitteen kasaamisessa käytetään juotinta, juotospastaa, juotostelinettä sekä juotostinaa. Pinnat, joille ei haluta kontaktia, peitetään lämmönkestävällä teipillä ja signaaliväylinä käytetään paksun sähköjohdon sisältä löytyviä ohuita metallisäikeitä. Ohjelmakehityksessä Arduino-ympäristöön käytetään Arduino IDE:ä ja ARM-ympäristössä Segger Embedded Studiota. Toisen laitteen piirilevy suunnitellaan KiCAD EDA -ohjelmistolla, joka on avoimeen lähdekoodin perustuva monen alustan CAD -ohjelmisto. Tämä ohjelmisto on suunniteltu piirilevyjen tekemiseen ja sisältää piirikaavion ja piirilevyn suunnitteluun tarvittavat työkalut. Laitetta ohjelmoidaan erillisellä laiteohjelmoijalla, joka on mukana nRF52 -kehitystyökalussa.
Opinnäytteessä käydään läpi myös oman laiteajurin rakentaminen C-kielellä. Laiteajuri tehdään NPX:n valmistamalle FXLS8471Q-kiihtyvyysanturille, koska erillistä valmista kirjastoa laitteelle ei ollut saatavissa. Ajuriin tehdään funktiot anturin alustukselle, lukemiselle, kirjoittamiselle ja kiihtyvyysdatan muuttamiselle 14-bittisestä 16-bittiseksi. Laitteistoajuria käytetään laiteohjelmassa anturin kontrollointiin ja asetusten määrittelemiseen.
Työkaluina opinnäytetyössä käytetään erilaisia mittareita, kuten yleismittaria ja oskilloskooppia. Laitteen kasaamisessa käytetään juotinta, juotospastaa, juotostelinettä sekä juotostinaa. Pinnat, joille ei haluta kontaktia, peitetään lämmönkestävällä teipillä ja signaaliväylinä käytetään paksun sähköjohdon sisältä löytyviä ohuita metallisäikeitä. Ohjelmakehityksessä Arduino-ympäristöön käytetään Arduino IDE:ä ja ARM-ympäristössä Segger Embedded Studiota. Toisen laitteen piirilevy suunnitellaan KiCAD EDA -ohjelmistolla, joka on avoimeen lähdekoodin perustuva monen alustan CAD -ohjelmisto. Tämä ohjelmisto on suunniteltu piirilevyjen tekemiseen ja sisältää piirikaavion ja piirilevyn suunnitteluun tarvittavat työkalut. Laitetta ohjelmoidaan erillisellä laiteohjelmoijalla, joka on mukana nRF52 -kehitystyökalussa.