Difference between revisions of "Matrix - Ultrasonic Ranger/zh"

From FriendlyELEC WiKi
Jump to: navigation, search
(→‎连接NanoPC-T2)
 
(9 intermediate revisions by 2 users not shown)
Line 29: Line 29:
 
[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
 
[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
  
−
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
−
Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
−
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。<br>
−
* nanopi分支用于支持NanoPi；
+
−
* nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
+
−
* tiny4412分支用于支持Tiny4412；
+
−
* raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
+
  
−
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
+
参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO]]
−
$ sudo apt-get install git
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
克隆Matrix配件代码仓库
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi NEO
−
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
−
==与NanoPi 2连接使用==
+
===连接NanoPi M1===
−
===硬件连接===
+
参考下图连接模块：<br>
−
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi 2：<br>
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1]]
 +
 
 +
连接说明：
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M1
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
 +
 
 +
===连接NanoPi 2===
 +
参考下图连接模块：<br>
 
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2]]
 
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2]]
  
Line 58: Line 73:
 
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi 2
 
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi 2
 
|-
 
|-
−
|S   || Pin7
+
|S   || Pin7
 
|-
 
|-
−
|V   || Pin4
+
|V   || Pin4
 
|-  
 
|-  
−
|G   || Pin6
+
|G   || Pin6
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
−
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ cd matrix
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2]]
−
$ git checkout nanopi2
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
编译Matrix配件代码
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M2
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|S    || Pin7
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。<br>
+
|-
−
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。<br>
+
|V    || Pin4
−
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git <br>
+
|-  
−
 
+
|G    || Pin6
−
===运行测试程序===
+
|}
−
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cd /modules
+
−
$ insmod matrix_hcsr04.ko
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
运行效果如下：<br>
+
−
[[File:matrix-ultrasonic_ranger_result.png|frameless|600px|matrix-ultrasonic_ranger_result]]
+
−
 
+
−
===代码展示===
+
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
−
int main(int argc, char ** argv)
+
−
{
+
−
    int distance = -1;
+
−
    int pin = GPIO_PIN(7);
+
−
 
+
−
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
+
−
        printf("Fail to init hcsr04\n");
+
−
    }
+
−
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
+
−
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
−
    } else {
+
−
        printf("Faid to get distance\n");
+
−
    }
+
−
    Hcsr04DeInit();
+
−
    return 0;
+
−
}
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
==与NanoPi连接使用==
+
−
===准备工作===
+
−
在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: [[NanoPi/zh|NanoPi]] & [[How_to_build_the_Compiling_Environment/zh|How to Build the Compiling Environment]]。<br>
+
−
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。<br>
+
−
下载NanoPi内核源代码并编译: <br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
+
−
$ cd linux-4.x.y
+
−
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
+
−
$ make nanopi_defconfig
+
−
$ touch .scmversion
+
−
$ make
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。
+
  
−
===硬件连接===
+
===连接NanoPi M3===
−
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi：<br>
+
参考下图连接模块：<br>
−
[[File:ur&NanoPi.png|frameless|600px|NanoPi+ur]]
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3]]
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M3
 
|-
 
|-
−
|S   || Pin7
+
|S   || Pin7
 
|-
 
|-
−
|V   || Pin4
+
|V   || Pin4
 
|-  
 
|-  
−
|G   || Pin6
+
|G   || Pin6
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
−
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi分支
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2]]
−
$ cd matrix
+
−
$ git checkout nanopi
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
编译Matrix配件代码
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。<br>
+
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。<br>
+
−
 
+
−
===运行测试程序===
+
−
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。
+
−
 
+
−
===代码展示===
+
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
−
int main(int argc, char ** argv)
+
−
{
+
−
    int distance = -1;
+
−
    int pin = GPIO_PIN1;
+
−
 
+
−
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
+
−
        printf("Fail to init hcsr04\n");
+
−
    }
+
−
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
+
−
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
−
    } else {
+
−
        printf("Faid to get distance\n");
+
−
    }
+
−
    Hcsr04DeInit();
+
−
    return 0;
+
−
}
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
==与Tiny4412连接使用==
+
−
===准备工作===
+
−
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。<br>
+
−
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
  
−
===硬件连接===
 
−
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和Tiny4412：<br>
 
−
[[File:ur&tiny4412.png|frameless|600px|tiny4412+ur]]
 
−
<br>
 
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || Tiny4412
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
−
|S   || GPIO1 S
+
|S   || Pin15
 
|-
 
|-
−
|V   || GPIO1  5V
+
|V   || Pin29
 
|-  
 
|-  
−
|G   || GPIO1 GND
+
|G   || Pin30
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
−
进入Matrix代码仓库，切换到tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
−
$ git checkout tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
−
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
 
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。
 
  
−
===运行测试程序===
+
运行测试程序：
−
将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。<br>
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
$ matrix-ultrasonic_ranger
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
−
将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
运行效果如下：<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
The distance is  24 cm
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
+
将超模波模块的正面对准待测距物体，测距完毕后程序会打印距离值。
  
−
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger，内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
 
     int distance = -1;
 
     int distance = -1;
 +
    int pin = GPIO_PIN(7);
 +
    int board;
  
−
     int pin = GPIO_PIN1;
+
     if ((board = boardInit()) < 0) {
−
 
+
        printf("Fail to init board\n");
 +
        return -1;
 +
    }
 +
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 +
        pin = GPIO_PIN(15);
 +
   
 +
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
 
     if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
 
     if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 +
        goto err;
 
     }
 
     }
 
     if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
 
     if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
−
         printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
         printf("The distance is %3d cm\n", distance);
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
     }
 
     }
 
     Hcsr04DeInit();
 
     Hcsr04DeInit();
 +
err:
 +
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 +
   
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
−
==与RaspberryPi连接使用==
+
−
 
+
−
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 09:11, 10 November 2016

English

1 介绍

Ultrasonic Ranger01
  • 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
  • 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，主要可以用于测量距离。

2 特性

  • 5V供电
  • 5cm-300cm，精度1cm
  • 单根gpio操作
  • PCB尺寸（mm）：20x40

超声波PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G 地

3 工作原理

  • 经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
  • cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距，模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平，该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
matrix Ultrasonic Ranger

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库： 

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix： 

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序： 

$ matrix-ultrasonic_ranger

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

The distance is  24 cm

将超模波模块的正面对准待测距物体，测距完毕后程序会打印距离值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger，内容如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
        goto err;
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("The distance is %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
err:
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

Retrieved from "https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php?title=Matrix_-_Ultrasonic_Ranger/zh&oldid=7614"