Difference between revisions of "Matrix - Ball Rolling Switch/zh"

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3-Pin 2.54mm排针，V接电源，G接地，S为模块数字信号输出，当开关倾斜，开关内的金属球珠滚动到开关一侧，导通触点时，开关输出高电平到施密特触发器，再通过触发器内部的逆变器反向，模块输出低电平；当开关内的金属球珠滚动到开关的另一侧，断开触点时，滚珠开关输出低电平到施密特触发器，触发器内部的逆变器反向，此时，模块输出高电平。
 
3-Pin 2.54mm排针，V接电源，G接地，S为模块数字信号输出，当开关倾斜，开关内的金属球珠滚动到开关一侧，导通触点时，开关输出高电平到施密特触发器，再通过触发器内部的逆变器反向，模块输出低电平；当开关内的金属球珠滚动到开关的另一侧，断开触点时，滚珠开关输出低电平到施密特触发器，触发器内部的逆变器反向，此时，模块输出高电平。
  
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==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
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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>
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===连接NanoPi M1===
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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>
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参考下图连接模块：<br>
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* nanopi分支用于支持NanoPi；
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[[File:Matrix-Ball_Rolling_Switch_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|matrix-BAll_Rolling_Switch_nanopi_m1]]
−
* nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
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* tiny4412分支用于支持Tiny4412；
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* raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
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在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
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连接说明：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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{| class="wikitable"
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$ sudo apt-get install git
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|-
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</syntaxhighlight>
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|Matrix-Ball_Rolling_Switch || NanoPi M1
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克隆Matrix配件代码仓库
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|S    || Pin7
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
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|V    || Pin4
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</syntaxhighlight>
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|-
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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。
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|G    || Pin6
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|}
  
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==与NanoPi 2连接使用==
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===连接NanoPi 2===
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===硬件连接===
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参考下图连接模块：<br>
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参考下图连接模块Matrix-Ball_Rolling_Switch和NanoPi2：<br>
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[[File:matrix-BAll Rolling Switch_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-BAll Rolling Switch_nanopi2]]
 
[[File:matrix-BAll Rolling Switch_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-BAll Rolling Switch_nanopi2]]
  
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{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
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|Matrix-Ball_Rolling_Switch || NanoPi2
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|Matrix-Ball_Rolling_Switch || NanoPi 2
 
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|S    || Pin7
 
|S    || Pin7
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|}
 
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===编译测试程序===
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===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
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进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
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NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40Pin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>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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参考下图连接模块：<br>
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$ cd matrix
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[[File:Matrix-Ball_Rolling_Switch_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ball_Rolling_Switch_nanopi_m2]]
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$ git checkout nanopi2
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</syntaxhighlight>
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编译Matrix配件代码
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
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</syntaxhighlight>
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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>
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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-Ball_Rolling_Switch对应的测试程序为matrix-ball_switch。<br>
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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>
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===运行测试程序===
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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>
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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>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
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$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
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$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
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</syntaxhighlight>
+
−
 
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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>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd /modules
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$ insmod matrix_gpio_int.ko
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</syntaxhighlight>
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在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-ball_switch
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</syntaxhighlight>
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运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-ball_switch_result.png|frameless|600px|matrix-ball_switch_result]] <br>
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将模块竖立起来，利用开关中的小珠的滚动，制造与金属端子的触碰或改变光线行进的路线，就能产生导通的效果。
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===代码展示===
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<syntaxhighlight lang="c">
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static struct sensor brSwitch[] = {
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        {
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                GPIO_PIN(7),
+
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                IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
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        }
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};
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−
 
+
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int main(int argc, char ** argv)
+
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{
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    int i;
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    int retSize = -1;
+
−
    char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
+
−
    int devFD = -1;
+
−
 
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    if (argc == 2) {
+
−
        brSwitch[0].pin = atoi(argv[1]);
+
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    }
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    printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
+
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    if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
+
−
        printf("Fail to init sensor\n");
+
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        return -1;
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−
    }
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    printf("Lean the switch...\n");
+
−
    if ((retSize = sensorRead(devFD, value, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
+
−
        printf("Fail to read sensors\n");
+
−
    }
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−
    if (retSize > 0) {
+
−
        i = 0;
+
−
        for (i=0; i<retSize; i++) {
+
−
            printf("Switch[%d]:%d\n", i, value[i]);
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−
        }
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−
    }
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−
    sensorDeinit(devFD);
+
−
    return 0;
+
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}
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</syntaxhighlight>
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==与NanoPi M2连接使用==
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-Ball_Rolling_Switch和NanoPi M2：<br>
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[[File:matrix-BAll Rolling Switch_nanopi M2.jpg|frameless|600px|matrix-BAll Rolling Switch_nanopi M2]]
+
  
 
连接说明：
 
连接说明：
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|}
 
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===编译测试程序===
+
===连接NanoPi 2===
−
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi_M2分支
+
参考下图连接模块：<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Ball_Rolling_Switch_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ball_Rolling_Switch_NanoPC-T2]]
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$ cd matrix
+
−
$ git checkout nanopi_M2
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
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编译Matrix配件代码
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<syntaxhighlight lang="bash">
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−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
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</syntaxhighlight>
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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-Ball_Rolling_Switch对应的测试程序为matrix-ball_switch。<br>
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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 M2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git <br>
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===运行测试程序===
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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>
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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 M2的文件系统上。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
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$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
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</syntaxhighlight>
+
−
 
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将SD卡重新插入NanoPi M2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cd /modules
+
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$ insmod matrix_gpio_int.ko
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</syntaxhighlight>
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在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-ball_switch
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</syntaxhighlight>
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运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-ball_switch_result.png|frameless|600px|matrix-ball_switch_result]] <br>
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−
将模块竖立起来，利用开关中的小珠的滚动，制造与金属端子的触碰或改变光线行进的路线，就能产生导通的效果。
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===代码展示===
+
−
<syntaxhighlight lang="c">
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−
static struct sensor brSwitch[] = {
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        {
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                GPIO_PIN(7),
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                IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
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        }
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};
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int main(int argc, char ** argv)
+
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{
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    int i;
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    int retSize = -1;
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    char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
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    int devFD = -1;
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    if (argc == 2) {
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        brSwitch[0].pin = atoi(argv[1]);
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    }
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    printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
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    if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
+
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        printf("Fail to init sensor\n");
+
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        return -1;
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    }
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    printf("Lean the switch...\n");
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−
    if ((retSize = sensorRead(devFD, value, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
+
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        printf("Fail to read sensors\n");
+
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    }
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−
    if (retSize > 0) {
+
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        i = 0;
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−
        for (i=0; i<retSize; i++) {
+
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            printf("Switch[%d]:%d\n", i, value[i]);
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−
        }
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    }
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    sensorDeinit(devFD);
+
−
    return 0;
+
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}
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</syntaxhighlight>
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==与NanoPC-T2连接使用==
+
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-Ball_Rolling_Switch和NanoPC-T2：<br>
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[[File:matrix-BAll Rolling Switch_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|matrix-BAll Rolling Switch_NanoPC-T2]]
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连接说明：
 
连接说明：
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|Matrix-Ball_Rolling_Switch || NanoPC-T2
 
|Matrix-Ball_Rolling_Switch || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
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|S    || Pin14
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|S    || Pin15
 
|-
 
|-
 
|V    || Pin29
 
|V    || Pin29
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|}
 
|}
  
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===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
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进入Matrix代码仓库，切换到NanoPC-T2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">
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$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
−
$ git checkout NanoPC-T2
+
$ 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。
  
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编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
$ cd matrix
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
$ make && make install
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
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-Ball_Rolling_Switch对应的测试程序为matrix-ball_switch。<br>
 
−
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>
 
  
−
===运行测试程序===
+
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NanoPC-T2的文件系统上。<br>
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
$ matrix-ball_switch
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
 
</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NanoPC-T2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
+
运行效果如下：<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cd /modules
+
Lean the switch...
−
$ insmod matrix_gpio_int.ko
+
Switch[0]:1
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
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在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
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==代码说明==
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<syntaxhighlight lang="bash">
+
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码如下:
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$ matrix-ball_switch
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</syntaxhighlight>
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运行效果如下：<br>
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[[File:matrix-ball_switch_result.png|frameless|600px|matrix-ball_switch_result]] <br>
+
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将模块竖立起来，利用开关中的小珠的滚动，制造与金属端子的触碰或改变光线行进的路线，就能产生导通的效果。
+
−
 
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===代码展示===
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<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
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static struct sensor brSwitch[] = {
 
−
        {
 
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                GPIO_PIN(7),
 
−
                IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
 
−
        }
 
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};
 
−
 
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
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     int i;
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     int i, board;
 
     int retSize = -1;
 
     int retSize = -1;
 
     char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
 
     char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
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    int devFD = -1;
 
  
 
     if (argc == 2) {
 
     if (argc == 2) {
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     printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
 
     printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
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    if ((board = boardInit()) < 0)
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        printf("Fail to init board\n");
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    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
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    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
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     if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
 
     if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
 
         printf("Fail to init sensor\n");
 
         printf("Fail to init sensor\n");
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     }
 
     }
 
     sensorDeinit(devFD);
 
     sensorDeinit(devFD);
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    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
     return 0;
 
     return 0;
 
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}
 
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API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==
 
*[Schematic]([http://wiki.friendlyarm.com/wiki/images/0/00/TIL-01-1511-Schematic.pdf Matrix - Ball Rolling Switch-Schematic.pdf])
 
*[Schematic]([http://wiki.friendlyarm.com/wiki/images/0/00/TIL-01-1511-Schematic.pdf Matrix - Ball Rolling Switch-Schematic.pdf])

Revision as of 08:15, 20 May 2016

English

1 介绍

BAll Rolling Switch
  • Matrix-Ball_Rolling_Switch是一个滚珠开关模块，电气特性与水银开关近似，解决了水银开关易破损、氧化、漏气、寿命短、污染环境等弊端。
  • 开关本身无方向，360°任何一个方向倾斜到一定的角度(15°-45°)时，就会产生一个开关信号，信号传入施密特触发器反向后输出。

2 特性

  • GPIO
  • 体积小巧
  • 2.54mm排针接口
  • PCB尺寸（mm）：16x16

BAll Rolling Switch-01.PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S 数字GPIO
V 电源5V
G 地

3 工作原理

3-Pin 2.54mm排针，V接电源，G接地，S为模块数字信号输出，当开关倾斜，开关内的金属球珠滚动到开关一侧，导通触点时，开关输出高电平到施密特触发器，再通过触发器内部的逆变器反向，模块输出低电平；当开关内的金属球珠滚动到开关的另一侧，断开触点时，滚珠开关输出低电平到施密特触发器，触发器内部的逆变器反向，此时，模块输出高电平。

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：
matrix-BAll_Rolling_Switch_nanopi_m1

连接说明：

Matrix-Ball_Rolling_Switch NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
matrix-BAll Rolling Switch_nanopi2

连接说明：

Matrix-Ball_Rolling_Switch NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40Pin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-Ball_Rolling_Switch_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Ball_Rolling_Switch NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Ball_Rolling_Switch_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Ball_Rolling_Switch 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-ball_switch

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：

Lean the switch...
Switch[0]:1

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如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i, board;
    int retSize = -1;
    char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
 
    if (argc == 2) {
        brSwitch[0].pin = atoi(argv[1]);
    }
 
    printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
    if ((board = boardInit()) < 0)
        printf("Fail to init board\n");
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    signal(SIGINT, intHandler);
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        brSwitch[0].pin = GPIO_PIN(15);
    if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
        printf("Fail to init sensor\n");
        return -1;
    }
    printf("Lean the switch...\n");
    if ((retSize = sensorRead(devFD, value, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
        printf("Fail to read sensors\n");
    }
    if (retSize > 0) {
        i = 0;
        for (i=0; i<retSize; i++) {
            printf("Switch[%d]:%d\n", i, value[i]);
        }
    }
    sensorDeinit(devFD);
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

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