为台式机设计的USB重力6D传感器

USB加速度陀螺仪传感器

 

想必大家都有台式机没有重力感应的烦恼，这款为主机设计的USB加速度和陀螺仪传感器能帮你解决问题！

 

插在机箱后置的USB就有了：

• 自动旋转：翻转机箱时自动旋转屏幕；
• 自由落体检测：检测到机箱坠落时自动销毁数据，无后顾之忧；
• 识别机箱摔倒：你的主机似乎摔倒了，需要帮您联系维修吗？
• 地震报告：当发生七级以上地震时延后两秒通知您及时处理；

 

为了防止吃灰，为它增加了一些额外功能，可以当做USB开发板：

• 串口UART：线序参考了USB转串口设备，写入USB-CDC固件可以当做USB转串口；
• RGB指示灯：好看，没用；
• 两个按键：默认是调试用途，可以配置成通用按键；
• SD卡槽：可以当做速度极慢的USB读卡器使用；

 

手写上述功能代码就学习了：USB-HID，USB-CDC，USB大容量储存设备。

 

 

后面还附上了（有代码）：

• 空中鼠标：重力检测映射到鼠标，指针随设备方向移动；
• 接入游戏引擎：实时控制3D物体；

 

操作鼠标和操作游戏的部分看看下面的视频吧。

 

硬件设计

 

基于比较便宜的stc8h8k64u单片机，和lsm6ds3tr传感器。立创BOM约14￥，某宝约10￥。

使用通用U盘板型，可以使用普通U盘外壳。

正面放了SD卡槽，与按键和指示灯有冲突，所以按键在背面。

 

硬件注意事项：
1. P54(NRST)引脚做复位脚时内置4.1K上拉，不需要外部上拉，做普通IO时开启内部上拉即可，省略了外部上拉电阻；
2. 为了保证单片机复位时SD卡不会出现误动作，SD卡所有引脚都加了47K上拉电阻，软复位和重启进入ISP模式时保持高电平；
3. RGB指示灯加了比较大的限流电阻(10K因为我嫌它太亮)，可以适当减小，否则可能偏暗；

 

PCB渲染

实拍

可以使用通用U盘外壳！

软件包含

附件里的代码可能不会更新，软件部分：

请访问github：https://github.com/lzyor/oshw-usb-gyro

• firmware-gyro-hid：固件代码实现hid
• py-air-mouse：python读取数据和模拟鼠标
• rs-bevy-3d-view：rust实现简单滤波和3D界面演示

 

截图

操作平衡器游戏，模拟鼠标

接入3D游戏引擎，计算空间角度

固件代码 firmware-gyro-hid

简单实现 usb-hid 免驱设备，请自行修改描述符文件。

基于sdcc4.4编译器，移植到keil请注意语法和字节序问题。

包含usb-hid代码和lsm6ds3tr驱动。外设和引脚配置请参考 bsp.c 和 bsp.h 文件。

# 清理
make clean
# 编译
make
# 输出位于 bin/main.ihx

默认工作在 24MHz，复位脚用作复位。固件代码检测 DL 按钮，按下时自动复位到 usb-isp 下载模式。两个按键可以配置成普通通用用途。

模拟鼠标 py-air-mouse

样例代码，无滤波，python访问设备并读取传感器值，并模拟鼠标操作实现“空中鼠标”功能。显然，也可以修改固件实现硬件鼠标，这里的代码是软件模拟鼠标。

基于 hid 包，模拟鼠标基于 pyautogui 包。

# pip install hid
# pip install pyautogui
./main.py

演示3D模型 rs-bevy-3d-view

样例代码，用rust读取传感器值并简单滤波，bevy 3D引擎把设备的旋转角度用3D模型还原出来。

角度映射和滤波非常简陋，实际应用需要修改。

素材文件夹里保存了PCB的3D模型。

# rust最低版本1.75
cargo run

 

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更新了B站视频： https://www.bilibili.com/video/BV1uM4m1R7bB/