Современные робототехнические системы, дроны и автоматизированные устройства требуют точного определения перемещения в пространстве. Один из ключевых компонентов для этой задачи — Оптический модуль визуальной инерциальной навигации, такой как MTF02. Этот компактный и энергоэффективный сенсор позволяет устройствам "чувствовать" движение даже без GPS или внешних ориентиров.

В конструкции датчика MTF-02 интегрированы две ключевые подсистемы:

• ToF motion sensor (Time-of-Flight) для получения точечного расстояния;

• Сенсор оптического потока (Optical flow) для отслеживания движения поверхности.

Основные характеристики

• Напряжение питания:4 - 5.5В, потребление ~200мВт;

• Размеры/вес: ~25x10x4,5мм 1,5г;

• Оптический поток: 42° - при освещенности 60 ≥ Lux;

• Минимальная высота: ≥ 8см;

• Максимальная скорость: до 7м/c на высоте 1 метр;

• FoV-камера: до 2,5 м @ 90% отражения и 600 Lux, мертвая зона FoV-камеры после 2см;

• Длина волны ToF: 940нм.

Процесс работы MTF-02:

1. ToF motion sensor — технология измерения расстояния до объекта с помощью времени задержки отраженного сигнала (лазерного или ИК-импульса). Точечные датчики измеряют дистанцию до одной точки.

2. Optical flow - датчик захватывает изображение поверхности вниз и вычисляет относительное движение при частоте ~50 Гц, работает начиная с высоты 8см и далее для алгоритмов стабилизации движения при полете или перемещении в помещении.

Это похоже на то, как компьютерная мышь определяет свое перемещение, но с более высокой точностью.

Интерфейсы и протоколы

• UART, LVTL 3.3В;

• поддерживаемые протоколы: Micolink, Mavlink (APM +PX4), MSP(iNav):

• Частота передачи: 50 Гц.

Применение:

Дроны и квадрокоптеры

• Стабилизация в помещении без GPS;

• Точное позиционирование при посадке.

Роботы-пылесосы

• Построение карты помещения;

• Контроль пройденного пути.

Мобильная робототехника

• Навигация автономных роботов;

• Избегание столкновений.

Локализация и колижионирование

интеграция оптического потока и ToF

Аналитика движения

определение скорости движения по поверхности

Мое личное применение:

Задача стоит следующая: мне необходимо разработать такую систему, которая способна сканировать в пространстве над поверхностью т.е. по "воздуху".

Для решения поставленной задачи, был выбран датчик MTF-02, обладающий необходимыми характеристиками для одновременного определения пройденного пути, координат перемещения в плоскости (X, Y) и оценки высоты объекта.

Благодаря встроенномуToF motion sensor, обеспечивающей точное измерение расстояния, а также модулю оптического потока, MTF-02 способен адаптироваться к условиям, когда отсутствует прямая опора или контрольный фон, это делает его особенно эффективным в задачах, где важно отслеживать перемещение объекта в подвешенном состоянии или при движении над неровной/неоднородной поверхностью.

Схема подключения датчика MTF-02

Для более стабильного напряжения питания можно использовать следующую схему, в которой работает понижающий преобразователь MP231, но необходим источник +12В, в моем случае используется аккумуляторная сборка (NiMH/Pb +12В).

Вид осциллограммы передаваемых данных модуля MTF-02 по интерфейсу USART (линия TX)

Настройка микроконтроллера STM32F103 в CubeIDE

• В пункте [ 1 ] настраиваю скорость (Baud Rate [115200]), остальные параметры без изменений;

• В пункте [ 2 ] заходим в параметр "DMA Settings" и включаем его на примем данных;

В рамках реализации приема данных по интерфейсу(USART) была задействована технология прямого доступа к данным (DMA), что позволило существенно снизить нагрузку на центральный процессор.

Для этого приемный сигнал USART(USART_RX) был сконфигурирован на работу в режиме DMA, при котором поступающие данные автоматически записываются в выделенный участок оперативной памяти без участия ядра.

• В пункте [ 3 ] заходим в параметр "NVIC Settings" и включаем глобальное прерывание.

  Для отслеживания состояния интерфейса USART и обработки важных событий (например, завершения приема или ошибки), в разделе NVIC Settings было включено глобальное прерывание USART, это обеспечивает возможность немедленного реагирования со стороны микроконтроллера на изменения состояния периферии без постоянного опроса регистров.

Реализация программного кода(настройка и прием данных)

Создание переменных и макросов

********************************************************************************************************

extern volatile uint8_t uartRxFullIRDone; //сработало прерывание по полному буферу
extern volatile uint8_t uartRxHalfIRDone; //сработало прерывание по половине буфера
extern short status_UART;

#define UART_RX_BUFFER_SIZE 96//основной буфер
uint8_t uart_rx_buffer_MTF[UART_RX_BUFFER_SIZE]={0,};
uint8_t uart_rx_buffer_MTF_copy[UART_RX_BUFFER_SIZE]={0,};

#define SIZEBUF_uart_rx_buf_mtf 64 //128 16
unsigned char uart_rx_buf_mtf[SIZEBUF_uart_rx_buf_mtf]={0,};
int size_uart_rx_buf_mtf=0;


MICOLINK_MSG_t msg;
MICOLINK_PAYLOAD_RANGE_SENSOR_t payload;

//буфер для сборки строки
#define SIZEBUF_result 96
char uart_rezult_buf1[SIZEBUF_result]={0,};
char uart_rezult_buf2[SIZEBUF_result]={0,};
char* uart_rezult_buf=uart_rezult_buf1;
short uart_rezult_buf_i=0;//индекс
char* uart_bufRow=uart_rezult_buf1;//буфер с целой строкой
//E N D буфер для сборки строки
//E N D для составления строк

//Данные полученные от структуры
float distance_m=0.0f;
int16_t flow_vel_x_cop=0;
float flow_vel_x_cop_ab=0.0f;
int16_t flow_vel_y_cop=0;
float flow_vel_y_cop_ab=0.0f;
uint32_t time_ms_s = 0;
float distance_global =0.0f;
//E N D данные полученные от структуры

//Данные после преобраз.сглаживания
float smoothed_x = 0.0f; // Сглаженная скорость по X (см/с)
float smoothed_y = 0.0f; // Сглаженная скорость по Y (см/с)
float smoothed_distance = 0.0f; // Сглаженная дистанция (м)
float total_velocity = 0.0f; // Общая скорость из сглаж. линейных скор. и дистанции (см/с)
//E N D Данные после преобраз.сглаживания

static float total_path_m = 0.0f; // Пройденный путь (метры)
float total_path_m_cop = 0.0f;
long total_path_m_cop_long =0; //тест
static float position_x_m = 0.0f; // Положение по X (в метрах)
float position_x_m_cop = 0.0f;
long position_x_m_cop_long= 0;
static float position_y_m = 0.0f; // Положение по Y (в метрах)
float position_y_m_cop = 0.0f;
long position_y_m_cop_long= 0;
float beta_rad = 0.0f;

// Буферы для сглаживания данных
#define BUFFER_SIZE 5 // Размер буфера для сглаживания, если необходимо еще медленее, уменьшать размер
float flow_vel_x_buffer[BUFFER_SIZE] = {0}; // Буфер для flow_vel_x
float flow_vel_y_buffer[BUFFER_SIZE] = {0}; // Буфер для flow_vel_y
float distance_buffer[BUFFER_SIZE] = {0}; // Буфер для дистанции
uint8_t buffer_index = 0; // Индекс текущего положения в буфере
// E N D Буферы для сглаживания данных

********************************************************************************************************

Cтруктуры MICOLINK_MSG_t msg и MICOLINK_PAYLOAD_RANGE_SENSOR_t

Реализацию структур я взял с официального сайта [ https://micoair.com/docs/decoding-micolink-messages-from-mtf-01/ ]

********************************************************************************************************

#define MICOLINK_MSG_HEAD 0xEF
#define MICOLINK_MAX_PAYLOAD_LEN 64
#define MICOLINK_MAX_LEN MICOLINK_MAX_PAYLOAD_LEN + 7
enum
{
MICOLINK_MSG_ID_RANGE_SENSOR = 0x51, // Range Sensor
};
/*
Message Structure Definition
*/
typedef struct
{
uint8_t head;
uint8_t dev_id;
uint8_t sys_id;
uint8_t msg_id;
uint8_t seq;
uint8_t len;
uint8_t payload[MICOLINK_MAX_PAYLOAD_LEN];
uint8_t checksum;

uint8_t status;
uint8_t payload_cnt;
} MICOLINK_MSG_t;

// Range Sensor
typedef struct
{
uint32_t time_ms; // System time in ms
uint32_t distance; // distance(mm), 0 Indicates unavailable
uint8_t strength; // signal strength
uint8_t precision; // distance precision
uint8_t dis_status; // distance status
uint8_t reserved1; // reserved
int16_t flow_vel_x; // optical flow velocity in x
int16_t flow_vel_y; // optical flow velocity in y
uint8_t flow_quality; // optical flow quality
uint8_t flow_status; // optical flow status
uint16_t reserved2; // reserved
} MICOLINK_PAYLOAD_RANGE_SENSOR_t;

********************************************************************************************************

Метод uart_Handler_MTF

Данный метод отвечает за получение, предварительную обработку и подготовку к использованию данных, поступающих от датчика MTF-02.

Основные задачи метода
• Приём данных с датчика
Метод реагирует на прерывания DMA — по заполнению первой или второй половины приёмного буфера. Это позволяет работать с потоком данных непрерывно, без потерь.

• Буферизация и переключение кадров
Используются два чередующихся буфера (uart_rezult_buf1 и uart_rezult_buf2), чтобы приём новых данных и обработка предыдущих шли параллельно.

• Декодирование пакета
Полученные байты передаются в функцию micolink_decode, которая разбирает пакет и выделяет физические величины:

flow_vel_x_cop — линейная скорость по оси X

flow_vel_y_cop — линейная скорость по оси Y

distance_m — дистанция до поверхности

• Сглаживание данных
Для уменьшения шумов значения проходят через циклический буфер и усредняются функцией calculate_average. Это даёт стабильные показания скорости и расстояния.

• Интегрирование скорости в путь
На основе сглаженных скоростей выполняется интегрирование (update_position) для получения пройденного пути по осям X и Y.
Параллельно рассчитывается общая длина пути и угол движения (calculateBetaRadians).

• Подготовка данных для передачи
Формируются готовые строки (sprintf) с данными в удобном текстовом формате для отладки, логирования или передачи в другие системы.

void uart_Handler_MTF(void)
{
HAL_Delay(1);//чтобы HAL_GetTick() не выдавал ноль
uint32_t ms = HAL_GetTick();
// uint32_t time_sec = ms / 1000;
char isData=0;
char* pData=(char*)uart_rx_buffer_MTF;

if(uartRxFullIRDone){
uartRxFullIRDone = 0;
// Указатель на вторую половину основного буфера DMA
pData=(char*)&uart_rx_buffer_MTF[UART_RX_BUFFER_SIZE/2];
isData=1;
}
if(uartRxHalfIRDone){
uartRxHalfIRDone = 0;
// Указатель на первую половину основного буфера DMA
pData = (char*)uart_rx_buffer_MTF;
isData=1;
}
if(isData)
{
isData=0;

if(uart_rezult_buf==uart_rezult_buf1){
memcpy(uart_rezult_buf1, pData, UART_RX_BUFFER_SIZE / 2);
uart_bufRow=uart_rezult_buf1;
uart_rezult_buf=uart_rezult_buf2;

}else{
memcpy(uart_rezult_buf2, pData, UART_RX_BUFFER_SIZE / 2);
uart_bufRow=uart_rezult_buf2;
uart_rezult_buf=uart_rezult_buf1;

}
memcpy(uart_rx_buffer_MTF_copy,(uint8_t*)uart_bufRow,UART_RX_BUFFER_SIZE);
micolink_decode(uart_rx_buffer_MTF_copy,UART_RX_BUFFER_SIZE);

//Сглаженные значения
flow_vel_x_buffer[buffer_index] = flow_vel_x_cop;
flow_vel_y_buffer[buffer_index] = flow_vel_y_cop;
distance_buffer[buffer_index] = distance_m;
buffer_index = (buffer_index + 1) % BUFFER_SIZE; // Циклический буфер
// Рассчитываем сглаженные значения

smoothed_x = calculate_average(flow_vel_x_buffer);
smoothed_y = calculate_average(flow_vel_y_buffer);
smoothed_distance = calculate_average(distance_buffer);
//E N D Сглаженные значения
float time_sec = ms/1000.0f;//перевод в секунды

update_position(smoothed_x,smoothed_y,ms);//интегрирование линейной скорости для расчёта пройденного пути, с учётом фильтрации малых шумов.

update_motion(smoothed_x,smoothed_y,smoothed_distance, ms);//расчёт общей скорости и пройденного пути

//делаю копию потому что position_x_m,y и total_path_m static (если одтать в буфер staic, то работать система не будет)
position_x_m_cop = position_x_m;
position_y_m_cop = position_y_m;
total_path_m_cop = total_path_m*1000.0f;
total_path_m_cop_long = (long)roundf(total_path_m_cop);

flow_vel_x_cop_ab=position_x_m_cop * 1000.0f;//перевод в мм
flow_vel_y_cop_ab=position_y_m_cop * 1000.0f;
position_x_m_cop_long = (long)roundf(flow_vel_x_cop_ab);
position_y_m_cop_long = (long)roundf(flow_vel_y_cop_ab);
//E N D

beta_rad = calculateBetaRadians(flow_vel_x_cop_ab, flow_vel_y_cop_ab);//получение угла в радианах

size_uart_rx_buf_mtf = sprintf((char*)&uart_rx_buf_mtf[0], "%ld %ld %.6f %ld %.3f %d %d>",
position_x_m_cop_long, position_y_m_cop_long,beta_rad, total_path_m_cop_long, time_sec, 1,0);//отправка пакета UART ведущему устройству

}
}

********************************************************************************************************

Метод update_motion

Данный метод отвечает за расчёт общей скорости и пройденного пути, он выполняет ключевую навигационную задачу — на основе данных от MTF-02 вычисляет, с какой скоростью движется объект и какое расстояние он прошёл с момента старта измерений.

Принцип работы
• Измерение времени между кадрами
Функция хранит момент предыдущего вызова (last_time_ms) и определяет, сколько секунд прошло между текущим и прошлым измерением (delta_time_s). Это позволяет интегрировать движение по времени.

• Вычисление мгновенной скорости

Используются проекции скорости по осям X и Y (flow_vel_x, flow_vel_y).

Их векторная сумма (sqrtf(...)) даёт модуль скорости в плоскости.

Результат умножается на измеренное датчиком расстояние до поверхности (distance_m), что учитывает масштаб оптического потока.

Деление на 100 применяется, если исходные скорости приходят в сантиметрах в секунду (приведение к м/с).

• Интегрирование для получения пути
Общая скорость умножается на интервал времени — это даёт приращение пути за данный шаг.
Приращение накапливается в переменной total_path_m, которая отражает суммарное пройденное расстояние с начала работы системы.

• Обновление времени
В конце функция сохраняет текущее время вызова, чтобы при следующем измерении корректно вычислить delta_time_s.

Простыми словами
Метод update_motion — это шагомер с точностью до миллиметров, но не по количеству шагов, а по точным данным от оптического датчика.
Он измеряет скорость движения, умножает её на прошедшее время и складывает результат в копилку пройденного пути

// Функция расчёта общей скорости и пройденного пути
void update_motion(float flow_vel_x, float flow_vel_y, float distance_m,uint32_t time_ms) {

static uint32_t last_time_ms = 0; // Время предыдущего измерения

float delta_time_s = (time_ms - last_time_ms) / 1000.0f; // Время в секундах

if (delta_time_s > 0) {
// Рассчитываем общую скорость (м/с)
float total_velocity_m_per_s =distance_m * sqrtf(flow_vel_x * flow_vel_x + flow_vel_y * flow_vel_y)/100.0f;// деление на 100 если скорости передаются в см/c если в м/то не надо делить
// Интегрируем скорость для расчёта пути
total_path_m += total_velocity_m_per_s * delta_time_s;
}
last_time_ms = time_ms; // Обновляем время последнего измерения
}

Метод update_position

Данный метод отвечает за то, чтобы перевести показания датчика MTF-02 из скоростей в координаты — то есть понять, где сейчас находится объект относительно точки старта.

Как это работает
Определение времени между измерениями
Метод вычисляет, сколько секунд прошло с момента предыдущего вызова (delta_time_s).
Это нужно, чтобы правильно учесть, на какое расстояние мог сдвинуться объект.

• Отсев шумов
Если скорость по X или Y слишком мала (меньше 0,01 см/с), она считается шумом и приравнивается к нулю. Это предотвращает накопление ошибок из-за микроколебаний или дрожания датчика.

• Перевод в метры в секунду
Показания датчика приходят в сантиметрах в секунду, поэтому они делятся на 100, чтобы работать в метрической системе (м/с).

Интегрирование — путь из скорости

Скорость умножается на время, прошедшее с предыдущего измерения.

Полученное приращение добавляется к текущим координатам position_x_m и position_y_m.

Таким образом, шаг за шагом накапливается точка текущего положения в метрах.

• Обновление времени
Сохраняется момент последнего измерения, чтобы при следующем вызове правильно рассчитать delta_time_s.

Простыми словами
update_position — это математический «следопыт»:
он берёт скорости, отбрасывает шум, переводит их в пройденное расстояние и складывает с предыдущими координатами.
В результате получается текущая позиция объекта в двухмерном пространстве.

********************************************************************************************************

//интегрирование линейной скорости для расчёта пройденного пути, с учётом фильтрации малых шумов.
void update_position(float flow_vel_x, float flow_vel_y,uint32_t time_ms){

static uint32_t last_time_ms = 0;// Время последнего измерения (мс)

// Вычисляем разницу во времени между измерениями в секундах
float delta_time_s = (time_ms - last_time_ms) / 1000.0f;
if (delta_time_s > 0.0f) {

// Проверка на малые скорости и шумы
if (fabsf(flow_vel_x) < 0.01f) flow_vel_x = 0.0f; // Игнорируем шум по X
if (fabsf(flow_vel_y) < 0.01f) flow_vel_y = 0.0f; // Игнорируем шум по Y

// Переводим скорости из см/с в м/с
float velocity_x_mps = flow_vel_x / 100.0f; // Линейная скорость по X (м/с)
float velocity_y_mps = flow_vel_y / 100.0f; // Линейная скорость по Y (м/с)

// Интегрируем скорости для обновления положенияx`
position_x_m += velocity_x_mps * delta_time_s; // Путь = Скорость * Время
position_y_m += velocity_y_mps * delta_time_s;
}
// Обновляем время последнего измерения
last_time_ms = time_ms;
}

********************************************************************************************************

Метод calculateBetaRadians перевод угла в радианы

float calculateBetaRadians(float flow_vel_x, float flow_vel_y)
{
return atan2(flow_vel_y, flow_vel_x); // Угол в радианах
}

Метод calculate_average вычисление среднего значения из буфера, необходи для сглаживания данных поступающих от датчика MTF-02

float calculate_average(float *buffer) {
float sum = 0.0;
for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
sum += buffer[i];
}
return sum / BUFFER_SIZE;
}
//E N D функция вычисления среднего значения из буфера

********************************************************************************************************

Обработка и расшифровка данных MicoLinkВ

В работе с датчиком MTF-02 информация передаётся в виде бинарных сообщений по протоколу MicoLink. Этот набор функций выполняет полный цикл приёма — от поимки первого байта до получения готовых чисел скорости и высоты.

1. Метод micolink_parse_char, осуществляет приём и разбор данных, обрабатывает поток входящих байтов, поступающих от датчика.

Каждый байт проходит через «машину состояний»:

Заголовок — признак начала пакета.

ID устройства и системы — кому адресовано сообщение.

ID сообщения — тип передаваемых данных (например, показания дальномера).

Длина полезной нагрузки — сколько байт занимает полезная информация.

Полезная нагрузка — сами измеренные значения (скорости, дистанция).

Контрольная сумма — защита от ошибок в передаче.

Если всё прошло успешно и контрольная сумма совпала — пакет считается принятым.

2. Метод micolink_check_sum, осуществляет проверку целостности
Каждое сообщение содержит контрольную сумму — специальное число, рассчитанное по всем байтам пакета.

Если расчёт на приёмной стороне совпадает с переданным значением, значит, данные достоверны.

Этот шаг защищает от искажений, которые могут возникнуть в линии связи.

3. Метод micolink_decode, осуществляет декодирование,после успешного приёма пакет разбирается по смыслу.

В случае с MICO_LINK_MSG_ID_RANGE_SENSOR из него извлекаются:

time_ms — отметка времени измерения;

distance_m — высота над поверхностью, в метрах;

flow_vel_x и flow_vel_y — линейные скорости по осям X и Y (см/с).

Эти значения затем используются для расчёта скорости, перемещения и построения траектории движения.

// Функция обработки данных uint8_t* data, size_t size
void micolink_decode(uint8_t* data, size_t size)
{
//static MICOLINK_MSG_t msg;

if (micolink_parse_char(&msg,data,size) == false) {
return;
}

switch (msg.msg_id) {
case MICOLINK_MSG_ID_RANGE_SENSOR: {
//MICOLINK_PAYLOAD_RANGE_SENSOR_t payload;
memcpy(&payload, msg.payload, msg.len);

// Обработка данных датчика
uint32_t time_ms = payload.time_ms;
time_ms_s = time_ms;

uint32_t distance = payload.distance;
distance_m =(float)distance/1000.0f;//перевел мм в метры // высота

int16_t flow_vel_x = payload.flow_vel_x;
flow_vel_x_cop = (float)flow_vel_x;
int16_t flow_vel_y = payload.flow_vel_y;
flow_vel_y_cop = (float)flow_vel_y;

break;
}
default:
// Обработка других сообщений
break;
}
}

// Проверка контрольной суммы
bool micolink_check_sum(MICOLINK_MSG_t* msg) {
uint8_t length = msg->len + 6; // Длина сообщения
uint8_t temp[MICOLINK_MAX_LEN];
uint8_t checksum = 0;

memcpy(temp, msg, length);

for (uint8_t i = 0; i < length; i++) {
checksum += temp[i];
}

return (checksum == msg->checksum);
}
********************************************************************************************************
// Парсинг входящего байта
bool micolink_parse_char(MICOLINK_MSG_t* msg, uint8_t* data, size_t size) {//uint8_t data
for (size_t i = 0; i < size; i++) {
uint8_t byte = data[i]; // Получаем очередной байт из буфера
switch (msg->status) {
case 0: // Ожидание заголовка
if (byte == MICOLINK_MSG_HEAD) {
msg->head = byte;
msg->status++;
}
break;

case 1: // ID устройства
msg->dev_id = byte;
msg->status++;
break;

case 2: // ID системы
msg->sys_id = byte;
msg->status++;
break;

case 3: // ID сообщения
msg->msg_id = byte;
msg->status++;
break;

case 4: // Номер последовательности
msg->seq = byte;
msg->status++;
break;

case 5: // Длина полезной нагрузки
msg->len = byte;
if (msg->len == 0) {
msg->status += 2;
} else if (msg->len > MICOLINK_MAX_PAYLOAD_LEN) {
msg->status = 0; // Сброс из-за ошибки
} else {
msg->status++;
}
break;

case 6: // Прием полезной нагрузки
msg->payload[msg->payload_cnt++] = byte;
if (msg->payload_cnt == msg->len) {
msg->payload_cnt = 0;
msg->status++;
}
break;

case 7: // Контрольная сумма
msg->checksum = byte;
msg->status = 0; // Сброс статуса

if (micolink_check_sum(msg)) {

return true; // Сообщение успешно принято
}
break;

default:
msg->status = 0;
msg->payload_cnt = 0;
break;
}
}
return false;
}

********************************************************************************************************

Метод uart_startRecieving_MTF

После вызова данного метода MTF-02 начинает передавать пакеты данных по UART, а контроллер непрерывно принимает их в выделенный буфер, не тратя ресурсы на побайтовую обработку. Когда буфер наполняется наполовину или полностью, срабатывают соответствующие обработчики (uartRxHalfIRDone и uartRxFullIRDone), и начинается разбор протокола MicoLink.

********************************************************************************************************

void uart_startRecieving_MTF(void)
{
status_UART=1;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt

memset(uart_rx_buffer_MTF,0,sizeof(uart_rx_buffer_MTF));

HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, (uint8_t*)uart_rx_buffer_MTF, UART_RX_BUFFER_SIZE);//начинаю прием данных от mtf_02 на uart2
}

Обработчики прерывания на прием

Данная реализация обработчиков конкретно у меня, находится в другом классе.

********************************************************************************************************

void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) //(перывание на прием от MTF)
{
if(huart == &huart2){//MTF_02
status_UART=2;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt //отладка
uartRxHalfIRDone = 1; //сработало прерывание по половине
}
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) //Callback от UART RX (перывание на прием от MTF)
{
if(huart == &huart2){//MTF_02
status_UART=3;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt //отладка
uartRxFullIRDone = 1; //сработало прерывание по полному буферу
}
}

********************************************************************************************************

Обработчик ошибок

********************************************************************************************************

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
if (huart->Instance == USART2 && enResetUART) { //MTF
/* Сброс ошибок и восстановление работы */
HAL_UART_DeInit(huart);
HAL_UART_Init(huart);
uartRxFullIRDone = 0;
uartRxHalfIRDone = 0;
}
}

********************************************************************************************************

Ссылка на скачивание исходного кода [ https://t.me/ChipCraft В закрепленном сообщении [ #исскуствомк_исходный_код -Исходный код для датчика MTF-02]

Вывод

Датчик MTF-02 — это отличное решение для проектов, требующих точного измерения перемещения без сложных навигационных систем. Его простота, низкая цена и энергоэффективность делают его популярным в робототехнике, дронах и умных устройствах.

Главная функция

void proj_main()
{
volatile const char *ch = ";V-F-BIN;ver: "VER_PROG(VER_a,VER_b,VER_c);(void)ch;//0x8008b00


HAL_Delay(1);//чтобы HAL_GetTick() не выдавал ноль

uart_startRecieving_MTF();//Начинаю принимать данные от mtf_02

while (1){

//хэндлеры
uart_Handler_MTF();
}//while (1)
}

********************************************************************************************************

Ссылка на скачивание исходного кода [ https://t.me/ChipCraft В закрепленном сообщении [ #исскуствомк_исходный_код -Исходный код для датчика MTF-02]

Вывод

Датчик MTF-02 — это отличное решение для проектов, требующих точного измерения перемещения без сложных навигационных систем. Его простота, низкая цена и энергоэффективность делают его популярным в робототехнике, дронах и умных устройствах.

Заключение

Если статья показалась Вам интересной, буду рад выпустить для Вас еще множество статей исследований по всевозможным видам устройств, так что, если не хотите их пропустить – буду благодарен за подписку на мой ТГ-канал: https://t.me/ChipCraft.

Сидели с хомяком, скучали.

Я посмотрел на Бусю, в этот раз удержавшись от шуток про ее лишний вес, и кивнул на колесо.

- Ты хоть бегаешь?

- Конечно, бегаю! – возмутилась она. – Каждую ночь.

Я скептически хмыкнул. Ну вот сложно мне поверить в ежедневные кардионагрузки при таком шарообразном телосложении. Хоть она и пыталась что-то там про пушистую кость рассказывать.

Буся – джунгарский хомяк. Днем она всячески спит, тюленится и предается прочим хомячьим утехам. Изображает бурную деятельность только по ночам. А поскольку колесо у нее практически бесшумное, то я не знаю, действительно ли она там бегает, как утверждает. Пару раз я ее застукал, резко включив свет, но она тут же стыдливо слезала с колеса.

Тут-то мне и пришла в голову идея проекта: а что если запилить на ардуино простенький девайс, считывающий обороты колеса? Зная его диаметр, можно легко высчитать и общий километраж, и скорость.

Первым делом, я пошел в интернеты смотреть велокомпьютеры. Цена, конечно же, не обрадовала. Да и не хотелось мне покупать готовое. Я ведь мамкин инженер, у меня две руки, хоть и из жопы, но прямые. Есть 3D принтер и скромные навыки моделирования. Писать код для ардуино я, конечно же, не умею, но для этого есть Чат ПТ.

Решено. Сели с Бусей и стали разрабатывать проект. Долго спорили, но в итоге решили заказать всю мелочевку на Али. Хоть и дольше, но Ардуино и прочая мишура там дешевле раза в два.

После недолгого напряжения мозговых мыщц были выбраны:

• Китайский Ардуино Nano 3.0 контроллер CH340

• Экранчик OLED дисплей SISJQRR 0.91 дюйма 128x64

• И магнитный герконовый переключатель

Обошлось это в 390р.

Кнопка нашлась дома, метизов тоже наскреблось по сусекам, а корпус замоделю сам и напечатаю.

Идея была такая: на колесо клеим маленький магнитик, с каждым оборотом колеса он проходит возле геркона. Тот отправляет сигнал на Ардуино, который в уме считает и выводит на экран все показатели. Тут-то мы и выводим хомяка на чистую воду.

Покупка оформлена, и две недели можно и дальше ничего не делать, пока идет посылка.

Буся в это время в отместку придумала способ меня ткнуть носом в свои занятия спортом. Она стала в колесо затаскивать какую-то хрень, которая сильно гремела в процессе бега. Мол, хотел бега, вот тебе бег, кожаный ублюдок. Утром источник звука пропадал из колеса, а Буся, как ни в чем ни бывало, спала себе без задних лап. Т.е. буквально. Их не видно под толстой жопой.

Наконец-то мне поступил звонок с неизвестного номера. Китайская баба-робот отрапортовала в трубку, что посылка доставлена. Я почти в ту же минуту сорвался с места и, полный счастья, побежал ее забирать. Ну не совсем в ту же, конечно, дня через 4 только собрался с силами и поперся к постамату.

За это время, путем долгих переговоров с чатом ГПТ, был написан код для Ардуино. Забегая вперед, мы его 7 раз переписывали, пока я не получил то, что хотел. А причина была в том, что я и сам толком не знал, чего хотел, а ГПТ слишком хорошо воспитан, чтобы послать меня в пешее со своими доработками.

Прошил плату, пользуясь гайдом от того же ГПТ. Без него я бы вообще не справился, ибо возникали ошибки, и я, продолжая делать вид, что все держу под контролем, шел обратно к ГПТ и говорил: «Не работает! Памаги!»

После первой сборки на соплях меня ожидало потрясение. Вот от кого не ожидал удара в спину, так от китайцев. Мелкий подлый китаец, наверняка злобно хихикая по-китайски, отправил мне нерабочий экран. Плата завелась и прошилась, а вот экран был черен, как душа того китайца. Мольба и проклятия не сработали – экран так и не завелся. Разбираться с продавцом ради ста рублей и ждать опять две недели мне было неохота. Пришлось лезть на православный и духоскрепный Озон. Цены там, конечно, не радуют, по сравнению с Китаем, но Буся каждый день поторапливала.

Выбрал Дисплей LCD1602C СИНИЙ с I2C за 252р. Гулять так гулять на все деньги. Выбирал по картинке и конечно же лоханулся. Экран был огромен по сравнению с китайским и в несколько раз больше самой Ардуино. Зато была и хорошая новость – больше экрана – больше данных он сможет отобразить. Поэтому я сделал вид, что так и задумано, и все по-прежнему под контролем.

Фотографий процесса сборки я делать не додумался, уж извините.

Будучи опытным мамкиным инженером с большим стажем, я учел прошлые ошибки и не стал ничего замерять при разработке корпуса. Кому это нужно? Ну как, плату и экран-то я, конечно, измерил, иначе вообще вышло бы глупо, а вот расстояние до колеса от прутьев клетки, расстояние между прутьями и предполагаемое место установки не стал. Этому была объективная причина: внутренности лежали у меня перед носом, а до клетки надо было поднимать задницу и идти. Пусть и пару шагов, но все-таки. Да и чутье меня почти никогда не подводило.

Замоделил корпус

Из-за особенностей 3D печати решил собрать две половинки на винты. Всякие защелки – это, конечно, круто и эстетично, но не люблю я поддержки при печати и сложные модели. Я предпочитаю топорный минимализм. Даже скругления и овалы портят его брутальную атмосферу. Я так всегда себе говорю, когда представляю, что моделировать что-то сложное своими прямыми ручками из задницы я буду в 10 раз дольше, чем обычные люди.

Сборка простая: Ардуино лежит на дне корпуса, а экран на стойках для печатных плат, к которым корпус и притянут винтами с двух сторон. Сзади я заложил две гайки, чтобы потом болтами прикрутить девайс к решетке. И оставил отверстие для геркона. Отверстие было с запасом, потому что чутье мне подсказывало, что нужно будет еще доделать некую трубку с герконом внутри до колеса с магнитом. Эту мысль я оставил на тот момент, когда удосужусь все-таки померить реальное расстояние, а пока корпус напечатал просто с отверстием. Естественно, чутье меня подвело, и расстояния там особого не было. Поэтому геркон стыдливо выглядывает из корпуса на пол-шишечки, а отверстие с запасом – это, значит, для вентиляции. Ну, я так и хотел.

Ну вот и приблизился конец квеста. Магнит я сдернул с кабеля для зарядки телефона, с магнитным коннектором. Приклеил на суперклей к колесу. Покрутил. Поматерился, отодрал и приклеил заново на нужном месте.

Девайс очень удобно крепился к решетке двумя болтами, отверстия для которых удачно попали между прутьями. Ч – чутье, мать его.

Правда обошлось не без нюансов. Болты-то в теории удачно крепили девайс к решетке, только доступ к ним был наглухо закрыт самим колесом. Ну ничего, кое-как закрепил.

Питается все это дело от зарядки для телефона.

Итак, что показывает экран:

• Кр – кол-во кругов.

• Км – пробег в километрах.

• Время с последнего сброса.

• Км/h – максимальная скорость.

Единственная кнопка включает экран, т.к. тот гаснет после 20 секунд, а долгое зажатие этой же кнопки обнуляет все счетчики.

Сам девайс я назвал Бусенизатор 3000.

Преисполненный гордости, я ткнул Бусю в мягкие телеса и сказал торжественно: «Беги!». Она, естественно, на колесе вертела весь этот торжественный момент и до ночи просила ее не тревожить. Пришлось ждать утра.

Утром гордая толстая жопа спала после ночной смены. Бусенизатор 3000 показал, что ее хомячество пробежало 5 км за ночь. 11564 круга, максимальная скорость 10км/ч.

Вроде неплохо, я даже присвистнул. Но потом загуглил нормы ГТО для ее возраста и был несколько разочарован, о чем не преминул сообщить Бусе. Гугл подсказал, что джунгарики могут пробегать и 9 км.

Моя догадка подтвердилась. Кто-то много ест и ленится делать кардио.

Пристыженная Буся на следующую ночь показала уже 6 км. Нам есть еще куда расти.

Спасибо всем, кто смог дочитать этот опус до конца, а я пойду пожру что-нибудь.