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Accelerometer

Archivierte Anleitung

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Apples Beschleunigungssensor

Viele moderne Notebooks enthalten Beschleunigungssensoren. Sie registrieren sowohl die Richtung der Gravitationskraft, also die Lage des Rechners, als auch abrupte Bewegungen. Allerdings registrieren sie nicht die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung. Bei Apple heißen sie Sudden Motion Sensor, bei IBM/Lenovo HDAPS.

Beschleunigungssensor abfragen

Das Accelerometer von Apple MacBooks lässt sich unter dem Pfad /sys/devices/platform/applesmc.768/position abfragen. Getestet wurde dies mit einem MacBook Pro 4.1 unter Ubuntu 11.04.

cat /sys/devices/platform/applesmc.768/position 

Ergebnis z.B.

(2,-1,268)

Die drei Sensoren mit den Bezeichnungen X,Y,Z liefern ganze Zahlen im Bereich von etwa +/- 1000.

Funktion der einzelnen Sensoren
X Y Z
bei waagerecht stehendem Rechner 0 0 255
Neigung zum User (Scharnier hoch) größer kleiner
Neigung vom User weg (Touchpad hoch) kleiner kleiner
Neigung links hoch kleiner kleiner
Neigung rechts hoch größer kleiner
Beschleunigung rauf größer
Beschleunigung runter kleiner
Beschleunigung nach links kleiner
Beschleunigung nach rechts größer
Beschleunigung nach hinten größer
Beschleunigung nach vorne (zum User) kleiner
Drehung um senkrechte Achse

Der X-Sensor misst die Beschleunigung zu den Seiten. Steht das Notebook senkrecht auf der linken Seite, ist X=255, auf der rechten gilt X=-255. Dieser Sensor registriert seitliche Schläge und ist der richtige für die Simulation eines Lenkrades.

Der Y-Sensor verläuft von vorne nach hinten. Mit Displayscharnier oben gilt Y=255, mit Touchpad oben ist Y=-255.

Der Z-Sensor misst die Beschleunigung zum Boden des Notebooks. Die reine Gravitation bringt einen Wert von 255. Steht das Notebook senkrecht, egal auf welcher Seite, ist Z=0. Mit Tastatur nach unten ist Z=255.

Der Öffnungswinkel des Displays spielt bei diesen Sensoren gar keine Rolle und lässt sich auch nicht anderweitig durch Software ermitteln.

Einsatz als Wasserwaage oder Murmelspiel

In einer beispielhaften Anwendung soll der Sensor als eine hochsensible elektronische Wasserwaage verwendet werden.

Dazu wird als extrem schlanker Webserver NetCat aus dem Paket netcat-traditional benötigt.

  • netcat-traditional

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install netcat-traditional 

Oder mit apturl installieren, Link: apt://netcat-traditional

Danach wird er im Terminal[2] gestartet:

while true; do ( echo "HTTP/1.0 200 Ok"; echo; sed  's/(/X([/g;s/)/])/g' /sys/devices/platform/applesmc.768/position; ) | nc.traditional -q 0 -l -p 8090 > /dev/null ; done 

Netcat lauscht auf Port 8090. Jede Anfrage auf der Adresse http://localhost:8090/ beantwortet er mit einem HTTP-Dokument mit den aktuellen Koordinaten. Dafür schickt netcat erst den HTTP-Header und dann die Daten des Sensors im Format JsonP. Es handelt sich um ein JavaScript-Dokument mit einem Objekt X, das von einem Browser per SCRIPT-Element eingebunden werden kann. Die Endlosschleife while-do-done startet den Server nach jeder Anfrage neu. Das Ergebnis lässt sich im Browser betrachten:

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X([-1,-4,259])

Die Webseite mit dem unten angegebenen Quellcode fragt über netcat regelmäßig den Sensor ab. Die JavaScript-Bibliothek JQuery wird automatisch von Googles Servern nachgeladen. Wer möchte, kann sich die Datei auch lokal herunterladen und die Referenz im SCRIPT-Element anpassen. Der Code in JQuery sorgt für die ständig aktualisierte Anzeige der Daten im Browser. Das DIV-Element bewegt sich nicht wie die Luftblase einer Wasserwaage, sondern wie eine Murmel auf einem Brett. Sie wandert also bei schräger Lage immer weiter und macht auch minimale Neigungen sichtbar.

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<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">

<html>
<!-- Include JQuery -->
<script type="text/javascript" src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1/jquery.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
	function iteration() { // Daten anzeigen
		// Hole Sensordaten. Die Zufallszahl verhindert Caching.
		$.getJSON('http://localhost:8090/?id='+Math.random()+'json=?',function(data) {
			// Zahlen einblenden:
			$('p#sensorx').text('X: '+data[0]);
			$('p#sensory').text('Y: '+data[1]);
			$('p#sensorz').text('Z: '+data[2]);

			// Murmel positionieren:
			$('div').css('left',$('div').position().left-parseInt(data[0])+'px');
			$('div').css('top',$('div').position().top+parseInt(data[1])+'px');
		});
	}
	$().ready(function() {
		// Callbackmethode auf "X" setzen, weil netcat diese liefert:
		$.ajaxSetup({ jsonpCallback: 'X' });
		// 20x pro Sekunde Anzeige aktualisieren:
		window.setInterval("iteration()", 50);
	});
</script>
<body>
	<!-- Sensordaten -->
	<p id="sensorx"></p><p id="sensory"></p><p id="sensorz"></p>
	<!-- Murmel: -->
	<div style="position:absolute; left:50%; top:50%; width:10px; height:10px; background-color:black; -moz-border-radius: 5px; border-radius: 5px;"></div>
</body>
</html>

accelerometer.png Nun ist ersichtlich, ob der Tisch gerade steht. Oben links stehen die Beschleunigungen, die das Accelerometer gemessen hat. X und Y geben die Neigung des Notebooks wieder. Z ist die Beschleunigung nach unten, 255 entspricht der Gravitationskraft. Das Notebook steht also flach auf dem Tisch. Der Punkt wandert nur langsam.

Ausblick

Der Sensor lässt sich auch von anderen Rechnern abfragen. Dann muss die IP-Adresse anstelle von localhost in die URL zum netcat.

Weiteren Experimenten in JQuery für ein Murmelspiel oder Rennen steht nichts mehr im Wege.

Diese Revision wurde am 22. September 2013 12:33 von frustschieber erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: System, Notebook, Hardware