【花雕学编程】Arduino动手做（239）---GY-61 ADXL335使用模拟电压计算出设备的滚动和俯仰数值- Makelog(造物记)

关于 ADXL 335 加速度计
什么是加速度和 ADXL 335 加速度计？加速度是速度随时间变化的过程，它是一个矢量。同样，速度是速度和方向。有两种方法可以解释任何事物的加速度：第一种是速度的变化，第二种是方向的变化。有时两者会同时更改。如果我们谈论 ADXL 335 加速度计，那么这个加速度计是一种用于测量任何物体加速度的设备。它以模拟输入的形式测量 X、Y 和 Z 等三维方向的加速度。它是低噪音和低功耗的设备。当它用于加速度测量目的时，它与任何类型的控制器（如微控制器或 Arduino 等）连接。它多用于建筑作业机械，如钻孔、打桩、拆迁等，人类活动机械如跑步、行走、跳舞和跳绳等。它很容易在市场上或网上商店买到。

ADXL 335 加速度计的引脚配置

ADXL 335 加速度计的工作原理
目前市场上有不同类型的加速度计，用于不同的目的。有些工作原理是 MEMS（微机电传感器）的工作原理。它由一个小质量组成，该质量被蚀刻到硅表面，然后集成到一个小电路中。当力施加在这个质量上时，它会覆盖一些位移，因此根据牛顿第二运动定律 F= 马在这个质量中产生加速度，由其传感器感应。同样，如果我们谈论模拟加速度计，那么它们的工作原理有两个原则，例如电容感应和压电感应。两者都有不同的优点和缺点。同样，ADXL335加速度计是一种模拟加速度计，因此它的工作原理是电容感应。在电容式感应加速度计中，当它向任何方向移动时，其电容都会发生变化。当该电容发生变化时，其模拟电压会发生变化，这由其接口控制器感应。

【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百三十九：GY-61 ADXL335模拟量加速度模块倾斜角度三轴加速度传感器
项目之三：使用模拟电压计算出设备的滚动和俯仰的数值

实验开源代码

代码

/*
  【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百三十九：GY-61 ADXL335模拟量加速度模块 倾斜角度三轴加速度传感器
  项目之三：使用模拟电压计算出设备的滚动和俯仰的数值
*/

#include <math.h>
const int x_out = A0; /* connect x_out of module to A0 of UNO board */
const int y_out = A1; /* connect y_out of module to A1 of UNO board */
const int z_out = A2; /* connect z_out of module to A2 of UNO board */

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}

void loop() {
  int x_adc_value, y_adc_value, z_adc_value; 
  double x_g_value, y_g_value, z_g_value;
  double roll, pitch, yaw;
  x_adc_value = analogRead(x_out); /* Digital value of voltage on x_out pin */ 
  y_adc_value = analogRead(y_out); /* Digital value of voltage on y_out pin */ 
  z_adc_value = analogRead(z_out); /* Digital value of voltage on z_out pin */ 
  Serial.print("x = ");
  Serial.print(x_adc_value);
  Serial.print("\t\t");
  Serial.print("y = ");
  Serial.print(y_adc_value);
  Serial.print("\t\t");
  Serial.print("z = ");
  Serial.print(z_adc_value);
  Serial.print("\t\t");
  //delay(100);

  x_g_value = ( ( ( (double)(x_adc_value * 5)/1024) - 1.65 ) / 0.330 ); /* Acceleration in x-direction in g units */ 
  y_g_value = ( ( ( (double)(y_adc_value * 5)/1024) - 1.65 ) / 0.330 ); /* Acceleration in y-direction in g units */ 
  z_g_value = ( ( ( (double)(z_adc_value * 5)/1024) - 1.80 ) / 0.330 ); /* Acceleration in z-direction in g units */ 

  roll = ( ( (atan2(y_g_value,z_g_value) * 180) / 3.14 ) + 180 ); /* Formula for roll */
  pitch = ( ( (atan2(z_g_value,x_g_value) * 180) / 3.14 ) + 180 ); /* Formula for pitch */
  //yaw = ( ( (atan2(x_g_value,y_g_value) * 180) / 3.14 ) + 180 ); /* Formula for yaw */
  /* Not possible to measure yaw using accelerometer. Gyroscope must be used if yaw is also required */

  Serial.print("Roll = ");
  Serial.print(roll);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("Pitch = ");
  Serial.print(pitch);
  Serial.print("\n\n");
  delay(1000);
}

代码解读

这段代码使用加速度传感器采集 X、Y、Z 轴的运动数据，并计算倾斜角度（Roll 和 Pitch），核心逻辑如下：

1. 传感器连接
✅ const int x_out = A0; → X 轴信号连接到 A0
✅ const int y_out = A1; → Y 轴信号连接到 A1
✅ const int z_out = A2; → Z 轴信号连接到 A2

2. 读取加速度数据
✅ analogRead(x_out); → 读取 X 轴的电压信号
✅ analogRead(y_out); → 读取 Y 轴的电压信号
✅ analogRead(z_out); → 读取 Z 轴的电压信号
✅ 转换为加速度值（单位 G） → 计算公式:

cpp
x_g_value = ((x_adc_value * 5.0 / 1024) - 1.65) / 0.330;
⚠ 注意: 1.65V 是零重力点，0.330V/G 是灵敏度（不同传感器可能不同）

3. 计算倾斜角度
✅ atan2(y_g_value, z_g_value) → 计算 Roll（翻滚角度）
✅ atan2(z_g_value, x_g_value) → 计算 Pitch（俯仰角度）
✅ 转化为角度（度数） → * 180 / 3.14

4. 输出数据
✅ Serial.print("Roll = "); Serial.print(roll); → 打印 Roll 角度
✅ Serial.print("Pitch = "); Serial.print(pitch); → 打印 Pitch 角度

5. 采集间隔
✅ delay(1000); → 每秒采集一次数据，适合稳定读取

6. 为什么没有 Yaw？
⚠ Yaw（偏航角）无法直接从加速度计计算出来，因为加速度计只能检测线性加速度，而偏航角需要陀螺仪。

这个代码让加速度传感器不断采集 XYZ 运动数据，并计算设备的倾斜角度。

实验串口返回情况

实验串口绘图器返回情况

【花雕学编程】Arduino动手做（239）---GY-61 ADXL335使用模拟电压计算出设备的滚动和俯仰数值 简单

【花雕学编程】Arduino动手做（239）---GY-61 ADXL335使用模拟电压计算出设备的滚动和俯仰数值简单