Arduino Nano og Visuino: Konverter acceleration til vinkel fra accelerometer og gyroskop MPU6050 I2C -sensor: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

For et stykke tid siden postede jeg en tutorial om, hvordan du kan forbinde MPU9250 Accelerometer, Gyroscope og Compass Sensor til Arduino Nano og programmere det med Visuino til at sende pakkedata og vise det på et Scope og Visual Instruments.

Accelerometeret sender X, Y og Z accelerationskræfter. Ofte er vi imidlertid nødt til at konvertere kræfterne til X, Y, Z 3D -vinkel for at bestemme sensorens 3D -orientering. Ganske få mennesker anmodede om sådan en tutorial, og endelig har jeg fundet tid til at lave det.

Nogle mennesker spurgte også, hvordan du kan forbinde og bruge MPU6050 Accelerometer og Gyroscope Sensor, så jeg besluttede at bruge dette modul til selvstudiet i stedet for den mere komplekse og dyre MPU9250.

I denne vejledning vil jeg vise dig, hvor let det er at tilslutte MPU6050 Accelerometer og Gyroscope Sensor til Arduino Nano, og programmere det med Visuino for at konvertere accelerationen til en 3D X, Y, Z -vinkel.

Trin 1: Komponenter

1. Et Arduino -kompatibelt bord (jeg bruger Arduino Nano, fordi jeg har et, men ethvert andet vil være fint)
2. Et MPU6050 accelerationsgyroskopsensormodul
3. 4 jumper-hun-hun-hun

Trin 2: Tilslut MPU6050 Accelerometer og gyroskop til Arduino

1. Tilslut 5V VCC -strøm (rød ledning), jord (sort ledning), SCL (gul ledning) og SDA (grøn ledning) til MPU6050 -modulet (billede 1)
2. Tilslut den anden ende af jordledningen (sort ledning) til en jordstift på Arduino Nano -kortet (billede 2)
3. Tilslut den anden ende af 5V VCC -strømkablet (rød ledning) til 5V -strømstiften på Arduino Nano -kortet (billede 2)
4. Tilslut den anden ende af SDA -ledningen (grøn ledning) til SDA/analog pin 4 på Arduino Nano -kortet (billede 3)
5. Tilslut den anden ende af SCL -ledningen (gul ledning) til SCL/Analog pin 5 på Arduino Nano -kortet (billede 3)
6. Billede 4 viser, hvor er jorden, 5V Power, SDA/Analog pin 4 og SCL/Analog pin 5, pins på Arduino Nano

Trin 3: Start Visuino, og vælg Arduino Board -typen

For at starte programmeringen af Arduino skal du have Arduino IDE installeret herfra:

Sørg for, at du installerer 1.6.7 eller højere, ellers fungerer denne instruks ikke!

Visuino: https://www.visuino.com skal også installeres.

1. Start Visuino som vist på det første billede
2. Klik på knappen "Værktøjer" på Arduino -komponenten (billede 1) i Visuino
3. Når dialogen vises, skal du vælge Arduino Nano som vist på billede 2

Trin 4: I Visuino: Tilføj og tilslut MPU9650 og acceleration til vinkelkomponenter

Først skal vi tilføje komponenter til at styre MPU6050 -sensoren og konvertere X-, Y-, Z -accelerationen til 3D X, Y, Z -vinkel:

1. Skriv "6050" i filterboksen i komponentværktøjskassen, og vælg derefter "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" -komponenten (billede 1), og slip den i designområdet (billede 2)
2. Skriv "vinkel" i filterboksen i komponentværktøjskassen, vælg derefter komponenten "Acceleration To Angle" (billede 2), og slip den i designområdet (billede 3)
3. Klik i "Out" -boksen i "Accelerometer" -boksen, der indeholder X, Y, X Acceleration -benene på AccelerometerGyroscope1 -komponenten for at begynde at forbinde alle Out -pins på én gang (Billede 3)
4. Flyt musen hen over "X" -indgangsstiften i "In" -boksen i AccelerationToAngle1 -komponenten. Visuino spreder automatisk ledningerne, så de tilsluttes korrekt til resten af stifterne (billede 3)
5. Tilslut "Out" -stiften på AccelerometerGyroscope1 -komponenten til "In" -stiften på I2C -kanalen på Arduino -komponenten (billede 4)

Trin 5: I Visuino: Tilføj pakkekomponent og indstil overskriftsmarkør

For at sende alle kanaldata over seriel port fra Arduino kan vi bruge Packet -komponenten til at pakke kanalerne sammen og vise dem i omfanget og målere i Visuino:

1. Skriv "pakke" i filterboksen i komponentværktøjskassen, vælg derefter komponenten "Sinus analog analog" (billede 1), og slip den i designområdet
2. I egenskaberne udvides egenskaben "Head Marker" (billede 2)
3. I egenskaberne skal du klikke på knappen "…" (billede 2)
4. Skriv nogle tal i Bytes -editoren, som eksempel 55 55 (billede 3)
5. Klik på knappen OK for at bekræfte og lukke editoren

Trin 6: I Visuino: Tilføj 3 binære analoge elementer til pakkekomponenten og tilslut dem

1. Klik på knappen "Værktøjer" i Packet1 -komponenten (billede 1)
2. Vælg "Binary Analog" -elementet i "Elements" -editoren, og klik derefter på knappen "+" 3 gange (billede 2) for at tilføje 3 analoge elementer (billede 3)
3. Klik i "Out" -boksen i "Accelerometer" -boksen, der indeholder stifterne i AccelerationToAngle1 -komponenten for at begynde at forbinde alle Out -pins på én gang (Billede 4)
4. Flyt musen over "In" -nålen til elementet "Elements. Analog (Binary) 1" i Packet1 -komponenten. Visuino spreder automatisk ledningerne, så de tilsluttes korrekt til resten af stifterne (billede 4)
5. Tilslut "Out" output pin på Packet1 komponenten til "In" input pin på "Serial [0]" kanal på "Arduino" komponenten (Billede 5)

Trin 7: Generer, kompiler og upload Arduino -koden

1. I Visuino skal du trykke på F9 eller klikke på knappen vist på billede 1 for at generere Arduino -koden, og åbne Arduino IDE
2. I Arduino IDE skal du klikke på knappen Upload for at kompilere og uploade koden (billede 2)

Trin 8: Og spil …

Du kan se det tilsluttede og kørende MPU6050 Accelerometer og gyroskopsensor på billede 1.

1. Vælg Serial Port i Visuino, og klik derefter på rullemenuen "Format:", og vælg Packet1 (billede 2)
2. Klik på knappen "Tilslut" (billede 2)
3. Hvis du vælger fanen "Scope", vil du se Scope planlægge X, Y, Z vinklerne over tid (billede 3)
4. Hvis du vælger fanen "Instrumenter", vil du se målere, der viser de samme oplysninger (billede 4)

Du kan se sensoren i aktion på videoen.

Tillykke! Du har oprettet et Visuino -projekt, der konverterer acceleration til vinkel fra MPU6050 Accelerometer og gyroskopsensor.

På billede 5 kan du se det komplette Visuino -diagram.

Vedhæftet er også Visuino -projektet, som jeg har oprettet til denne Instructable. Du kan downloade og åbne den i Visuino: