Arduino Nano și Visuino: convertiți accelerația în unghi de la accelerometru și giroscop Senzor MPU6050 I2C: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acum ceva timp am postat un tutorial despre cum puteți conecta accelerometrul MPU9250, giroscopul și senzorul busolei la Arduino Nano și să-l programați cu Visuino pentru a trimite pachete de date și pentru a le afișa pe un Scope și instrumente vizuale.

Accelerometrul trimite forțe de accelerație X, Y și Z. Adesea, totuși, trebuie să convertim forțele în unghi 3D X, Y, Z pentru a determina orientarea 3D a senzorului. Destul de puțini oameni au solicitat un astfel de tutorial și, în cele din urmă, am găsit timp să îl realizez.

Unii oameni au întrebat și cum vă puteți conecta și utiliza accelerometrul și senzorul giroscopului MPU6050, așa că am decis să folosesc acest modul pentru tutorial în locul MPU9250 mai complex și mai scump.

În acest tutorial, vă voi arăta cât de ușor este să conectați accelerometrul MPU6050 și senzorul de giroscop la Arduino Nano și să-l programați cu Visuino pentru a converti accelerația într-un unghi 3D X, Y, Z.

Pasul 1: Componente

1. O placă compatibilă Arduino (eu folosesc Arduino Nano, pentru că am una, dar orice alta va fi bine)
2. Un modul senzor de giroscop de accelerare MPU6050
3. 4 fire jumper-femeie

Pasul 2: Conectați accelerometrul MPU6050 și giroscopul la Arduino

1. Conectați alimentarea VCC 5V (fir roșu), masă (fir negru), SCL (fir galben) și SDA (fir verde) la modulul MPU6050 (imaginea 1)
2. Conectați celălalt capăt al firului de împământare (fir negru) la un pin de masă al plăcii Arduino Nano (imaginea 2)
3. Conectați celălalt capăt al firului de alimentare VCC de 5V (fir roșu) la pinul de alimentare de 5V al plăcii Arduino Nano (imaginea 2)
4. Conectați celălalt capăt al firului SDA (fir verde) la pinul SDA / analogic 4 al plăcii Arduino Nano (Imaginea 3)
5. Conectați celălalt capăt al firului SCL (fir galben) la pinul SCL / analogic 5 al plăcii Arduino Nano (Imaginea 3)
6. Imaginea 4 arată unde sunt pământul, alimentarea 5V, pinul SDA / analogic 4 și pinul SCL / analogic 5, pinii Arduino Nano

Pasul 3: Porniți Visuino și selectați tipul de placă Arduino

Pentru a începe programarea Arduino, va trebui să aveți Arduino IDE instalat de aici:

Asigurați-vă că instalați 1.6.7 sau o versiune ulterioară, în caz contrar acest instructabil nu va funcționa!

Visuino: https://www.visuino.com trebuie, de asemenea, să fie instalat.

1. Porniți Visuino așa cum se arată în prima imagine
2. Faceți clic pe butonul „Instrumente” de pe componenta Arduino (Imaginea 1) din Visuino
3. Când apare dialogul, selectați Arduino Nano așa cum se arată în imaginea 2

Pasul 4: În Visuino: adăugați și conectați MPU9650 și Acceleration to Angle Components

Mai întâi trebuie să adăugăm componente pentru a controla senzorul MPU6050 și pentru a converti accelerația X, Y, Z în unghi 3D X, Y, Z:

1. Tastați „6050” în caseta de filtrare a casetei de instrumente pentru componente, apoi selectați componenta „Accelerometru giroscop MPU6000 / MPU6050 I2C” (Imaginea 1) și lăsați-o în zona de proiectare (Imaginea 2)
2. Tastați „unghi” în caseta de filtrare a casetei de instrumente pentru componente, apoi selectați componenta „Accelerare la unghi” (Imaginea 2) și fixați-o în zona de proiectare (Imaginea 3)
3. Faceți clic în caseta „Ieșire” a casetei „Accelerometru” care conține pinii de accelerație X, Y, X ai componentei AccelerometerGyroscope1 pentru a începe conectarea tuturor pinilor de ieșire simultan (Imaginea 3)
4. Mutați mouse-ul peste pinul de intrare „X” al casetei „În” a componentei AccelerationToAngle1. Visuino va răspândi automat firele, astfel încât acestea să se conecteze corect la restul pinilor (Imaginea 3)
5. Conectați pinul „Out” al componentei AccelerometerGyroscope1 la pinul „In” al canalului I2C al componentei Arduino (Imaginea 4)

Pasul 5: În Visuino: Adăugați o componentă de pachet și setați Marker antet

Pentru a trimite toate canalele de date prin portul serial de la Arduino putem folosi componenta pachet pentru a împacheta canalele împreună și le putem afișa în Scope și Gauges în Visuino:

1. Tastați „pachet” în caseta de filtrare a casetei de instrumente pentru componente, apoi selectați componenta „Generator analog sinusoidal” (imaginea 1) și lăsați-o în zona de proiectare
2. În Proprietăți extindeți proprietatea „Head Marker” (Imaginea 2)
3. În Proprietăți faceți clic pe butonul „…” (Imaginea 2)
4. În editorul de octeți tastați câteva numere, ca exemplu 55 55 (Imaginea 3)
5. Faceți clic pe butonul OK pentru a confirma și a închide editorul

Pasul 6: În Visuino: Adăugați 3 elemente analogice binare la componenta pachetului și conectați-le

1. Faceți clic pe butonul „Instrumente” al componentei Packet1 (Imaginea 1)
2. În editorul „Elemente” selectați elementul „Analog binar”, apoi faceți clic pe butonul „+” de 3 ori (Imaginea 2) pentru a adăuga 3 elemente analogice (Imaginea 3)
3. Faceți clic în caseta „Out” a casetei „Accelerometer” care conține pinii componentei AccelerationToAngle1 pentru a începe conectarea simultană a tuturor pinilor Out (Imaginea 4)
4. Mutați mouse-ul peste pinul „In” al elementului „Elements. Analog (Binary) 1” al componentei Packet1. Visuino va răspândi automat firele, astfel încât acestea să se conecteze corect la restul pinilor (imaginea 4)
5. Conectați pinul de ieșire "Out" al componentei Packet1 la pinul de intrare "In" al canalului "Serial [0]" al componentei "Arduino" (Imaginea 5)

Pasul 7: Generați, compilați și încărcați codul Arduino

1. În Visuino, apăsați F9 sau faceți clic pe butonul afișat în imaginea 1 pentru a genera codul Arduino și deschideți IDE-ul Arduino
2. În IDE-ul Arduino, faceți clic pe butonul Încărcare, pentru a compila și încărca codul (Imaginea 2)

Pasul 8: Și joacă …

Puteți vedea accelerometrul MPU6050 conectat și care funcționează și senzorul giroscopului în imaginea 1.

1. În Visuino selectați portul serial, apoi faceți clic pe caseta derulantă „Format:” și selectați pachetul 1 (imaginea 2)
2. Faceți clic pe butonul „Conectare” (Imaginea 2)
3. Dacă selectați fila „Scope”, veți vedea Scope-ul reprezentând unghiurile X, Y, Z în timp (Imaginea 3)
4. Dacă selectați fila „Instrumente”, veți vedea Indicatoarele care afișează aceleași informații (Imaginea 4)

Puteți vedea senzorul în acțiune pe videoclip.

Felicitări! Ați creat un proiect Visuino care convertește accelerația în unghi de la accelerometru MPU6050 și senzor de giroscop.

În imaginea 5 puteți vedea diagrama completă Visuino.

De asemenea, este atașat proiectul Visuino, pe care l-am creat pentru acest instructabil. Puteți să o descărcați și să o deschideți în Visuino: