Arduino Nano i Visuino: Pretvorite ubrzanje u kut s mjerila ubrzanja i žiroskopa MPU6050 I2C senzor: 8 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Prije nekog vremena objavio sam vodič o tome kako spojiti MPU9250 mjerač ubrzanja, žiroskop i senzor kompasa na Arduino Nano i programirati ga s Visuinom za slanje paketnih podataka i njihovo prikazivanje na opsegu i vizualnim instrumentima.

Akcelerometar šalje sile ubrzanja X, Y i Z. Često međutim moramo pretvoriti sile u X, Y, Z 3D kut kako bismo odredili 3D orijentaciju senzora. Prilično je malo ljudi zatražilo takav vodič, a konačno sam našao vremena da ga napravim.

Neki su ljudi pitali i kako možete spojiti i koristiti MPU6050 mjerač ubrzanja i senzor žiroskopa, pa sam odlučio koristiti ovaj modul za vodič umjesto složenijeg i skupljeg MPU9250.

U ovom vodiču pokazat ću vam kako je jednostavno spojiti MPU6050 akcelerometar i senzor žiroskopa na Arduino Nano i programirati ga s Visuinom za pretvaranje ubrzanja u 3D kut X, Y, Z.

Korak 1: Komponente

1. Jedna ploča kompatibilna s Arduinom (koristim Arduino Nano jer je imam, ali svaka druga će biti u redu)
2. Jedan senzorski modul žiroskopa za ubrzanje MPU6050
3. 4 žice ženskog spoja

Korak 2: Spojite MPU6050 akcelerometar i žiroskop na Arduino

1. Spojite 5V VCC napajanje (crvena žica), uzemljenje (crna žica), SCL (žuta žica) i SDA (zelena žica) na modul MPU6050 (slika 1)
2. Spojite drugi kraj uzemljene žice (crna žica) na uzemljeni pin Arduino Nano ploče (slika 2)
3. Spojite drugi kraj 5V VCC žice za napajanje (crvena žica) na 5V priključak za napajanje Arduino Nano ploče (Slika 2)
4. Spojite drugi kraj SDA žice (zelena žica) na SDA/analogni pin 4 Arduino Nano ploče (slika 3)
5. Spojite drugi kraj SCL žice (žuta žica) na SCL/analogni pin 5 Arduino Nano ploče (Slika 3)
6. Slika 4 prikazuje gdje su uzemljenje, napajanje 5 V, SDA/analogni pin 4 i SCL/analogni pin 5, pinovi Arduino Nano

Korak 3: Pokrenite Visuino i odaberite vrstu ploče Arduino

Da biste započeli programiranje Arduina, morat ćete instalirati Arduino IDE odavde:

Obavezno instalirajte 1.6.7 ili noviju verziju, u protivnom ovaj Instructable neće raditi!

Takođe je potrebno instalirati Visuino:

1. Pokrenite Visuino kao što je prikazano na prvoj slici
2. Kliknite na gumb "Alati" na Arduino komponenti (slika 1) u Visuinu
3. Kad se pojavi dijaloški okvir, odaberite Arduino Nano kao što je prikazano na slici 2

Korak 4: U Visuinu: Dodajte i povežite MPU9650 i ubrzanje na kutne komponente

Prvo moramo dodati komponente za upravljanje senzorom MPU6050 i pretvoriti ubrzanje X, Y, Z u 3D kut X, Y, Z:

1. Upišite "6050" u okvir za filtriranje okvira s alatima za komponente, a zatim odaberite komponentu "žiroskop akcelerometra MPU6000/MPU6050 I2C" (slika 1) i ispustite je u područje dizajna (slika 2)
2. Upišite "angle" u okvir Filter u okviru Toolbox za komponente, zatim odaberite komponentu "Acceleration To Angle" (Slika 2) i ispustite je u područje dizajna (Slika 3)
3. Kliknite u okvir "Out" u polju "Accelerometer" koji sadrži X, Y, X pinove za ubrzanje komponente AccelerometerGyroscope1 za početak povezivanja svih izlaznih pinova odjednom (Slika 3)
4. Pomaknite miš preko ulaznog pina "X" u polju "In" komponente AccelerationToAngle1. Visuino će automatski širiti žice tako da će se ispravno povezati s ostalim pinovima (Slika 3)
5. Spojite "Out" pin AccelerometerGyroscope1 komponente na "In" pin I2C kanala Arduino komponente (Slika 4)

Korak 5: U Visuinu: Dodajte komponentu paketa i postavite oznaku zaglavlja

Za slanje svih podataka o kanalima preko serijskog porta iz Arduina možemo koristiti komponentu Packet za pakiranje kanala zajedno i njihovo prikazivanje u opsegu i mjeračima u Visuinu:

1. Upišite "paket" u okvir za filtriranje okvira s alatima za komponente, zatim odaberite komponentu "Sinusni analogni generator" (slika 1) i ispustite je u područje dizajna
2. U Svojstvima proširite svojstvo "Marker glave" (Slika 2)
3. U svojstvima kliknite gumb "…" (Slika 2)
4. U uređivaču bajtova upišite neke brojeve, na primjer 55 55 (slika 3)
5. Kliknite na dugme U redu da biste potvrdili i zatvorili uređivač

Korak 6: U Visuinu: Dodajte 3 binarna analogna elementa u komponentu paketa i povežite ih

1. Kliknite na dugme "Alati" komponente Packet1 (Slika 1)
2. U uređivaču "Elementi" odaberite element "Binarni analogni", a zatim kliknite gumb "+" 3 puta (slika 2) da biste dodali 3 analogna elementa (slika 3)
3. Kliknite u polje "Out" u polju "Accelerometer" koje sadrži pinove komponente AccelerationToAngle1 za početak povezivanja svih izlaznih pinova odjednom (Slika 4)
4. Pomaknite miša preko "In" pina "Elements. Analog (Binary) 1" elementa komponente Packet1. Visuino će automatski širiti žice tako da će se ispravno povezati s ostalim pinovima (Slika 4)
5. Spojite "Out" izlazni pin komponente Packet1 na "In" ulazni pin "Serial [0]" kanala "Arduino" komponente (Slika 5)

Korak 7: Generirajte, kompajlirajte i prenesite Arduino kôd

1. U Visuinu pritisnite F9 ili kliknite gumb prikazan na slici 1 za generiranje Arduino koda, a zatim otvorite Arduino IDE
2. U Arduino IDE -u kliknite gumb Upload za sastavljanje i učitavanje koda (Slika 2)

Korak 8: I igrajte se …

Na slici 1 možete vidjeti spojeni i aktivni MPU6050 akcelerometar i senzor žiroskopa.

1. U Visuinu odaberite serijski port, a zatim kliknite padajući okvir "Format:" i odaberite Packet1 (slika 2)
2. Kliknite na dugme "Poveži se" (Slika 2)
3. Ako odaberete karticu "Opseg", vidjet ćete kako Opseg iscrtava uglove X, Y, Z tokom vremena (Slika 3)
4. Ako odaberete karticu "Instrumenti", vidjet ćete da mjerači pokazuju iste podatke (slika 4)

Senzor u akciji možete vidjeti na videu.

Čestitamo! Kreirali ste Visuino projekt pretvaranja ubrzanja u kut s MPU6050 akcelerometra i senzora žiroskopa.

Na slici 5 možete vidjeti kompletan Visuino dijagram.

U prilogu je i projekt Visuino koji sam stvorio za ovaj Instructable. Možete ga preuzeti i otvoriti u Visuinu: