Arduino Nano: Akcelerometar, žiroskopski kompas MPU9250 I2C senzor s Visuinom: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

MPU9250 je jedan od najnaprednijih kombiniranih senzora malih dimenzija akcelerometra, žiroskopa i kompasa koji su trenutno dostupni. Imaju mnoge napredne funkcije, uključujući niskopropusno filtriranje, detekciju pokreta, pa čak i programibilni specijalizirani procesor. S obzirom da imaju gotovo 130 registara, s mnogo postavki, s njima je također vrlo teško raditi.

Prije nekoliko sedmica GearBest je bio dovoljno ljubazan da donira MPU9250 modul za sponzorstvo dodajući mu podršku u Visuinu. Bilo je potrebno 2 tjedna napornog rada, ali na kraju nisam imao samo implementiranu podršku za MPU9250, već sam dodao i Acceleration to Angle converter, Complementary (prvog i drugog reda) i Kalmanove filtere koji se mogu koristiti s njim za poboljšanje preciznost.

Ovo je prvi Instructable na novoj MPU9250 podršci u Visuinu i pokazuje koliko ga je jednostavno koristiti s Visuinom. U sljedećim uputama pokazat ću vam kako možete koristiti pretvarač ubrzanja do kuta, komplementarni i Kalmanov filtar i postići zaista dobre rezultate sa senzorskog modula.

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 MPU9250 (u mom slučaju velikodušno donirao GearBest)
3. 4 žice ženskog spoja

Korak 2: Spojite kompas žiroskopa MPU9250 s ubrzanjem na Arduino

1. Spojite 5V VCC napajanje (crvena žica), uzemljenje (crna žica), SDA (zelena žica) i SCL (žuta žica) na modul MPU9250 (slika 1)
2. Spojite drugi kraj žice za uzemljenje (crna žica) na pin za uzemljenje Arduino ploče (slika 2)
3. Drugi kraj 5V VCC žice za napajanje (crvena žica) spojite na 5V pin za napajanje Arduino ploče (slika 2)
4. Spojite drugi kraj SDA žice (zelena žica) na SDA/analogni pin 4 Arduino Nano ploče (slika 2)
5. Spojite drugi kraj SCL žice (žuta žica) na SCL/analogni pin 5 Arduino Nano ploče (Slika 2)
6. Slika 3 prikazuje gdje su uzemljenje, napajanje od 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 MPU9250 komponentu

1. Upišite "mpu" u okvir za filtriranje okvira s alatima za komponente, a zatim odaberite komponentu "Kompas za akcelerometar za žiroskop MPU9250 I2C" (slika 1) i ispustite je u područje dizajna (slika 2)
2. Spojite "Out" pin na AccelerometerGyroscopeCompass1 komponenti na "In" pin I2C kanala Arduino komponente (Slika 3)

Korak 5: U Visuinu: Dodajte i povežite komponentu paketa

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 "pack" u okvir Filter u Toolbox -u za komponente, zatim odaberite komponentu "Packet" (Slika 1) i ispustite je u područje dizajna
2. Spojite "Out" izlazni pin komponente Packet1 na "In" ulazni pin "Serial [0]" kanala "Arduino" komponente (Slika 2)

Korak 6: U Visuinu: Dodajte 7 binarnih analognih elemenata u komponentu paketa i navedite njihova imena

1. Kliknite na dugme "Alati" komponente Packet1 (Slika 1)
2. U uređivaču "Elementi" odaberite element "Binarni analogni", a zatim kliknite gumb "+" (Slika 2) za dodavanje analognog elementa
3. U Inspektoru objekata postavite svojstvo "Name" analognog elementa na "Compass (X)" (Slika 3)
4. U uređivaču "Elementi" odaberite element "Binarni analogni" s desne strane, a zatim kliknite gumb "+" s lijeve strane da biste dodali još jedan analogni element
5. U Inspektoru objekata postavite svojstvo "Name" novog analognog elementa na "Compass (Y)" (Slika 4)
6. U uređivaču "Elementi" odaberite element "Binarni analogni" s desne strane, a zatim kliknite gumb "+" s lijeve strane da biste dodali još jedan analogni element
7. U Inspektoru objekata postavite svojstvo "Name" novog analognog elementa na "Compass (Z)" (Slika 5)
8. Ponovite iste korake za dodavanje još 7 binarnih analognih elemenata pod nazivom "Akcelerometar (X)", "Akcelerometar (Y)", "Akcelerometar (Z)", "Žiroskop (X)", "Žiroskop (Y)", "Žiroskop (Z) "i" Termometar "(Slika 6)

Korak 7: U Visuinu: Konfigurirajte vizualizaciju elementa paketa za termometar

Visuino prema zadanim postavkama može prikazati analogne elemente iz komponente paketa u mjeračima. Ipak je lijepo prikazati temperaturu u termometru. Visuino omogućava prilagođavanje načina prikaza analognih elemenata.

1. U uređivaču elemenata odaberite posljednji analogni element pod nazivom "Termometar" (Slika 1)
2. U Inspektoru objekata odaberite svojstvo "Instrument" i kliknite gumb "Strelica prema dolje" pored njegove vrijednosti (Slika 1)
3. U padajućem okviru odaberite "Termometar" (Slika 2)
4. U Object Inspector-u proširite svojstvo "Instrument", zatim pod-svojstvo "Scale" (Slika 3)
5. U Object Inspectoru vrijednost "Auto" pod-svojstva "Scale" postavite na False (Slika 3) Ovo će onemogućiti automatsko skaliranje termometra
6. U Object Inspectoru postavite pod-svojstvo "Max" "Scale" na 100 (Slika 4) Ovo će konfigurirati termometar da ima skalu od 0 do 100

Korak 8: U Visuinu: Navedite jedinstveno zaglavlje paketa

Da bismo bili sigurni da će Visuino pronaći početnu točku paketa, moramo imati jedinstveno zaglavlje. Komponenta Packet koristi poseban algoritam kako bi se osiguralo da se oznaka zaglavlja ne pojavi u podacima.

1. Odaberite komponentu Packet1 (Slika 1)
2. U Object Inspector -u proširite svojstvo "Head Marker" (Slika 1)
3. U Inspektoru objekata kliknite dugme "…" (Slika 1)
4. U uređivaču bajtova upišite neke brojeve, na primjer 55 55 (slika 2)
5. Kliknite na dugme U redu da biste potvrdili i zatvorili uređivač

Korak 9: U Visuinu: Povežite komponentu MPU9250 s elementima komponente paketa

1. Kliknite u okvir "Izlaz" koji sadrži pinove "Kompasa" komponente AccelerometerGyroscopeCompass1 za početak povezivanja svih izlaznih pinova odjednom (Slika 1)
2. Pomaknite miša preko "In" pina elementa "Elements. Compass (X)" komponente Packet1. Visuino će automatski širiti žice tako da će se ispravno povezati s ostalim pinovima (Slika 1)
3. Kliknite u okvir "Out" koji sadrži pinove "Accelerometra" komponente AccelerometerGyroscopeCompass1 za početak povezivanja svih izlaznih pinova odjednom (Slika 2)
4. Pomaknite miša preko "In" igle "Elements. Accelerometer (X)" elementa komponente Packet1. Visuino će automatski širiti žice tako da će se ispravno povezati s ostalim pinovima (Slika 2)
5. Kliknite u okvir "Out" koji sadrži pinove "žiroskopa" komponente AccelerometerGyroscopeCompass1 za početak povezivanja svih izlaznih pinova odjednom (slika 3)
6. Pomaknite miša preko "In" igle "Elements. Gyroscope (X)" elementa komponente Packet1. Visuino će automatski širiti žice tako da će se ispravno povezati s ostalim pinovima (Slika 3)
7. Spojite "Out" pin "Termometra" komponente AccelerometerGyroscopeCompass1 sa "In" iglom ulaznog pina "Elements. Thermometer" komponente Packet1 (Slika 4)

Korak 10: 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 11: I igrajte se …

1. U Visuinu odaberite ComPort, a zatim kliknite padajući okvir "Format:" i odaberite Packet1 (Slika 1)
2. Kliknite na dugme "Poveži se" (Slika 1)
3. Ako odaberete karticu "Opseg", vidjet ćete kako Opseg iscrtava vrijednosti X, Y, Z iz mjerila ubrzanja, žiroskopa i kompasa, kao i temperature tokom vremena (slika 2)
4. Ako odaberete karticu "Instrumenti", vidjet ćete da termometar i mjerači pokazuju iste podatke (slika 3)

Na slici 4 možete vidjeti povezani i aktivni MPU9250 akcelerometar, žiroskop i senzor kompasa.

Čestitamo! Napravili ste projekt mjerenja akcelerometra, žiroskopa i kompasa MPU9250 u Arduinu, s vizualnom instrumentacijom.

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: