Arduino Nano og Visuino: Konverter akselerasjon til vinkel fra akselerometer og gyroskop MPU6050 I2C -sensor: 8 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

For en stund siden la jeg ut en opplæring om hvordan du kan koble MPU9250 akselerometer, gyroskop og kompasssensor til Arduino Nano og programmere den med Visuino for å sende pakkedata og vise dem på et omfang og visuelle instrumenter.

Akselerometeret sender akselerasjonskrefter X, Y og Z. Ofte må vi imidlertid konvertere kreftene til X, Y, Z 3D -vinkel for å bestemme sensorens 3D -orientering. Ganske få mennesker ba om en slik opplæring, og endelig har jeg funnet tid til å lage den.

Noen spurte også hvordan du kan koble til og bruke MPU6050 akselerometer og gyroskopsensor, så jeg bestemte meg for å bruke denne modulen til opplæringen i stedet for den mer komplekse og dyre MPU9250.

I denne opplæringen vil jeg vise deg hvor enkelt det er å koble MPU6050 akselerometer og gyroskopsensor til Arduino Nano, og programmere den med Visuino for å konvertere akselerasjonen til en 3D X, Y, Z -vinkel.

Trinn 1: Komponenter

1. Ett Arduino -kompatibelt brett (jeg bruker Arduino Nano, fordi jeg har et, men noe annet vil være helt fint)
2. En MPU6050 akselerasjonsgyroskopsensormodul
3. 4 jumper-ledninger for kvinner og kvinner

Trinn 2: Koble MPU6050 akselerometer og gyroskop til Arduino

1. Koble 5V VCC -strøm (rød ledning), jord (svart ledning), SCL (gul ledning) og SDA (grønn ledning) til MPU6050 -modulen (bilde 1)
2. Koble den andre enden av jordledningen (svart ledning) til en jordpinne på Arduino Nano -kortet (bilde 2)
3. Koble den andre enden av 5V VCC -strømledningen (rød ledning) til 5V -strømstiftet på Arduino Nano -kortet (Bilde 2)
4. Koble den andre enden av SDA -ledningen (grønn ledning) til SDA/analog pin 4 på Arduino Nano -kortet (Bilde 3)
5. Koble den andre enden av SCL -ledningen (gul ledning) til SCL/analog pin 5 på Arduino Nano -kortet (Bilde 3)
6. Bilde 4 viser hvor er bakken, 5V strøm, SDA/analog pin 4 og SCL/analog pin 5, pins på Arduino Nano

Trinn 3: Start Visuino, og velg Arduino Board Type

For å begynne å programmere Arduino, må du ha Arduino IDE installert herfra:

Sørg for at du installerer 1.6.7 eller nyere, ellers fungerer ikke denne instruksen!

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

1. Start Visuino som vist på det første bildet
2. Klikk på "Verktøy" -knappen på Arduino -komponenten (Bilde 1) i Visuino
3. Når dialogboksen vises, velger du Arduino Nano som vist på bilde 2

Trinn 4: I Visuino: Legg til og koble MPU9650 og akselerasjon til vinkelkomponenter

Først må vi legge til komponenter for å kontrollere MPU6050 -sensoren og konvertere X, Y, Z -akselerasjonen til 3D X, Y, Z -vinkel:

1. Skriv "6050" i filterboksen i komponentverktøykassen, velg deretter "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" -komponenten (bilde 1), og slipp den i designområdet (bilde 2)
2. Skriv "vinkel" i filterboksen i komponentverktøykassen, velg deretter "Acceleration To Angle" -komponenten (bilde 2), og slipp den i designområdet (bilde 3)
3. Klikk i "Out" -boksen i "Accelerometer" -boksen som inneholder X, Y, X Acceleration -pinnene til AccelerometerGyroscope1 -komponenten for å begynne å koble alle Out -pinnene samtidig (Bilde 3)
4. Flytt musen over "X" -inndatapinnen i "In" -boksen til AccelerationToAngle1 -komponenten. Visuino vil automatisk spre ledningene slik at de kobles riktig til resten av pinnene (Bilde 3)
5. Koble "Out" -pinnen til AccelerometerGyroscope1 -komponenten til "In" -pinnen på I2C -kanalen til Arduino -komponenten (Bilde 4)

Trinn 5: I Visuino: Legg til pakkekomponent og angi topptekstmarkør

For å sende alle kanaldata over seriell port fra Arduino kan vi bruke pakkekomponenten til å pakke kanalene sammen og vise dem i omfanget og målere i Visuino:

1. Skriv "pakke" i filterboksen i komponentverktøykassen, velg deretter "Sinus analog generator" (bilde 1), og slipp den i designområdet
2. I egenskapene utvider du "Head Marker" -egenskapen (bilde 2)
3. I Egenskaper klikker du på "…" -knappen (Bilde 2)
4. Skriv inn noen tall i Bytes -editoren, som eksempel 55 55 (Bilde 3)
5. Klikk på OK -knappen for å bekrefte og lukke redaktøren

Trinn 6: I Visuino: Legg til 3 binære analoge elementer i pakkekomponenten og koble dem til

1. Klikk på "Verktøy" -knappen på Packet1 -komponenten (Bilde 1)
2. Velg "Binary Analog" -elementet i "Elements" -editoren, og klikk deretter på "+" - knappen 3 ganger (Bilde 2) for å legge til 3 analoge elementer (Bilde 3)
3. Klikk i "Out" -boksen i "Accelerometer" -boksen som inneholder pinnene i AccelerationToAngle1 -komponenten for å begynne å koble alle Out -pinnene samtidig (Bilde 4)
4. Flytt musen over "In" -nålen til "Elements. Analog (Binary) 1" -elementet i Packet1 -komponenten. Visuino vil automatisk spre ledningene slik at de kobles riktig til resten av pinnene (Bilde 4)
5. Koble "Out" utgangspinnen til Packet1 -komponenten til "In" -inngangen på "Serial [0]" -kanalen til "Arduino" -komponenten (Bilde 5)

Trinn 7: Generer, kompiler og last opp Arduino -koden

1. I Visuino trykker du på F9 eller klikker på knappen som vises på bilde 1 for å generere Arduino -koden, og åpner Arduino IDE
2. I Arduino IDE klikker du på Last opp -knappen for å kompilere og laste opp koden (Bilde 2)

Trinn 8: Og spill …

Du kan se det tilkoblede og kjørende MPU6050 akselerometeret og gyroskopsensoren på bilde 1.

1. Velg Serial Port i Visuino, og klikk deretter på "Format:" rullegardinboksen, og velg Packet1 (Bilde 2)
2. Klikk på "Koble til" -knappen (Bilde 2)
3. Hvis du velger kategorien "Scope", vil du se Scope plotte X-, Y-, Z -vinklene over tid (Bilde 3)
4. Hvis du velger kategorien "Instrumenter", ser du målerne som viser den samme informasjonen (Bilde 4)

Du kan se sensoren i aksjon på videoen.

Gratulerer! Du har opprettet et Visuino -prosjekt som konverterer akselerasjon til vinkel fra MPU6050 akselerometer og gyroskopsensor.

På bilde 5 kan du se det komplette Visuino -diagrammet.

Vedlagt er også Visuino -prosjektet, som jeg opprettet for denne Instructable. Du kan laste den ned og åpne den i Visuino: