Arduino Nano och Visuino: Konvertera acceleration till vinkel från accelerometer och gyroskop MPU6050 I2C -sensor: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

För ett tag sedan lade jag upp en handledning om hur du kan ansluta MPU9250 Accelerometer, Gyroscope och Compass Sensor till Arduino Nano och programmera den med Visuino för att skicka paketdata och visa den på ett Scope och Visual Instruments.

Accelerometern sänder accelerationskrafterna X, Y och Z. Ofta måste vi dock omvandla krafterna till X, Y, Z 3D -vinkel för att bestämma sensorns 3D -orientering. Ganska få personer begärde en sådan handledning, och äntligen har jag hittat tid att göra det.

Vissa människor frågade också hur du kan ansluta och använda MPU6050 Accelerometer och Gyroscope Sensor, så jag bestämde mig för att använda den här modulen för handledningen istället för den mer komplexa och dyra MPU9250.

I denna handledning kommer jag att visa dig hur enkelt det är att ansluta MPU6050 Accelerometer och Gyroscope Sensor till Arduino Nano och programmera den med Visuino för att konvertera accelerationen till en 3D X, Y, Z -vinkel.

Steg 1: Komponenter

1. Ett Arduino -kompatibelt kort (jag använder Arduino Nano, eftersom jag har en, men någon annan kommer att vara bra)
2. En MPU6050 accelerationsgyroskopsensormodul
3. 4 hona-kvinnliga bygelkablar

Steg 2: Anslut MPU6050 Accelerometer och gyroskop till Arduino

1. Anslut 5V VCC -ström (röd ledning), jord (svart ledning), SCL (gul ledning) och SDA (grön ledning) till MPU6050 -modulen (bild 1)
2. Anslut den andra änden av jordkabeln (svart kabel) till ett jordstift på Arduino Nano -kortet (bild 2)
3. Anslut den andra änden av 5V VCC -strömkabeln (röd ledning) till 5V -strömstiften på Arduino Nano -kortet (bild 2)
4. Anslut den andra änden av SDA -kabeln (grön ledning) till SDA/analog stift 4 på Arduino Nano -kortet (bild 3)
5. Anslut den andra änden av SCL -kabeln (gul tråd) till SCL/analog stift 5 på Arduino Nano -kortet (bild 3)
6. Bild 4 visar var är marken, 5V ström, SDA/analog stift 4 och SCL/analog stift 5, stiften på Arduino Nano

Steg 3: Starta Visuino och välj Arduino Board Type

För att börja programmera Arduino måste du ha Arduino IDE installerat härifrån:

Se till att du installerar 1.6.7 eller högre, annars fungerar inte denna instruktionsbok!

Visuino: https://www.visuino.com måste också installeras.

1. Starta Visuino som visas på den första bilden
2. Klicka på knappen "Verktyg" på Arduino -komponenten (bild 1) i Visuino
3. När dialogrutan visas väljer du Arduino Nano som visas i bild 2

Steg 4: I Visuino: Lägg till och anslut MPU9650 och acceleration till vinkelkomponenter

Först måste vi lägga till komponenter för att styra MPU6050 -sensorn och konvertera X, Y, Z -accelerationen till 3D X, Y, Z -vinkel:

1. Skriv "6050" i filterrutan i komponentverktygslådan och välj sedan "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" -komponenten (bild 1) och släpp den i designområdet (bild 2)
2. Skriv "vinkel" i filterrutan i komponentverktygslådan och välj sedan "Acceleration To Angle" -komponenten (bild 2) och släpp den i designområdet (bild 3)
3. Klicka i rutan "Ut" i rutan "Accelerometer" som innehåller X, Y, X Acceleration -stiften på AccelerometerGyroscope1 -komponenten för att börja ansluta alla Out -stiften samtidigt (bild 3)
4. Flytta musen över "X" -inmatningsstiftet för "In" -rutan i AccelerationToAngle1 -komponenten. Visuino sprider trådarna automatiskt så att de ansluts korrekt till resten av stiften (bild 3)
5. Anslut "Out" -stiftet på AccelerometerGyroscope1 -komponenten till "In" -stiftet på I2C -kanalen på Arduino -komponenten (bild 4)

Steg 5: I Visuino: Lägg till paketkomponent och ställ in rubrikmarkör

För att skicka all kanaldata över serieport från Arduino kan vi använda paketkomponenten för att paketera kanalerna tillsammans och visa dem i omfattningen och mätarna i Visuino:

1. Skriv "paket" i filterrutan i komponentverktygslådan, välj sedan komponenten "Sinus analog generator" (bild 1) och släpp den i designområdet
2. I egenskaperna expanderar du egenskapen "Huvudmarkör" (bild 2)
3. I egenskaperna klickar du på knappen "…" (bild 2)
4. Skriv in några nummer i Bytes -redigeraren, som exempel 55 55 (bild 3)
5. Klicka på OK -knappen för att bekräfta och stänga redigeraren

Steg 6: I Visuino: Lägg till tre binära analoga element till paketkomponenten och anslut dem

1. Klicka på knappen "Verktyg" i Packet1 -komponenten (bild 1)
2. I "Elements" -redigeraren väljer du elementet "Binary Analog" och klickar sedan på knappen "+" 3 gånger (bild 2) för att lägga till 3 analoga element (bild 3)
3. Klicka i rutan "Ut" i rutan "Accelerometer" som innehåller stiften på AccelerationToAngle1 -komponenten för att börja ansluta alla utpinnar samtidigt (bild 4)
4. Flytta musen över "In" -nålen i elementet "Elements. Analog (Binary) 1" i Packet1 -komponenten. Visuino sprider trådarna automatiskt så att de ansluts korrekt till resten av stiften (bild 4)
5. Anslut "Out" -uttaget på Packet1 -komponenten till "In" -ingångsstiftet på "Serial [0]" -kanalen på "Arduino" -komponenten (bild 5)

Steg 7: Generera, kompilera och ladda upp Arduino -koden

1. I Visuino, tryck på F9 eller klicka på knappen som visas på bild 1 för att generera Arduino -koden och öppna Arduino IDE
2. I Arduino IDE klickar du på knappen Upload för att kompilera och ladda upp koden (bild 2)

Steg 8: Och spela …

Du kan se den anslutna och körande MPU6050 -accelerometern och gyroskopsensorn på bild 1.

1. Välj Serial Port i Visuino, klicka sedan på listrutan "Format:" och välj Packet1 (bild 2)
2. Klicka på knappen "Anslut" (bild 2)
3. Om du väljer fliken "Omfattning" ser du Scope som ritar X-, Y-, Z -vinklarna över tid (bild 3)
4. Om du väljer fliken "Instrument" ser du mätarna som visar samma information (bild 4)

Du kan se sensorn i aktion på videon.

Grattis! Du har skapat ett Visuino -projekt som konverterar acceleration till vinkel från MPU6050 Accelerometer och gyroskopsensor.

På bild 5 kan du se hela Visuino -diagrammet.

Vidare bifogas Visuino -projektet, som jag skapade för denna Instructable. Du kan ladda ner och öppna den i Visuino: