Arduino Nano in Visuino: Pretvorba pospeška v kot iz merilnika pospeška in žiroskopa Senzor MPU6050 I2C: 8 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:09

Pred časom sem objavil vadnico o tem, kako lahko povežete merilnik pospeška, žiroskop in kompas senzorja MPU9250 z Arduino Nano ter ga programirate z Visuinom za pošiljanje paketnih podatkov in njihovo prikazovanje na obsegu in vizualnih instrumentih.

Merilnik pospeška pošilja sile pospeška X, Y in Z. Pogosto pa moramo sile pretvoriti v 3D kot X, Y, Z, da določimo 3D orientacijo senzorja. Kar nekaj ljudi je zahtevalo takšno vadnico in končno sem našel čas za to.

Nekateri so spraševali tudi, kako lahko povežete in uporabite merilnik pospeška in žiroskop MPU6050, zato sem se odločil, da namesto bolj zapletenega in dražjega MPU9250 ta modul uporabim za vadnico.

V tem vodiču vam bom pokazal, kako enostavno je povezati merilnik pospeška MPU6050 in senzor žiroskopa z Arduino Nano ter ga programirati z Visuinom za pretvorbo pospeška v kot 3D X, Y, Z.

1. korak: Komponente

1. Ena združljiva plošča Arduino (uporabljam Arduino Nano, ker jo imam, katera koli druga pa bo v redu)
2. En senzorski modul senzorja pospeševanja MPU6050
3. 4 žice moški-ženski

Korak: Povežite merilnik pospeška in žiroskop MPU6050 z Arduinom

1. Priključite napajanje 5 V VCC (rdeča žica), ozemljitev (črna žica), SCL (rumena žica) in SDA (zelena žica) na modul MPU6050 (slika 1)
2. Drugi konec ozemljitvene žice (črna žica) priključite na ozemljitveni zatič plošče Arduino Nano (slika 2)
3. Drugi konec 5V VCC napajalne žice (rdeča žica) priključite na 5V napajalni zatič plošče Arduino Nano (slika 2)
4. Drugi konec žice SDA (zelena žica) priključite na SDA/analogni pin 4 plošče Arduino Nano (slika 3)
5. Drugi konec žice SCL (rumena žica) priključite na SCL/analogni pin 5 plošče Arduino Nano (slika 3)
6. Slika 4 prikazuje, kje so ozemljitev, 5V napajanje, SDA/analogni pin 4 in SCL/analogni pin 5, zatiči Arduino Nano

Korak: Zaženite Visuino in izberite vrsto plošče Arduino

Če želite začeti programirati Arduino, morate imeti nameščen Arduino IDE tukaj:

Namestite 1.6.7 ali novejšo različico, sicer ta navodila ne bodo delovala!

Namestiti je treba tudi Visuino:

1. Zaženite Visuino, kot je prikazano na prvi sliki
2. Kliknite gumb "Orodja" na komponenti Arduino (slika 1) v Visuinu
3. Ko se prikaže pogovorno okno, izberite Arduino Nano, kot je prikazano na sliki 2

4. korak: V Visuinu: Dodajte in povežite MPU9650 in pospešek s kotnimi komponentami

Najprej moramo dodati komponente za nadzor senzorja MPU6050 in pretvoriti pospešek X, Y, Z v kot 3D X, Y, Z:

1. V polje »Filter« v orodjarni za komponente vnesite »6050«, nato izberite komponento »Žiroskop pospeška MPU6000/MPU6050 I2C« (slika 1) in jo spustite v oblikovalsko območje (slika 2)
2. V polje Filter v orodjarni za komponente vnesite "kot", nato izberite komponento "Pospešek do kota" (slika 2) in jo spustite v območje oblikovanja (slika 3)
3. Kliknite na polje "Out" v polju "Accelerometer", ki vsebuje X, Y, X pospeševalne zatiče komponente AccelerometerGyroscope1, da začnete povezovati vse izhode naenkrat (slika 3)
4. Premaknite miško nad vhodni zatič "X" polja "In" komponente AccelerationToAngle1. Visuino bo samodejno razširil žice, tako da se bodo pravilno priključile na ostale zatiče (slika 3)
5. Priključite "Out" zatič komponente AccelerometerGyroscope1 na "In" zatič kanala I2C komponente Arduino (slika 4)

5. korak: V Visuinu: Dodajte komponento paketa in nastavite oznako glave

Za pošiljanje vseh podatkov o kanalih prek serijskih vrat iz Arduina lahko uporabimo komponento Packet za pakiranje kanalov skupaj in jih prikažemo v Scope in Gauges v Visuinu:

1. V polje »Filter« orodjarne za komponente vnesite »paket«, nato izberite komponento »Analogni generator sinusov« (slika 1) in jo spustite v območje oblikovanja
2. V lastnostih razširite lastnost "Oznaka glave" (slika 2)
3. V lastnostih kliknite gumb "…" (slika 2)
4. V urejevalnik bajtov vnesite nekaj številk, na primer 55 55 (slika 3)
5. Kliknite gumb V redu, da potrdite in zaprete urejevalnik

Korak 6: V Visuinu: dodajte 3 binarne analogne elemente v komponento paketa in jih povežite

1. Kliknite gumb "Orodja" komponente Packet1 (slika 1)
2. V urejevalniku "Elementi" izberite element "Binary Analog" in nato trikrat kliknite gumb "+" (slika 2), da dodate 3 analogne elemente (slika 3)
3. Kliknite na polje "Out" v polju "Accelerometer", ki vsebuje zatiče komponente AccelerationToAngle1, da začnete povezovati vse izhode naenkrat (slika 4)
4. Premaknite miško nad zatič "In" elementa "Elements. Analog (Binary) 1" komponente Packet1. Visuino bo samodejno razširil žice, tako da se bodo pravilno priključile na ostale zatiče (slika 4)
5. Priključite "Out" izhodni pin komponente Packet1 na vhodni pin "In" kanala "Serial [0]" komponente "Arduino" (Slika 5)

Korak 7: Ustvarite, prevedite in naložite kodo Arduino

1. V Visuinu pritisnite F9 ali kliknite gumb, prikazan na sliki 1, da ustvarite kodo Arduino, in odprite Arduino IDE
2. V Arduino IDE kliknite gumb za nalaganje, da sestavite in naložite kodo (slika 2)

8. korak: In igrajte se …

Povezani in delujoči merilnik pospeška MPU6050 in senzor žiroskopa si lahko ogledate na sliki 1.

1. V Visuinu izberite serijska vrata, nato kliknite spustno polje "Oblika:" in izberite Paket1 (slika 2)
2. Kliknite gumb "Poveži" (slika 2)
3. Če izberete zavihek "Področje uporabe", boste videli območje, ki prikazuje kote X, Y, Z skozi čas (slika 3)
4. Če izberete zavihek "Instrumenti", boste videli merilnike, ki prikazujejo iste podatke (slika 4)

Na videoposnetku lahko vidite delovanje senzorja.

Čestitamo! Ustvarili ste projekt Visuino, ki pretvori pospešek v kot iz merilnika pospeška MPU6050 in senzorja žiroskopa.

Na sliki 5 si lahko ogledate celoten diagram Visuino.

Priložen je tudi projekt Visuino, ki sem ga ustvaril za ta Instructable. Lahko ga prenesete in odprete v Visuinu: