Arduino Nano en Visuino: versnelling omzetten in hoek van versnellingsmeter en gyroscoop MPU6050 I2C-sensor - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Een tijdje geleden heb ik een tutorial gepost over hoe je de MPU9250 Accelerometer, Gyroscope en Compass Sensor kunt aansluiten op Arduino Nano en deze kunt programmeren met Visuino om pakketgegevens te verzenden en weer te geven op een Scope en Visual Instruments.

De versnellingsmeter stuurt X-, Y- en Z-versnellingskrachten. Vaak moeten we de krachten echter omzetten in X, Y, Z 3D-hoeken om de 3D-oriëntatie van de sensor te bepalen. Heel weinig mensen hebben om zo'n tutorial gevraagd, en eindelijk heb ik tijd gevonden om het te maken.

Sommige mensen vroegen ook hoe je de MPU6050 Accelerometer en Gyroscope Sensor kunt aansluiten en gebruiken, dus besloot ik deze module te gebruiken voor de tutorial in plaats van de meer complexe en duurdere MPU9250.

In deze zelfstudie laat ik je zien hoe eenvoudig het is om de MPU6050-versnellingsmeter en gyroscoopsensor aan te sluiten op Arduino Nano en deze te programmeren met Visuino om de versnelling om te zetten in een 3D X-, Y-, Z-hoek.

Stap 1: Componenten

1. Eén Arduino-compatibel bord (ik gebruik Arduino Nano, omdat ik er een heb, maar elke andere is prima)
2. Eén MPU6050 Acceleratie Gyroscoop Sensor Module
3. 4 vrouwelijke-vrouwelijke jumperdraden

Stap 2: Sluit de MPU6050 Accelerometer en Gyroscoop aan op Arduino

1. Sluit 5V VCC-voeding (rode draad), aarde (zwarte draad), SCL (gele draad) en SDA (groene draad) aan op de MPU6050-module (afbeelding 1)
2. Sluit het andere uiteinde van de aardingsdraad (zwarte draad) aan op een aardingspin van het Arduino Nano-bord (afbeelding 2)
3. Sluit het andere uiteinde van de 5V VCC-voedingsdraad (rode draad) aan op de 5V-voedingspen van het Arduino Nano-bord (afbeelding 2)
4. Sluit het andere uiteinde van de SDA-draad (groene draad) aan op SDA/analoge pin 4 van het Arduino Nano-bord (Afbeelding 3)
5. Sluit het andere uiteinde van de SCL-draad (gele draad) aan op SCL/analoge pin 5 van het Arduino Nano-bord (Afbeelding 3)
6. Afbeelding 4 laat zien waar de Ground, 5V Power, SDA/Analog pin 4, en SCL/Analog pin 5, pinnen van de Arduino Nano zijn

Stap 3: Start Visuino en selecteer het Arduino-bordtype

Om te beginnen met het programmeren van de Arduino, moet je de Arduino IDE vanaf hier hebben geïnstalleerd:

Zorg ervoor dat u 1.6.7 of hoger installeert, anders werkt deze Instructable niet!

De Visuino: https://www.visuino.com moet ook worden geïnstalleerd.

1. Start Visuino zoals getoond in de eerste foto
2. Klik op de knop "Tools" op de Arduino-component (Afbeelding 1) in Visuino
3. Wanneer het dialoogvenster verschijnt, selecteert u Arduino Nano zoals weergegeven in Afbeelding 2

Stap 4: In Visuino: MPU9650 toevoegen en aansluiten en acceleratie naar hoekcomponenten

Eerst moeten we componenten toevoegen om de MPU6050-sensor te besturen en om de X, Y, Z-versnelling om te zetten in 3D X, Y, Z-hoek:

1. Typ "6050" in het filtervak van de Component Toolbox en selecteer vervolgens het onderdeel "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" (Afbeelding 1) en zet het neer in het ontwerpgebied (Afbeelding 2)
2. Typ "hoek" in het vak Filter van de Component Toolbox en selecteer vervolgens de component "Acceleration To Angle" (Afbeelding 2) en zet deze neer in het ontwerpgebied (Afbeelding 3)
3. Klik in het vak "Out" van het vak "Accelerometer" met daarin de X, Y, X Acceleration-pinnen van de AccelerometerGyroscope1-component om alle Out-pinnen tegelijk aan te sluiten (Afbeelding 3)
4. Beweeg de muis over de invoerpin "X" van het vak "In" van de component AccelerationToAngle1. De Visuino spreidt automatisch de draden zodat ze correct aansluiten op de rest van de pinnen (Afbeelding 3)
5. Sluit de "Out"-pin van de AccelerometerGyroscope1-component aan op de "In"-pin van het I2C-kanaal van de Arduino-component (Afbeelding 4)

Stap 5: In Visuino: pakketcomponent toevoegen en koptekstmarkering instellen

Om alle kanaalgegevens via de seriële poort van Arduino te verzenden, kunnen we de Packet-component gebruiken om de kanalen samen te bundelen en ze weer te geven in de Scope en Gauges in Visuino:

1. Typ "packet" in het filtervak van de Component Toolbox en selecteer vervolgens de component "Sine Analog Generator" (Afbeelding 1) en zet deze neer in het ontwerpgebied
2. Vouw in Eigenschappen de eigenschap "Hoofdmarkering" uit (Afbeelding 2)
3. Klik in de Eigenschappen op de knop "…" (Afbeelding 2)
4. Typ in de Bytes-editor enkele getallen, zoals voorbeeld 55 55 (Afbeelding 3)
5. Klik op de OK-knop om te bevestigen en de editor te sluiten

Stap 6: In Visuino: voeg 3 binaire analoge elementen toe aan de pakketcomponent en verbind ze

1. Klik op de knop "Extra" van de Packet1-component (Afbeelding 1)
2. Selecteer in de editor "Elementen" het element "Binair analoog", en klik vervolgens 3 keer op de knop "+" (afbeelding 2) om 3 analoge elementen toe te voegen (afbeelding 3)
3. Klik in het vak "Out" van het vak "Accelerometer" met de pinnen van de AccelerationToAngle1-component om alle Out-pinnen tegelijk aan te sluiten (Afbeelding 4)
4. Beweeg de muis over de "In"-pin van het "Elements. Analog(Binary)1"-element van de Packet1-component. De Visuino spreidt automatisch de draden zodat ze correct aansluiten op de rest van de pinnen (Afbeelding 4)
5. Verbind de "Out" output pin van de Packet1 component met de "In" input pin van het "Serial [0]" kanaal van de "Arduino" component (Afbeelding 5)

Stap 7: Genereer, compileer en upload de Arduino-code

1. Druk in Visuino op F9 of klik op de knop in afbeelding 1 om de Arduino-code te genereren en de Arduino IDE te openen
2. Klik in de Arduino IDE op de knop Uploaden om de code te compileren en te uploaden (Afbeelding 2)

Stap 8: En speel…

U kunt de aangesloten en draaiende MPU6050-versnellingsmeter en gyroscoopsensor zien op afbeelding 1.

1. Selecteer in Visuino de seriële poort en klik vervolgens op de vervolgkeuzelijst "Formaat:" en selecteer Packet1 (Afbeelding 2)
2. Klik op de knop "Verbinden" (Afbeelding 2)
3. Als u het tabblad "Scope" selecteert, ziet u de Scope die de X-, Y-, Z-hoeken in de loop van de tijd uitzet (Afbeelding 3)
4. Als u het tabblad "Instrumenten" selecteert, ziet u de meters met dezelfde informatie (Afbeelding 4)

U kunt de sensor in actie zien op de video.

Gefeliciteerd! U hebt een Visuino-project gemaakt dat versnelling naar hoek converteert van MPU6050 versnellingsmeter en gyroscoopsensor.

Op afbeelding 5 ziet u het volledige Visuino-diagram.

Ook bijgevoegd is het Visuino-project, dat ik voor deze Instructable heb gemaakt. U kunt het downloaden en openen in Visuino: