Arduino Nano ja Visuino: Muunna kiihtyvyys kulmaksi kiihtyvyysmittarista ja gyroskoopista MPU6050 I2C -anturi: 8 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Jokin aika sitten lähetin opetusohjelman siitä, kuinka voit liittää MPU9250 -kiihtyvyysmittarin, gyroskoopin ja kompassianturin Arduino Nano -laitteeseen ja ohjelmoida sen Visuinolla lähettämään pakettidataa ja näyttää sen Scope- ja Visual Instruments -laitteissa.

Kiihtyvyysmittari lähettää X-, Y- ja Z -kiihtyvyysvoimia. Usein meidän on kuitenkin muutettava voimat X, Y, Z 3D -kulmaksi anturin 3D -suunnan määrittämiseksi. Melko harvat ihmiset pyysivät tällaista opetusohjelmaa, ja lopulta olen löytänyt aikaa tehdä se.

Jotkut kysyivät myös, miten voit liittää ja käyttää MPU6050 -kiihtyvyysmittaria ja gyroskooppianturia, joten päätin käyttää tätä moduulia opetusohjelmassa monimutkaisemman ja kalliimman MPU9250: n sijasta.

Tässä opetusohjelmassa näytän sinulle, kuinka helppoa on liittää MPU6050 -kiihtyvyysmittari ja gyroskooppianturi Arduino Nano -laitteeseen ja ohjelmoida se Visuino -ohjelmalla muuntaaksesi kiihtyvyys 3D X-, Y- ja Z -kulmaksi.

Vaihe 1: Komponentit

1. Yksi Arduino -yhteensopiva levy (käytän Arduino Nanoa, koska minulla on sellainen, mutta mikä tahansa muu on hyvä)
2. Yksi MPU6050 -kiihtyvyys gyroskooppianturimoduuli
3. 4 naaras-naarasliitinjohtoa

Vaihe 2: Yhdistä MPU6050 -kiihtyvyysmittari ja gyroskooppi Arduinoon

1. Liitä 5V VCC -virta (punainen johto), maadoitus (musta johto), SCL (keltainen johto) ja SDA (vihreä johto) MPU6050 -moduuliin (Kuva 1)
2. Liitä maadoitusjohdon toinen pää (musta johto) Arduino Nano -kortin maadoitusnastaan (Kuva 2)
3. Liitä 5 V VCC -johdon toinen pää (punainen johto) Arduino Nano -kortin 5 V: n virtatappiin (Kuva 2)
4. Liitä SDA -johdon toinen pää (vihreä johto) Arduino Nano -kortin SDA/analogiseen nastaan 4 (Kuva 3)
5. Liitä SCL -johdon toinen pää (keltainen johto) Arduino Nano -kortin SCL/analogiseen nastaan 5 (Kuva 3)
6. Kuva 4 näyttää missä Arduino Nanon maadoitus, 5 V: n virta, SDA/analoginen nasta 4 ja SCL/analoginen nasta 5, nastat

Vaihe 3: Käynnistä Visuino ja valitse Arduino -levyn tyyppi

Arduinon ohjelmoinnin aloittamiseksi sinun on asennettava Arduino IDE täältä:

Varmista, että asennat 1.6.7 tai uudemman, muuten tämä Instructable ei toimi!

Visuino: https://www.visuino.com on myös asennettava.

1. Käynnistä Visuino kuten ensimmäisessä kuvassa
2. Napsauta Visuinon Arduino -komponentin (Kuva 1) "Työkalut" -painiketta
3. Kun valintaikkuna tulee näkyviin, valitse Arduino Nano kuvan 2 mukaisesti

Vaihe 4: Visuinossa: Lisää ja liitä MPU9650 ja kiihtyvyys kulmakomponentteihin

Ensin meidän on lisättävä komponentteja MPU6050 -anturin ohjaamiseen ja muutettava X, Y, Z -kiihtyvyys 3D X, Y, Z -kulmaksi:

1. Kirjoita "6050" komponenttityökaluryhmän Suodatin -ruutuun ja valitse sitten "Kiihtyvyysmittarin gyroskooppi MPU6000/MPU6050 I2C" -komponentti (Kuva 1) ja pudota se suunnittelualueelle (Kuva 2)
2. Kirjoita "kulma" Komponenttityökaluryhmän Suodatin -ruutuun ja valitse sitten "Kiihtyvyys kulmaan" -komponentti (Kuva 2) ja pudota se suunnittelualueelle (Kuva 3)
3. Napsauta "Kiihtyvyysmittari" -ruudun "Out" -ruutua, joka sisältää AccelerometerGyroscope1 -komponentin X, Y, X -kiihdytysnastat, niin voit aloittaa kaikkien Out -nastojen yhdistämisen kerralla (Kuva 3)
4. Siirrä hiiri AccelerationToAngle1 -komponentin "In" -ruudun "X" -tulonapin päälle. Visuino levittää johdot automaattisesti, jotta ne kytkeytyvät oikein muihin nastoihin (Kuva 3)
5. Liitä AccelerometerGyroscope1 -laitteen "Out" -nasta Arduino -komponentin I2C -kanavan "In" -nastaan (Kuva 4)

Vaihe 5: Visuino: Lisää pakettikomponentti ja aseta otsikkomerkki

Jos haluat lähettää kaikki kanavatiedot sarjaportin kautta Arduinolta, voimme käyttää pakettikomponenttia pakataksesi kanavat yhteen ja näyttämään ne Visuinon laajuudessa ja mittareissa:

1. Kirjoita "paketti" Komponenttityökaluryhmän Suodatin -ruutuun ja valitse sitten "Sininen analogigeneraattori" -komponentti (Kuva 1) ja pudota se suunnittelualueelle
2. Laajenna Ominaisuudet -kohdassa "Head Marker" -ominaisuus (kuva 2)
3. Napsauta Ominaisuudet -kohdassa "…" -painiketta (Kuva 2)
4. Kirjoita Tavut -editorissa joitakin numeroita, esimerkiksi 55 55 (Kuva 3)
5. Vahvista ja sulje editori napsauttamalla OK -painiketta

Vaihe 6: Visuinossa: Lisää 3 binääristä analogista elementtiä pakettikomponenttiin ja yhdistä ne

1. Napsauta Packet1 -komponentin "Työkalut" -painiketta (Kuva 1)
2. Valitse "Elements" -editorissa "Binary Analog" -elementti ja napsauta sitten "+" -painiketta 3 kertaa (Kuva 2) lisätäksesi 3 analogista elementtiä (Kuva 3)
3. Napsauta "Kiihtyvyysmittari" -laatikon "Out" -ruutua, joka sisältää AccelerationToAngle1 -komponentin nastat, jotta voit liittää kaikki Out -nastat kerralla (Kuva 4)
4. Siirrä hiiri Packet1 -komponentin "Elements. Analog (Binary) 1" -elementin "In" -tapin päälle. Visuino levittää johdot automaattisesti, jotta ne kytkeytyvät oikein muihin nastoihin (Kuva 4)
5. Liitä Packet1 -komponentin "Out" -lähtötappi "Arduino" -komponentin "Serial [0" "-kanavan" In "-tuloliitäntään (Kuva 5)

Vaihe 7: Luo, käännä ja lähetä Arduino -koodi

1. Visuino -ohjelmassa paina F9 tai napsauta kuvassa 1 näkyvää painiketta Luo Arduino -koodi ja avaa Arduino IDE
2. Napsauta Arduino IDE: ssä Lataa -painiketta, niin voit koota ja lähettää koodin (Kuva 2)

Vaihe 8: Pelaa…

Liitetyn ja käynnissä olevan MPU6050 -kiihtyvyysmittarin ja gyroskooppianturin näet kuvassa 1.

1. Valitse Visuinossa sarjaportti ja napsauta avattavaa "Muoto:" -valikkoa ja valitse Packet1 (Kuva 2)
2. Napsauta "Yhdistä" -painiketta (Kuva 2)
3. Jos valitset "Soveltamisala" -välilehden, näet laajuuden, joka piirtää X-, Y- ja Z -kulmat ajan myötä (Kuva 3)
4. Jos valitset "Instruments" -välilehden, näet mittarit, jotka näyttävät samat tiedot (Kuva 4)

Voit nähdä anturin toiminnassa videossa.

Onnittelut! Olet luonut Visuino -projektin, joka muuntaa kiihtyvyyden kulmaksi MPU6050 -kiihtyvyysmittarista ja gyroskooppianturista.

Kuvassa 5 näet koko Visuino -kaavion.

Liitteenä on myös Visuino -projekti, jonka loin tälle Instructablelle. Voit ladata ja avata sen Visuinossa: