Arduino Nano: kiihtyvyysmittari Gyroskooppi Kompassi MPU9250 I2C -anturi Visuino: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

MPU9250 on yksi edistyneimmistä yhdistetyistä pienikokoisista kiihtyvyysanturi-, gyroskooppi- ja kompassiantureista. Niissä on monia kehittyneitä ominaisuuksia, kuten alipäästösuodatus, liiketunnistus ja jopa ohjelmoitava erikoisprosessori. Kuitenkin lähes 130 rekisteriä ja monia asetuksia on myös erittäin vaikea käsitellä koodista.

Pari viikkoa sitten GearBest oli tarpeeksi mukava lahjoittaa MPU9250 -moduulin sponsoriksi tuen lisäämiseksi Visuinoon. Kesti 2 viikkoa kovaa työtä, mutta lopulta minulla ei ollut vain MPU9250: n tuki, vaan lisäsin myös kiihtyvyyskulma -muuntimen, täydentävän (ensimmäinen ja toinen tilaus) ja Kalman -suodattimet, joita voidaan käyttää sen kanssa tarkkuutta.

Tämä on ensimmäinen Instinoable -ohjelma Visuinon uudessa MPU9250 -tuessa, ja se osoittaa, kuinka helppoa sen käyttäminen Visuinon kanssa on. Seuraavissa ohjeissa näytän sinulle, kuinka voit käyttää kiihtyvyyskulma -muunninta, täydentävää ja Kalman -suodatinta ja saada todella hyviä tuloksia anturimoduulistasi.

Vaihe 1: Komponentit

1. Yksi Arduino -yhteensopiva levy (käytän Arduino Nanoa, koska minulla on sellainen, mutta mikä tahansa muu on hyvä)
2. Yksi MPU9250 -anturimoduuli (minun tapauksessani GearBest lahjoitti anteliaasti)
3. 4 naaras-naarasliitinjohtoa

Vaihe 2: Yhdistä MPU9250 -kiihtyvyysmittarin gyroskooppikompassi Arduinoon

1. Liitä 5V VCC -virta (punainen johto), maadoitus (musta johto), SDA (vihreä johto) ja SCL (keltainen johto) MPU9250 -moduuliin (Kuva 1)
2. Liitä maadoitusjohdon toinen pää (musta johto) Arduino -kortin maadoitusnastaan (Kuva 2)
3. Liitä 5 V VCC -johdon toinen pää (punainen johto) Arduino -kortin 5 V: n virtatappiin (Kuva 2)
4. Liitä SDA -johdon toinen pää (vihreä johto) Arduino Nano -kortin SDA/analogiseen nastaan 4 (Kuva 2)
5. Liitä SCL -johdon toinen pää (keltainen johto) Arduino Nano -kortin SCL/analogiseen nastaan 5 (Kuva 2)
6. Kuva 3 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 MPU9250 -komponentti

1. Kirjoita "komponenttityökalut" Suodatin -ruutuun "mpu" ja valitse sitten "Kiihtyvyysmittarin gyroskooppikompassi MPU9250 I2C" -komponentti (Kuva 1) ja pudota se suunnittelualueelle (Kuva 2)
2. Liitä AccelerometerGyroscopeCompass1 -komponentin "Out" -nasta Arduino -komponentin I2C -kanavan "In" -nastaan (Kuva 3)

Vaihe 5: Visuinossa: Lisää ja yhdistä pakettikomponentti

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

1. Kirjoita komponenttityökalun Suodatin -ruutuun "pack" ja valitse sitten "Packet" -komponentti (Kuva 1) ja pudota se suunnittelualueelle
2. Liitä Packet1 -komponentin "Out" -lähtötappi "Arduino" -komponentin "Serial [0" "-kanavan" In "-tuloliitäntään (Kuva 2)

Vaihe 6: Visuinossa: Lisää 7 binääristä analogista elementtiä pakettikomponenttiin ja määritä niiden nimet

1. Napsauta Packet1 -komponentin "Työkalut" -painiketta (Kuva 1)
2. Valitse "Elements" -editorissa "Binary Analog" -elementti ja lisää sitten analoginen elementti napsauttamalla "+" -painiketta (Kuva 2).
3. Aseta objektitarkastajan analogisen elementin "Nimi" -ominaisuudeksi "Kompassi (X)" (Kuva 3)
4. Valitse "Elements" -editorissa "Binary Analog" -elementti oikealta ja napsauta sitten "+" -painiketta vasemmalla lisätäksesi toisen analogisen elementin
5. Aseta objektitarkastajan uuden analogisen elementin "Nimi" -ominaisuudeksi "Kompassi (Y)" (Kuva 4)
6. Valitse "Elements" -editorissa "Binary Analog" -elementti oikealta ja napsauta sitten "+" -painiketta vasemmalla lisätäksesi toisen analogisen elementin
7. Aseta objektitarkastajan uuden analogisen elementin "Nimi" -ominaisuudeksi "Kompassi (Z)" (Kuva 5)
8. Toista samat vaiheet lisätäksesi vielä seitsemän binaarianalogista elementtiä nimeltä "Kiihtyvyysmittari (X)", "Kiihtyvyysmittari (Y)", "Kiihtyvyysmittari (Z)", "Gyroskooppi (X)", "Gyroskooppi (Y)", "Gyroskooppi (Z) "ja" Lämpömittari "(Kuva 6)

Vaihe 7: Visuinossa: Määritä lämpömittarin pakettielementin visualisointi

Visuino voi oletusarvoisesti näyttää pakettikomponentin analogiset elementit mittareina. On kuitenkin mukava näyttää lämpötila lämpömittarissa. Visuino mahdollistaa analogisten elementtien esitystavan mukauttamisen.

1. Valitse elementtieditorissa viimeinen analoginen elementti nimeltä "Lämpömittari" (Kuva 1)
2. Valitse Object Inspectorissa "Instrument" -ominaisuus ja napsauta "Arrow down" -painiketta sen arvon vieressä (Kuva 1)
3. Valitse pudotusvalikosta "Lämpömittari" (Kuva 2)
4. Laajenna objektitarkastajassa "Instrument" -ominaisuus ja sitten Scale-ali-ominaisuus (Kuva 3)
5. Aseta kohdeselvittimessä asteikon "Automaattinen" aliominaisuuden arvoksi False (Kuva 3) Tämä poistaa lämpömittarin automaattisen skaalauksen käytöstä
6. Aseta Objektitarkastaja-asteikon "Scale" -alaominaisuuden "Max" arvoksi 100 (Kuva 4) Tämä määrittää lämpömittarin asteikon 0-100

Vaihe 8: Visuino: Määritä ainutlaatuinen paketin otsikko

Jotta voimme varmistaa, että Visuino löytää paketin lähtökohdan, meillä on oltava ainutlaatuinen otsikko. Pakettiosa käyttää erityistä algoritmia varmistaakseen, että otsikkomerkki ei näy tiedoissa.

1. Valitse Packet1 -komponentti (Kuva 1)
2. Laajenna objektitarkastajan "Head Marker" -ominaisuus (kuva 1)
3. Napsauta Object Inspectorissa "…" -painiketta (Kuva 1)
4. Kirjoita Tavut -editorissa joitakin numeroita, esimerkiksi 55 55 (Kuva 2)
5. Vahvista ja sulje editori napsauttamalla OK -painiketta

Vaihe 9: Visuinossa: Liitä MPU9250 -komponentti pakettikomponentin elementteihin

1. Napsauta "Out" -ruutua, joka sisältää AccelerometerGyroscopeCompass1 -komponentin "Kompassin" nastat aloittaaksesi kaikkien Out -nastojen yhdistämisen kerralla (Kuva 1)
2. Siirrä hiiri Packet1 -komponentin "Elements. Compass (X)" -elementin "In" -tapin päälle. Visuino levittää johdot automaattisesti, jotta ne kytkeytyvät oikein muihin nastoihin (Kuva 1)
3. Napsauta "Out" -ruutua, joka sisältää AccelerometerGyroscopeCompass1 -komponentin "Kiihtyvyysmittarin" nastat aloittaaksesi kaikkien Out -nastojen yhdistämisen kerralla (Kuva 2)
4. Siirrä hiiri Packet1 -komponentin "Elements. Accelerometer (X)" -elementin "In" -tapin päälle. Visuino levittää johdot automaattisesti, jotta ne kytkeytyvät oikein muihin nastoihin (Kuva 2)
5. Napsauta "Out" -ruutua, joka sisältää AccelerometerGyroscopeCompass1 -komponentin "Gyroskoopin" nastat aloittaaksesi kaikkien Out -nastojen yhdistämisen kerralla (Kuva 3)
6. Siirrä hiiri Packet1 -komponentin "Elements. Gyroscope (X)" -elementin "In" -tapin päälle. Visuino levittää johdot automaattisesti, jotta ne kytkeytyvät oikein muihin nastoihin (Kuva 3)
7. Liitä AccelerometerGyroscopeCompass1 -komponentin "Lämpömittarin" "Out" -nasta Packet1 -komponentin "Elements. Thermometer" -tulon "In" -nastaan (Kuva 4)

Vaihe 10: 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 11: Pelaa…

1. Valitse Visuinossa ComPort ja napsauta sitten avattavaa "Format:" -valikkoa ja valitse Packet1 (Kuva 1)
2. Napsauta "Yhdistä" -painiketta (Kuva 1)
3. Jos valitset "Soveltamisala" -välilehden, näet laajuuden, joka piirtää X-, Y-, Z -arvot kiihtyvyysmittarista, gyroskoopista ja kompassista sekä lämpötilan ajan mittaan (Kuva 2)
4. Jos valitset "Mittarit" -välilehden, näet lämpömittarin ja mittarit, jotka näyttävät samat tiedot (Kuva 3)

Liitetyn ja käynnissä olevan MPU9250 -kiihtyvyysanturin, gyroskoopin ja kompassianturin näet kuvassa 4.

Onnittelut! Olet luonut MPU9250 -kiihtyvyysmittarin, gyroskoopin ja kompassin mittausprojektin Arduinossa, jossa on visuaalinen instrumentointi.

Kuvassa 5 näet koko Visuino -kaavion.

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