ردیابی حرکت با استفاده از MPU-6000 و Arduino Nano: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

MPU-6000 یک سنسور ردیابی حرکت 6 محوره است که دارای شتاب سنج 3 محوره و ژیروسکوپ 3 محوره در آن تعبیه شده است. این سنسور قادر به ردیابی کارآمد موقعیت و موقعیت دقیق یک جسم در صفحه سه بعدی است. می توان از آن در سیستم هایی استفاده کرد که نیاز به تجزیه و تحلیل موقعیت با بالاترین دقت دارند.

در این آموزش ، رابط ماژول سنسور MPU-6000 با آردوینو نانو نشان داده شده است. برای خواندن مقادیر شتاب و زاویه چرخش ، ما از آردوینو نانو با آداپتور I2c استفاده کرده ایم. این آداپتور I2C اتصال به ماژول سنسور را آسان و قابل اطمینان تر می کند.

مرحله 1: سخت افزار مورد نیاز:

مواد مورد نیاز برای تحقق هدف ما شامل اجزای سخت افزاری زیر است:

1. MPU-6000

2. آردوینو نانو

3. کابل I2C

4. I2C Shield برای آردوینو نانو

مرحله 2: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و آردوینو نانو را توضیح می دهد. اطمینان از اتصالات صحیح ضروری ترین ضرورت در هنگام کار بر روی هر سیستم برای خروجی مورد نظر است. بنابراین ، اتصالات مورد نیاز به شرح زیر است:

MPU-6000 از طریق I2C کار می کند. در اینجا مثال نمودار سیم کشی است که نحوه اتصال هر رابط سنسور را نشان می دهد.

خارج از جعبه ، برد برای یک رابط I2C پیکربندی شده است ، بنابراین توصیه می کنیم در غیر این صورت آگنوستیک از این اتصال استفاده کنید.

تنها چیزی که نیاز دارید چهار سیم است! فقط چهار اتصال نیاز به پین های Vcc ، Gnd ، SCL و SDA دارد و این اتصالات با کمک کابل I2C متصل می شوند.

این اتصالات در تصاویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 3: کد برای ردیابی حرکت:

بیایید اکنون با کد arduino شروع کنیم.

هنگام استفاده از ماژول سنسور با آردوینو ، ما کتابخانه Wire.h را شامل می شود. کتابخانه "Wire" شامل عملکردهایی است که ارتباط i2c بین سنسور و برد آردوینو را تسهیل می کند.

برای راحتی کاربر ، کل کد آردوینو در زیر آورده شده است:

#عبارتند از

// آدرس MPU-6000 I2C 0x68 (104) است

#تعریف Addr 0x68

void setup ()

{

// راه اندازی ارتباط I2C به عنوان استاد

Wire.begin ()؛

// برقراری ارتباط سریالی ، تنظیم نرخ باود = 9600

Serial.begin (9600)؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت تنظیمات ژیروسکوپ را انتخاب کنید

Wire.write (0x1B) ؛

// محدوده مقیاس کامل = 2000 dps

Wire.write (0x18) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت نام پیکربندی شتاب سنج را انتخاب کنید

Wire.write (0x1C) ؛

// محدوده مقیاس کامل = +/- 16 گرم

Wire.write (0x18) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// قدرت مدیریت ثبت را انتخاب کنید

Wire.write (0x6B) ؛

// PLL با مرجع xGyro

Wire.write (0x01) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

تأخیر (300) ؛

}

حلقه خالی ()

{

اطلاعات int بدون علامت [6]؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت داده را انتخاب کنید

Wire.write (0x3B) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// درخواست 6 بایت داده

سیم. درخواست از (Addr، 6)؛

// 6 بایت داده را بخوانید

if (Wire.available () == 6)

{

داده [0] = Wire.read ()؛

داده [1] = Wire.read ()؛

داده [2] = Wire.read ()؛

داده [3] = Wire.read ()؛

داده [4] = Wire.read ()؛

داده [5] = Wire.read ()؛

}

// تبدیل داده ها

int xAccl = داده [0] * 256 + داده [1] ؛

int yAccl = داده [2] * 256 + داده [3]؛

int zAccl = داده [4] * 256 + داده [5]؛

// شروع انتقال I2C

Wire.beginTransmission (Addr)؛

// ثبت داده را انتخاب کنید

Wire.write (0x43) ؛

// توقف انتقال I2C

Wire.endTransmission ()؛

// درخواست 6 بایت داده

سیم. درخواست از (Addr، 6)؛

// 6 بایت داده را بخوانید

if (Wire.available () == 6)

{

داده [0] = Wire.read ()؛

داده [1] = Wire.read ()؛

داده [2] = Wire.read ()؛

داده [3] = Wire.read ()؛

داده [4] = Wire.read ()؛

داده [5] = Wire.read ()؛

}

// تبدیل داده ها

int xGyro = داده [0] * 256 + داده [1] ؛

int yGyro = داده [2] * 256 + داده [3] ؛

int zGyro = داده [4] * 256 + داده [5]؛

// خروجی داده ها به مانیتور سریال

Serial.print ("شتاب در محور X:") ؛

Serial.println (xAccl) ؛

Serial.print ("شتاب در محور Y:") ؛

Serial.println (yAccl) ؛

Serial.print ("شتاب در محور Z:") ؛

Serial.println (zAccl) ؛

Serial.print ("محور چرخش X:") ؛

Serial.println (xGyro) ؛

Serial.print ("Y-Axis of Rotation:") ؛

Serial.println (yGyro) ؛

Serial.print ("محور محور چرخش:") ؛

Serial.println (zGyro) ؛

تأخیر (500) ؛

}

در کتابخانه سیم Wire.write () و Wire.read () برای نوشتن دستورات و خواندن خروجی سنسور استفاده می شود.

Serial.print () و Serial.println () برای نمایش خروجی سنسور در مانیتور سریال Arduino IDE استفاده می شود.

خروجی سنسور در تصویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: برنامه های کاربردی:

MPU-6000 یک حسگر ردیابی حرکت است که کاربرد خود را در رابط حرکت تلفن های هوشمند و تبلت ها پیدا می کند. در تلفن های هوشمند این سنسورها می توانند در برنامه هایی مانند دستورات حرکتی برای برنامه ها و کنترل تلفن ، بازی های پیشرفته ، واقعیت افزوده ، عکسبرداری و مشاهده پانوراما و ناوبری عابران پیاده و وسایل نقلیه استفاده شوند. فناوری MotionTracking می تواند گوشی ها و تبلت ها را به دستگاه های هوشمند سه بعدی قدرتمند تبدیل کند که می توانند در برنامه های مختلف از جمله نظارت بر سلامت و تناسب اندام گرفته تا خدمات مبتنی بر مکان استفاده شوند.