Arduino Nano و Visuino: تبدیل شتاب به زاویه از شتاب سنج و ژیروسکوپ سنسور MPU6050 I2C: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

چندی پیش من آموزشی را در مورد نحوه اتصال شتاب سنج MPU9250 ، ژیروسکوپ و سنسور قطب نما به آردوینو نانو ارسال کردم و آن را با Visuino برنامه ریزی کردم تا داده های بسته را ارسال کرده و در Scope و Visual Instruments نمایش دهد.

شتاب سنج نیروهای شتاب X ، Y و Z را ارسال می کند. با این حال ، اغلب ما باید نیروها را به زاویه X ، Y ، Z 3D تبدیل کنیم تا جهت گیری سه بعدی سنسور مشخص شود. تعداد کمی از مردم چنین آموزشی را درخواست کردند ، و سرانجام من زمان لازم را برای تهیه آن پیدا کردم.

برخی از افراد همچنین پرسیدند چگونه می توانید شتاب سنج و حسگر ژیروسکوپ MPU6050 را متصل کرده و از آن استفاده کنید ، بنابراین تصمیم گرفتم به جای MPU9250 پیچیده و گران قیمت ، از این ماژول برای آموزش استفاده کنم.

در این آموزش ، به شما نشان می دهم که اتصال شتاب سنج MPU6050 و سنسور ژیروسکوپ به آردوینو نانو چقدر آسان است و با Visuino برنامه ریزی می کنید تا شتاب را به زاویه سه بعدی X ، Y ، Z تبدیل کند.

مرحله 1: اجزاء

1. یک برد سازگار با آردوینو (من از آردوینو نانو استفاده می کنم ، زیرا یکی از آنها را دارم ، اما هر بقیه خوب خواهد بود)
2. یک ماژول سنسور ژیروسکوپ شتاب MPU6050
3. 4 سیم زن جهنده زن

مرحله 2: شتاب سنج و ژیروسکوپ MPU6050 را به آردوینو وصل کنید

1. 5V VCC Power (سیم قرمز) ، زمین (سیم سیاه) ، SCL (سیم زرد) و SDA (سیم سبز) را به ماژول MPU6050 وصل کنید (تصویر 1)
2. انتهای دیگر سیم Ground (سیم سیاه) را به یک پایه زمین از برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 2)
3. انتهای دیگر سیم برق 5V VCC (سیم قرمز) را به پین برق 5 ولت برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 2)
4. انتهای دیگر سیم SDA (سیم سبز) را به SDA/پین آنالوگ 4 برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 3)
5. انتهای دیگر سیم SCL (سیم زرد) را به SCL/پین آنالوگ 5 برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 3)
6. تصویر 4 محل اتصال Ground ، Power 5V ، SDA/Analog pin 4 و SCL/Analog pin 5 ، پین های Arduino Nano را نشان می دهد.

مرحله 3: Visuino را راه اندازی کنید و نوع برد Arduino را انتخاب کنید

برای شروع برنامه نویسی Arduino ، باید Arduino IDE را از اینجا نصب کنید:

اطمینان حاصل کنید که 1.6.7 یا بالاتر را نصب کرده اید ، در غیر این صورت این دستورالعمل کار نمی کند!

Visuino: https://www.visuino.com نیز باید نصب شود.

1. Visuino را همانطور که در تصویر اول نشان داده شده است ، شروع کنید
2. روی دکمه "Tools" در قسمت Arduino (تصویر 1) در Visuino کلیک کنید
3. هنگامی که محاوره ظاهر می شود ، Arduino Nano را همانطور که در تصویر 2 نشان داده شده است انتخاب کنید

مرحله 4: در Visuino: MPU9650 و Acceleration را به اجزای زاویه اضافه و وصل کنید

ابتدا باید قطعاتی را برای کنترل سنسور MPU6050 اضافه کنیم و شتاب X ، Y ، Z را به زاویه 3D X ، Y ، Z تبدیل کنیم:

1. "6050" را در کادر فیلتر جعبه ابزار کامپوننت تایپ کرده و سپس م "لفه "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" (تصویر 1) را انتخاب کرده و در قسمت طراحی رها کنید (تصویر 2)
2. در قسمت Filter جعبه ابزار کامپوننت "angle" را تایپ کرده و سپس م "لفه "Acceleration To Angle" (تصویر 2) را انتخاب کرده و آن را در قسمت طراحی رها کنید (تصویر 3)
3. روی جعبه "Out" کادر "Accelerometer" حاوی X ، Y ، X پین های شتاب دهنده جزء AccelerometerGyroscope1 کلیک کنید تا همزمان همه پین های Out را شروع کنید (تصویر 3)
4. ماوس را روی پین ورودی "X" کادر "In" جزء AccelerationToAngle1 حرکت دهید. Visuino سیم ها را بطور خودکار پخش می کند تا به درستی به بقیه پین ها متصل شوند (تصویر 3)
5. پین "Out" جزء AccelerometerGyroscope1 را به پین "In" کانال I2C جزء آردوینو وصل کنید (تصویر 4)

مرحله 5: در Visuino: Packet Component و Set Header Marker را اضافه کنید

برای ارسال تمام داده های کانال از طریق پورت سریال از آردوینو ، می توانیم از م componentلفه Packet برای بسته بندی کانالها با یکدیگر و نمایش آنها در Scope و Gauges در Visuino استفاده کنیم:

1. "packet" را در کادر Filter جعبه ابزار کامپوننت تایپ کرده و سپس مولفه "Sine Analog Generator" (تصویر 1) را انتخاب کرده و آن را در قسمت طراحی رها کنید.
2. در Properties ویژگی "Head Marker" را گسترش دهید (تصویر 2)
3. در Properties روی دکمه "…" کلیک کنید (تصویر 2)
4. در ویرایشگر Bytes برخی از اعداد را تایپ کنید ، به عنوان مثال 55 55 (تصویر 3)
5. برای تأیید و بستن ویرایشگر روی دکمه OK کلیک کنید

مرحله 6: در Visuino: 3 عنصر آنالوگ باینری را به کامپوننت بسته اضافه کنید و آنها را وصل کنید

1. روی دکمه "Tools" جزء Packet1 کلیک کنید (تصویر 1)
2. در ویرایشگر "Elements" عنصر "Binary Analog" را انتخاب کرده و سپس 3 بار روی دکمه "+" (تصویر 2) کلیک کنید تا 3 عنصر آنالوگ اضافه شود (تصویر 3)
3. روی جعبه "Out" کادر "Accelerometer" حاوی پین های جزء AccelerationToAngle1 کلیک کنید تا همزمان همه پین های Out را متصل کنید (تصویر 4)
4. ماوس را روی پین "In" عنصر "Elements. Analog (Binary) 1" جزء Packet1 حرکت دهید. Visuino سیم ها را بطور خودکار پخش می کند تا به درستی به بقیه پین ها متصل شوند (تصویر 4)
5. پین خروجی "Out" جزء Packet1 را به پین ورودی "In" کانال "Serial [0]" جزء "Arduino" وصل کنید (تصویر 5)

مرحله 7: کد Arduino را ایجاد ، کامپایل و بارگذاری کنید

1. در Visuino ، F9 را فشار دهید یا روی دکمه نشان داده شده در تصویر 1 برای ایجاد کد Arduino کلیک کنید ، و Arduino IDE را باز کنید
2. در Arduino IDE ، روی دکمه Upload کلیک کنید تا کد را کامپایل و بارگذاری کنید (تصویر 2)

مرحله 8: و بازی…

شما می توانید شتاب سنج MPU6050 متصل و در حال اجرا و حسگر ژیروسکوپ را در تصویر 1 مشاهده کنید.

1. در Visuino پورت سریال را انتخاب کنید و سپس روی کادر کشویی "Format:" کلیک کنید و Packet1 را انتخاب کنید (تصویر 2)
2. روی دکمه "اتصال" (تصویر 2) کلیک کنید
3. اگر برگه "Scope" را انتخاب کنید ، Scope را می بینید که زوایای X ، Y ، Z را در طول زمان ترسیم می کند (تصویر 3)
4. اگر برگه "ابزارها" را انتخاب کنید ، می بینید که اندازه گیرها همان اطلاعات را نشان می دهند (تصویر 4)

می توانید سنسور را در حال حرکت در ویدئو ببینید.

تبریک می گویم! شما یک پروژه Visuino برای تبدیل شتاب به زاویه از شتاب سنج MPU6050 و سنسور ژیروسکوپ ایجاد کرده اید.

در تصویر 5 می توانید نمودار Visuino کامل را مشاهده کنید.

همچنین پروژه Visuino ، که برای این دستورالعمل ایجاد کرده ام ، ضمیمه شده است. می توانید آن را در Visuino بارگیری و باز کنید: