آردوینو نانو: شتاب سنج ژیروسکوپ قطب نما MPU9250 I2C سنسور با Visuino: 11 مرحله

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

MPU9250 یکی از پیشرفته ترین سنسورهای شتاب سنج ، ژیروسکوپ و قطب نما است که در حال حاضر موجود است. آنها دارای بسیاری از ویژگی های پیشرفته هستند ، از جمله فیلتر کم گذر ، تشخیص حرکت و حتی یک پردازنده تخصصی قابل برنامه ریزی. با وجود 130 ثبت ، با تنظیمات زیاد ، کار با آنها نیز بسیار دشوار است.

چند هفته پیش GearBest به اندازه کافی خوب بود که ماژول MPU9250 را برای حمایت از ویسوینو پشتیبانی کند. 2 هفته کار سخت طول کشید ، اما در پایان نه تنها پشتیبانی MPU9250 را پیاده کردم ، بلکه مبدل Acceleration To Angle ، مکمل (مرتبه اول و دوم) و فیلترهای کالمن را که می توان با آن برای بهبود استفاده کرد ، اضافه کردم. دقت، درستی.

این اولین دستورالعمل پشتیبانی MPU9250 جدید در Visuino است و نشان می دهد که استفاده از آن در Visuino چقدر آسان است. در دستورالعمل های زیر به شما نشان خواهم داد که چگونه می توانید از مبدل شتاب به زاویه ، فیلترهای مکمل و کالمن استفاده کنید و نتایج خوبی از ماژول سنسور خود بگیرید.

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 MPU9250 (در مورد من توسط GearBest اهدا شده است)
3. 4 سیم زن جهنده زن

مرحله 2: قطب نما ژیروسکوپ شتاب سنج MPU9250 را به آردوینو وصل کنید

1. 5V VCC Power (سیم قرمز) ، زمین (سیم سیاه) ، SDA (سیم سبز) و SCL (سیم زرد) را به ماژول MPU9250 وصل کنید (تصویر 1)
2. انتهای دیگر سیم Ground (سیم مشکی) را به پایه زمین برد Arduino وصل کنید (تصویر 2)
3. سر دیگر سیم برق 5 ولت VCC (سیم قرمز) را به پین برق 5 ولت برد آردوینو وصل کنید (تصویر 2)
4. انتهای دیگر سیم SDA (سیم سبز) را به SDA/پین آنالوگ 4 برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 2)
5. انتهای دیگر سیم SCL (سیم زرد) را به SCL/پین آنالوگ 5 برد Arduino Nano وصل کنید (تصویر 2)
6. تصویر 3 محل اتصال Ground ، 5V Power ، 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: کامپوننت MPU9250 را اضافه و وصل کنید

1. "mpu" را در کادر فیلتر جعبه ابزار کامپوننت تایپ کرده و سپس م "لفه "Accelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C" (تصویر 1) را انتخاب کرده و آن را در قسمت طراحی رها کنید (تصویر 2)
2. پین "Out" جزء AccelerometerGyroscopeCompass1 را به پین "In" کانال I2C جزء آردوینو وصل کنید (تصویر 3)

مرحله 5: در Visuino: افزودن و اتصال بسته کامپوننت

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. "pack" را در فیلتر فیلد جعبه ابزار کامپوننت تایپ کنید ، سپس م "لفه "Packet" (تصویر 1) را انتخاب کرده و آن را در قسمت طراحی رها کنید.
2. پین خروجی "Out" جزء Packet1 را به پین ورودی "In" کانال "Serial [0]" جزء "Arduino" وصل کنید (تصویر 2)

مرحله 6: در Visuino: 7 عنصر آنالوگ باینری را به کامپوننت بسته اضافه کنید و نام آنها را مشخص کنید

1. روی دکمه "Tools" جزء Packet1 کلیک کنید (تصویر 1)
2. در ویرایشگر "Elements" عنصر "Binary Analog" را انتخاب کرده و سپس روی دکمه "+" (تصویر 2) کلیک کنید تا عنصر آنالوگ اضافه شود.
3. در Object Inspector ویژگی "Name" عنصر آنالوگ را روی "Compass (X)" تنظیم کنید (تصویر 3)
4. در ویرایشگر "Elements" عنصر "Binary Analog" را در سمت راست انتخاب کنید و سپس روی دکمه "+" در سمت چپ کلیک کنید تا یک عنصر آنالوگ دیگر اضافه شود.
5. در Object Inspector ویژگی "Name" عنصر آنالوگ جدید را روی "Compass (Y)" تنظیم کنید (تصویر 4)
6. در ویرایشگر "Elements" عنصر "Binary Analog" را در سمت راست انتخاب کنید و سپس روی دکمه "+" در سمت چپ کلیک کنید تا یک عنصر آنالوگ دیگر اضافه شود.
7. در Object Inspector ویژگی "Name" عنصر آنالوگ جدید را روی "Compass (Z)" تنظیم کنید (تصویر 5)
8. مراحل مشابه را برای افزودن 7 عنصر آنالوگ باینری دیگر به نام های "شتاب سنج (X)" ، "شتاب سنج (Y)" ، "شتاب سنج (Z)" ، "ژیروسکوپ (X)" ، "ژیروسکوپ (Y)" ، "ژیروسکوپ (Z) "و" دماسنج "(تصویر 6)

مرحله 7: در Visuino: تجسم عنصر بسته را برای دماسنج پیکربندی کنید

Visuino به طور پیش فرض می تواند عناصر آنالوگ را از جزء بسته در اندازه گیری ها نشان دهد. خوب است که دما را در دماسنج نمایش دهید. Visuino به شما امکان می دهد نحوه نمایش عناصر آنالوگ را سفارشی کنید.

1. در ویرایشگر Elements ، آخرین عنصر آنالوگ با نام "دماسنج" را انتخاب کنید (تصویر 1)
2. در Object Inspector ویژگی "Instrument" را انتخاب کرده و روی دکمه "Arrow Down" در کنار مقدار آن کلیک کنید (تصویر 1)
3. از کادر کشویی "دماسنج" را انتخاب کنید (تصویر 2)
4. در Object Inspector ، ویژگی "Instrument" ، سپس ویژگی فرعی "Scale" را گسترش دهید (تصویر 3)
5. در Object Inspector مقدار ویژگی فرعی "Auto" "Scale" را روی False قرار دهید (تصویر 3) این کار مقیاس بندی خودکار دماسنج را غیرفعال می کند.
6. در Object Inspector ، ویژگی فرعی "Max" مقیاس را روی 100 تنظیم کنید (تصویر 4) این دماسنج را طوری تنظیم می کند که مقیاسی از 0 تا 100 داشته باشد.

مرحله 8: در Visuino: هدر بسته منحصر به فرد را مشخص کنید

برای اطمینان از اینکه Visuino نقطه شروع بسته را پیدا می کند ، باید یک هدر منحصر به فرد داشته باشیم. جزء بسته از الگوریتم خاصی استفاده می کند تا مطمئن شود نشانگر سرصفحه در داده ها ظاهر نمی شود.

1. جزء Packet1 را انتخاب کنید (تصویر 1)
2. در Object Inspector ویژگی "Head Marker" را گسترش دهید (تصویر 1)
3. در Object Inspector روی دکمه "…" کلیک کنید (تصویر 1)
4. در ویرایشگر Bytes برخی از اعداد را تایپ کنید ، به عنوان مثال 55 55 (تصویر 2)
5. برای تأیید و بستن ویرایشگر روی دکمه OK کلیک کنید

مرحله 9: در Visuino: قطعه MPU9250 را به عناصر کامپوننت بسته متصل کنید

1. روی کادر "Out" حاوی پین های "Compass" جزء شتاب سنج GyroscopeCompass1 کلیک کنید تا همزمان همه پین های Out را متصل کنید (تصویر 1)
2. ماوس را روی پین "In" عنصر "Elements. Compass (X)" جزء Packet1 حرکت دهید. Visuino سیم ها را به طور خودکار پخش می کند تا به درستی به بقیه پین ها متصل شوند (تصویر 1)
3. روی کادر "Out" حاوی پین های "Accelerometer" جزء AccelerometerGyroscopeCompass1 کلیک کنید تا همزمان همه پین های Out را متصل کنید (تصویر 2)
4. ماوس را روی پین "In" عنصر "Elements. Accelerometer (X)" جزء Packet1 حرکت دهید. Visuino به طور خودکار سیم ها را پخش می کند تا به درستی به بقیه پین ها متصل شوند (تصویر 2)
5. روی کادر "Out" حاوی پین های "Gyroscope" جزء AccelerometerGyroscopeCompass1 کلیک کنید تا همزمان همه پین های Out را متصل کنید (تصویر 3)
6. ماوس را روی پین "In" عنصر "Elements. Gyroscope (X)" جزء Packet1 حرکت دهید. Visuino سیم ها را بطور خودکار پخش می کند تا به درستی به بقیه پین ها متصل شوند (تصویر 3)
7. پین "Out" "دماسنج" جزء AccelerometerGyroscopeCompass1 را به پین "In" پین ورودی "Elements. Thermometer" جزء Packet1 وصل کنید (تصویر 4)

مرحله 10: 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 11: و بازی کنید…

1. در Visuino ComPort را انتخاب کرده و سپس روی کادر کشویی "Format:" کلیک کنید و Packet1 (تصویر 1) را انتخاب کنید.
2. روی دکمه "اتصال" (تصویر 1) کلیک کنید
3. اگر برگه "Scope" را انتخاب کنید ، Scope را می بینید که مقادیر X ، Y ، Z را از شتاب سنج ، ژیروسکوپ و قطب نما و همچنین دما در طول زمان ترسیم می کند (تصویر 2)
4. اگر برگه "Instruments" را انتخاب کنید ، دماسنج و ابزار اندازه گیری اطلاعات یکسانی را مشاهده خواهید کرد (تصویر 3)

شما می توانید شتاب سنج ، ژیروسکوپ و قطب نما MPU9250 متصل و در حال اجرا را در تصویر 4 مشاهده کنید.

تبریک می گویم! شما یک پروژه اندازه گیری شتاب سنج ، ژیروسکوپ و قطب نما MPU9250 در آردوینو ، با ابزارهای بصری 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: