Kantelhoeken berekenen uit MPU6050 versnelling met Arduino Nano en Visuino

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online diensten

• Visuino - Grafische ontwikkelomgeving voor Arduino
• Arduino IDE

Over dit project

Eerder publiceerde ik een handleiding over het aansluiten van een MPU9250 (versnellingsmeter, gyroscoop, kompas) aan een Arduino Nano en programmeren met Visuino voor dataweergave op een Scope en Visual Instruments.

De versnellingsmeter stuurt X, Y, Z versnellingskrachten. Vaak willen we deze krachten omzetten in X, Y, Z 3D-hoeken om de 3D-orientatie van de sensor te bepalen. Veel mensen vroegen om zo'n handleiding, en nu is het zover.

Ook werd gevraagd hoe de MPU6050 (versnellingsmeter en gyroscoop) aan te sluiten en te gebruiken. Ik kies voor deze module omdat deze eenvoudiger en goedkoper is dan de MPU9250.

In deze tutorial laat ik zien hoe je de MPU6050 aan een Arduino Nano koppelt en met Visuino programmeert om de versnelling om te zetten in 3D X, Y, Z hoeken.

Stap 1: Componenten

• Één Arduino compatibel board (ik gebruik Arduino Nano, maar elk ander board werkt ook)
• Één MPU6050 Versnellingsmeter Gyroscoop Sensor Module
• 4 Female-Female draadbruggen

Stap 2: MPU6050 aan Arduino Nano aansluiten

• Verbind 5V VCC (rode draad), Ground (zwarte draad), SCL (gele draad), en SDA (groene draad) met de MPU6050 Module (Afbeelding 1)
• Verbind de andere kant van de Ground draad met een Ground pin van de Arduino Nano (Afbeelding 2)
• Verbind de andere kant van de 5V VCC draad met de 5V voedingspin van de Arduino Nano (Afbeelding 2)
• Verbind de andere kant van de SDA draad met SDA/Analoge pin 4 van de Arduino Nano (Afbeelding 3)
• Verbind de andere kant van de SCL draad met SCL/Analoge pin 5 van de Arduino Nano (Afbeelding 3)
• Afbeelding 4 toont de locatie van Ground, 5V, SDA/A4, en SCL/A5 op de Arduino Nano

Stap 3: Visuino starten en Arduino-boardtype selecteren

1. Installeer Arduino IDE (versie 1.6.7 of hoger vereist) vanaf arduino.cc.
2. Installeer Visuino vanaf visuino.com.
3. Start Visuino (Afbeelding 1).
4. Klik op de knop "Tools" bij het Arduino component in Visuino (Afbeelding 1).
5. Selecteer Arduino Nano in het dialoogvenster (Afbeelding 2).

Stap 4: In Visuino: MPU6050 en Acceleration-to-Angle componenten toevoegen en verbinden

1. Typ "6050" in het filtervak van de Component Toolbox, selecteer "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" en sleep het in het ontwerpgebied.
2. Typ "angle" in het filtervak, selecteer "Acceleration To Angle" en sleep het in het ontwerpgebied.
3. Klik in het "Out" vak van het "Accelerometer" vak (met X, Y, Z versnelling pins) van het AccelerometerGyroscope1 component om alle Out-pins tegelijk te verbinden.
4. Beweeg de muis over de "X" input pin van het "In" vak van het AccelerationToAngle1 component. Visuino spread de draden automatisch correct.
5. Verbind de "Out" pin van het AccelerometerGyroscope1 component met de "In" pin van het I2C kanaal van het Arduino component.

Stap 5: In Visuino: Packet component en 3 Binary Analog elementen toevoegen en verbinden

Om alle kanaaldata via de seriële poort te verzenden, gebruiken we het Packet component om de kanalen te pakketten en weer te geven in de Scope en Gauges in Visuino:

1. Typ "packet" in het filtervak, selecteer het "Packet" component (let op: niet "Sine Analog Generator" – dit is een fout in de oorspronkelijke tekst), en sleep het in het ontwerpgebied.
2. In de Object Inspector, vouw de eigenschap "Head Marker" uit.
3. Klik op de "..." knop.
4. In de Bytes editor, typ bijvoorbeeld 55 55.
5. Klik op OK om te bevestigen.

Stap 6: In Visuino: 3 Binary Analog elementen toevoegen aan Packet component en verbinden

1. Klik op de "Tools" knop van het Packet1 component.
2. In de "Elements" editor, selecteer "Binary Analog" en klik 3 keer op de toevoegknop voor 3 Analog elementen.
3. Klik in het "Out" vak van het "Accelerometer" vak van het AccelerationToAngle1 component om alle Out-pins te verbinden.
4. Beweeg de muis over de "In" pin van het eerste "Elements.Analog(Binary)1" element van Packet1. Visuino verbindt automatisch correct.
5. Verbind de "Out" output pin van Packet1 met de "In" input pin van het "Serial[ 0 ]" kanaal van het Arduino component.

Stap 7: Arduino-code genereren, compileren en uploaden

1. In Visuino, druk op F9 of klik op de generatieknop (Afbeelding 1) om de Arduino-code te genereren en de Arduino IDE te openen.
2. In de Arduino IDE, klik op Uploaden om te compileren en uploaden (Afbeelding 2).

Stap 8: Testen en resultaten bekijken

1. In Visuino, selecteer de Seriële Poort, klik op het "Format:" dropdown en selecteer Packet1.
2. Klik op "Connect".
3. Selecteer het tabblad "Scope" om de X, Y, Z hoeken over de tijd te zien plotten.
4. Selecteer het tabblad "Instruments" om de Gauges met dezelfde informatie te zien.

Je kunt de sensor in actie zien in de video.

Gefeliciteerd! Je hebt een Visuino project gemaakt dat Versnelling omzet in Hoek vanuit de MPU6050 Versnellingsmeter en Gyroscoop Sensor.

Op afbeelding 5 zie je het complete Visuino-diagram. Ook is het Visuino-project bijgevoegd als download: visuino.com.

Code

Het complete Visuino-project "MPU6050AccelerationToAngleTutorial" is als download beschikbaar (geen preview).