Bewegungsverfolgung mit MPU-6000 und Arduino Nano - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

MPU-6000 ist ein 6-Achsen-Bewegungsverfolgungssensor, in den ein 3-Achsen-Beschleunigungsmesser und ein 3-Achsen-Gyroskop eingebettet sind. Dieser Sensor ist in der Lage, die genaue Position und Position eines Objekts in der dreidimensionalen Ebene effizient zu verfolgen. Es kann in Systemen eingesetzt werden, die eine Positionsanalyse mit höchster Präzision erfordern.

In diesem Tutorial wurde die Anbindung des MPU-6000-Sensormoduls an arduino nano veranschaulicht. Zum Auslesen der Beschleunigungs- und Drehwinkelwerte haben wir arduino nano mit einem I2c-Adapter verwendet. Dieser I2C-Adapter macht die Verbindung zum Sensormodul einfach und zuverlässiger.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. MPU-6000

2. Arduino Nano

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Arduino Nano

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erläutert im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem arduino nano. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der MPU-6000 wird über I2C arbeiten. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind.

Alles was Sie brauchen sind vier Drähte! Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Code für Bewegungsverfolgung:

Beginnen wir jetzt mit dem Arduino-Code.

Bei der Verwendung des Sensormoduls mit dem arduino binden wir die Wire.h-Bibliothek ein. Die Bibliothek "Wire" enthält die Funktionen, die die i2c-Kommunikation zwischen dem Sensor und dem Arduino-Board erleichtern.

Der gesamte Arduino-Code ist unten für den Benutzer angegeben:

#enthalten

// MPU-6000 I2C-Adresse ist 0x68(104)

#define Addr 0x68

Void-Setup ()

{

// I2C-Kommunikation als Master initialisieren

Wire.begin();

// Serielle Kommunikation initialisieren, Baudrate = 9600. einstellen

Serial.begin (9600);

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Gyroskop-Konfigurationsregister auswählen

Wire.write (0x1B);

// Skalenendwert = 2000 dps

Wire.write (0x18);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Wählen Sie das Beschleunigungssensor-Konfigurationsregister

Wire.write (0x1C);

// Skalenendwert = +/-16g

Wire.write (0x18);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Energieverwaltungsregister auswählen

Wire.write (0x6B);

// PLL mit xGyro-Referenz

Wire.write (0x01);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

Verzögerung (300);

}

Leere Schleife ()

{

unsignierte int-Daten[6];

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister auswählen

Wire.write (0x3B);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 6 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// 6 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

data[1] = Wire.read();

data[2] = Wire.read();

Daten[3] = Wire.read();

data[4] = Wire.read();

data[5] = Wire.read();

}

// Konvertieren Sie die Daten

int xAccl = data[0] * 256 + data[1];

int yAccl = Daten[2] * 256 + Daten[3];

int zAccl = Daten[4] * 256 + Daten[5];

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister auswählen

Wire.write (0x43);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 6 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// 6 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

data[1] = Wire.read();

data[2] = Wire.read();

Daten[3] = Wire.read();

data[4] = Wire.read();

data[5] = Wire.read();

}

// Konvertieren Sie die Daten

int xGyro = data[0] * 256 + data[1];

int yGyro = Daten[2] * 256 + Daten[3];

int zGyro = Daten[4] * 256 + Daten[5];

// Daten an seriellen Monitor ausgeben

Serial.print ("Beschleunigung in der X-Achse: ");

Serial.println (xAccl);

Serial.print ("Beschleunigung in der Y-Achse: ");

Serial.println (yAccl);

Serial.print ("Beschleunigung in der Z-Achse: ");

Serial.println (zAccl);

Serial.print ("X-Rotationsachse: ");

Serial.println (xGyro);

Serial.print ("Y-Rotationsachse: ");

Serial.println (yGyro);

Serial.print ("Z-Rotationsachse: ");

Serial.println (zGyro);

Verzögerung (500);

}

In der Drahtbibliothek werden Wire.write() und Wire.read() verwendet, um die Befehle zu schreiben und den Sensorausgang zu lesen.

Serial.print () und Serial.println () wird verwendet, um die Ausgabe des Sensors auf dem seriellen Monitor der Arduino IDE anzuzeigen.

Die Ausgabe des Sensors ist im Bild oben dargestellt.

Schritt 4: Anwendungen:

MPU-6000 ist ein Motion-Tracking-Sensor, der seine Anwendung in der Bewegungsschnittstelle von Smartphones und Tablets findet. In Smartphones können diese Sensoren in Anwendungen wie Gestenbefehlen für Anwendungen und Telefonsteuerung, Enhanced Gaming, Augmented Reality, Panoramafotoaufnahme und -betrachtung sowie Fußgänger- und Fahrzeugnavigation eingesetzt werden. Die MotionTracking-Technologie kann Handys und Tablets in leistungsstarke 3D-intelligente Geräte umwandeln, die in Anwendungen eingesetzt werden können, die von der Gesundheits- und Fitnessüberwachung bis hin zu standortbasierten Diensten reichen.