Arduino Nano und Visuino: Beschleunigung von Beschleunigungsmesser und Gyroskop MPU6050 I2C-Sensor in Winkel umwandeln - Gunook

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

Vor einiger Zeit habe ich ein Tutorial veröffentlicht, wie Sie den MPU9250-Beschleunigungsmesser, das Gyroskop und den Kompasssensor an Arduino Nano anschließen und mit Visuino programmieren können, um Paketdaten zu senden und auf einem Oszilloskop und visuellen Instrumenten anzuzeigen.

Der Beschleunigungsmesser sendet X-, Y- und Z-Beschleunigungskräfte. Oft müssen wir jedoch die Kräfte in X, Y, Z 3D-Winkel umrechnen, um die 3D-Ausrichtung des Sensors zu bestimmen. Ziemlich wenige Leute haben ein solches Tutorial angefordert, und endlich habe ich die Zeit gefunden, es zu machen.

Einige Leute fragten auch, wie Sie den MPU6050-Beschleunigungsmesser und den Gyroskopsensor anschließen und verwenden können, daher habe ich mich entschieden, dieses Modul für das Tutorial anstelle des komplexeren und teureren MPU9250 zu verwenden.

In diesem Tutorial zeige ich Ihnen, wie einfach es ist, den MPU6050-Beschleunigungsmesser und den Gyroskop-Sensor an Arduino Nano anzuschließen und mit Visuino zu programmieren, um die Beschleunigung in einen 3D-X-, Y-, Z-Winkel umzuwandeln.

Schritt 1: Komponenten

1. Ein Arduino-kompatibles Board (ich benutze Arduino Nano, weil ich eines habe, aber jedes andere wird gut sein)
2. Ein MPU6050 Beschleunigungs-Gyroskop-Sensormodul
3. 4 weibliche-weibliche Überbrückungsdrähte

Schritt 2: Verbinden Sie den MPU6050-Beschleunigungsmesser und das Gyroskop mit Arduino

1. Verbinden Sie 5V VCC Power (rotes Kabel), Masse (schwarzes Kabel), SCL (gelbes Kabel) und SDA (grünes Kabel) mit dem MPU6050 Modul (Bild 1)
2. Verbinden Sie das andere Ende des Erdungskabels (schwarzes Kabel) mit einem Erdungsstift der Arduino Nano-Platine (Bild 2)
3. Verbinden Sie das andere Ende des 5V VCC-Stromkabels (rotes Kabel) mit dem 5V-Stromanschluss der Arduino Nano-Platine (Bild 2)
4. Verbinden Sie das andere Ende des SDA-Kabels (grünes Kabel) mit dem SDA / Analog-Pin 4 des Arduino Nano-Boards (Bild 3)
5. Verbinden Sie das andere Ende des SCL-Kabels (gelbes Kabel) mit SCL / analogem Pin 5 des Arduino Nano Boards (Bild 3)
6. Bild 4 zeigt, wo sich Masse, 5V Power, SDA/Analog Pin 4 und SCL/Analog Pin 5 befinden, Pins des Arduino Nano

Schritt 3: Starten Sie Visuino und wählen Sie den Arduino-Board-Typ aus

Um mit der Programmierung des Arduino zu beginnen, müssen Sie die Arduino IDE von hier installieren:

Stellen Sie sicher, dass Sie 1.6.7 oder höher installieren, sonst funktioniert dieses Instructable nicht!

Das Visuino: https://www.visuino.com muss ebenfalls installiert werden.

1. Starten Sie Visuino wie im ersten Bild gezeigt
2. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Tools" auf der Arduino-Komponente (Bild 1) in Visuino
3. Wenn der Dialog erscheint, wählen Sie Arduino Nano wie in Bild 2 gezeigt

Schritt 4: In Visuino: MPU9650 und Beschleunigung zu Winkelkomponenten hinzufügen und verbinden

Zuerst müssen wir Komponenten hinzufügen, um den MPU6050-Sensor zu steuern und die X-, Y-, Z-Beschleunigung in 3D-X-, Y-, Z-Winkel umzuwandeln:

1. Geben Sie "6050" in das Filterfeld der Komponenten-Toolbox ein, wählen Sie dann die Komponente "Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C" (Bild 1) und legen Sie sie im Designbereich ab (Bild 2)
2. Geben Sie "angle" in das Filterfeld der Component Toolbox ein, wählen Sie dann die Komponente "Acceleration To Angle" (Bild 2) und legen Sie sie im Designbereich ab (Bild 3)
3. Klicken Sie in das Feld "Out" des Felds "Accelerometer", das die X-, Y-, X-Beschleunigungspins der Komponente AccelerometerGyroscope1 enthält, um alle Out-Pins auf einmal zu verbinden (Bild 3)
4. Bewegen Sie die Maus über den "X"-Eingangspin des "In"-Felds der AccelerationToAngle1-Komponente. Der Visuino breitet die Drähte automatisch aus, sodass sie korrekt mit den restlichen Pins verbunden sind (Bild 3)
5. Verbinden Sie den "Out" -Pin der AccelerometerGyroscope1-Komponente mit dem "In" -Pin des I2C-Kanals der Arduino-Komponente (Bild 4)

Schritt 5: In Visuino: Paketkomponente hinzufügen und Header-Marker setzen

Um alle Kanaldaten über den seriellen Port von Arduino zu senden, können wir die Packet-Komponente verwenden, um die Kanäle zusammenzupacken und sie im Bereich und in den Messgeräten in Visuino anzuzeigen:

1. Geben Sie "Paket" in das Filterfeld der Komponenten-Toolbox ein, wählen Sie dann die Komponente "Sinus-Analog-Generator" (Bild 1) und legen Sie sie im Designbereich ab
2. Erweitern Sie in den Eigenschaften die Eigenschaft "Head Marker" (Bild 2)
3. Klicken Sie in den Eigenschaften auf die Schaltfläche "…" (Bild 2)
4. Geben Sie im Bytes-Editor einige Zahlen ein, z. B. 55 55 (Bild 3)
5. Klicken Sie auf die Schaltfläche OK, um den Editor zu bestätigen und zu schließen

Schritt 6: In Visuino: Fügen Sie der Paketkomponente 3 binäre analoge Elemente hinzu und verbinden Sie sie

1. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Tools" der Packet1-Komponente (Bild 1)
2. Wählen Sie im Editor "Elemente" das Element "Binary Analog" aus und klicken Sie dann dreimal auf die Schaltfläche "+" (Bild 2), um 3 analoge Elemente hinzuzufügen (Bild 3)
3. Klicken Sie in das Feld "Out" der Box "Accelerometer", die die Pins der Komponente AccelerationToAngle1 enthält, um alle Out-Pins auf einmal zu verbinden (Bild 4)
4. Bewegen Sie die Maus über den „In“-Pin des „Elements. Analog(Binary)1“-Elements der Packet1-Komponente. Der Visuino breitet die Drähte automatisch aus, sodass sie korrekt mit den restlichen Pins verbunden sind (Bild 4)
5. Verbinden Sie den "Out"-Ausgangspin der Packet1-Komponente mit dem "In"-Eingangspin des "Serial[0]"-Kanals der "Arduino"-Komponente (Bild 5)

Schritt 7: Generieren, Kompilieren und Hochladen des Arduino-Codes

1. Drücken Sie in Visuino F9 oder klicken Sie auf die in Bild 1 gezeigte Schaltfläche, um den Arduino-Code zu generieren, und öffnen Sie die Arduino-IDE
2. Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Hochladen, um den Code zu kompilieren und hochzuladen (Bild 2)

Schritt 8: Und spielen …

Sie können den angeschlossenen und laufenden MPU6050-Beschleunigungsmesser und den Gyroskopsensor auf Bild 1 sehen.

1. Wählen Sie in Visuino die serielle Schnittstelle aus und klicken Sie dann auf das Dropdown-Feld "Format:" und wählen Sie Paket1 (Bild 2)
2. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Verbinden" (Bild 2)
3. Wenn Sie die Registerkarte "Scope" auswählen, sehen Sie, wie das Scope die X-, Y-, Z-Winkel über die Zeit aufträgt (Bild 3)
4. Wenn Sie die Registerkarte "Instrumente" auswählen, sehen Sie die Messgeräte mit den gleichen Informationen (Bild 4)

Sie können den Sensor im Video in Aktion sehen.

Herzliche Glückwünsche! Sie haben ein Visuino-Projekt erstellt, das Beschleunigung in Winkel von MPU6050-Beschleunigungsmesser und Gyroskop-Sensor konvertiert.

Auf Bild 5 sehen Sie das komplette Visuino-Diagramm.

Ebenfalls beigefügt ist das Visuino-Projekt, das ich für dieses Instructable erstellt habe. Sie können es in Visuino herunterladen und öffnen: