Seu transferidor digital Arduino usando o giroscópio mpu6050

O que é um acelerômetro e sensor giroscópico?

Um acelerômetro é usado para medir a aceleração. Na verdade, ele detecta a aceleração estática e dinâmica. Por exemplo, os telefones celulares usam o sensor acelerômetro para detectar se o celular está no modo paisagem ou no modo retrato. Anteriormente, usamos o acelerômetro com Arduino para construir muitos projetos como:

Um giroscópio é usado para medir a velocidade angular que usa a gravidade da Terra para determinar a orientação do objeto em movimento. A velocidade angular é a taxa de mudança da posição angular de um corpo em rotação.

Por exemplo, os celulares de hoje usam sensores giroscópicos para jogar jogos móveis de acordo com a orientação do telefone celular. Além disso, o fone de ouvido VR usa sensor de giroscópio para ter visualizações na orientação 360

Assim, enquanto o acelerômetro pode medir a aceleração linear, o giroscópio pode ajudar a encontrar a aceleração rotacional. Ao usar os dois sensores como módulos separados, torna-se difícil encontrar orientação, posição e velocidade. Mas, ao combinar os dois sensores, ele funciona como uma Unidade de Medição Inercial (IMU). Portanto, no módulo MPU6050, o acelerômetro e o giroscópio estão presentes em um único PCB para encontrar a orientação, posição e velocidade.

Formulários:

• Usado em Drones para controle de direção
• Robôs com equilíbrio automático
• Controle de braço robótico
• Sensor de inclinação
• Usado em telefones celulares, consoles de videogame
• Robôs Humanóides
• Usado em aeronaves, automóveis etc.

MPU6050 Acelerômetro e Módulo Sensor Giroscópico

O MPU6050 é um Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS) que consiste em um acelerômetro de 3 eixos e um giroscópio de 3 eixos dentro dele. Também possui sensor de temperatura.

Ele pode medir:

• Aceleração
• Velocidade
• Orientação
• Deslocamento
• Temperatura

Este módulo também possui um processador de movimento digital (DMP) dentro dele, que é poderoso o suficiente para realizar cálculos complexos e, assim, liberar o trabalho para o microcontrolador.

O módulo também possui dois pinos auxiliares que podem ser usados ​​para fazer a interface de módulos IIC externos, como um magnetômetro. Como o endereço IIC do módulo é configurável, mais de um sensor MPU6050 pode ser conectado a um microcontrolador usando o pino AD0.

Características e especificações:

• Fonte de alimentação: 3-5V
• Comunicação: protocolo I2C
• ADC de 16 bits integrado fornece alta precisão
• O DMP integrado fornece alto poder computacional
• Pode ser usado para fazer interface com outros dispositivos IIC, como magnetômetro
• Endereço IIC configurável
• Sensor de temperatura embutido

Pinagem de MPU6050:

Anteriormente, usamos o MPU6050 com o Arduino para construir um robô e inclinômetro de auto-equilíbrio.

Componentes necessários

• Arduino UNO
• Módulo de giroscópio MPU6050
• Display LCD 16x2
• Potenciômetro 10k
• SG90-Servo Motor
• Imagem do transferidor

Diagrama de circuito

O diagrama de circuito para este transferidor DIY Arduino é fornecido abaixo:

Conexões de circuito entre Arduino UNO e MPU6050:

Conexões de circuito entre Arduino UNO e servo motor:

Conexões de circuito entre Arduino UNO e LCD 16x2:

Explicação de programação

Como de costume, o programa completo com um vídeo de demonstração é fornecido no final deste tutorial.

Aqui, o servo motor é conectado ao Arduino e seu eixo é projetado na imagem do transferidor indicando o ângulo do MPU6050 inclinado. A programação para este tutorial é simples. Vamos ver em detalhes.

Primeiro inclua todas as bibliotecas necessárias - biblioteca Servo Motor para usar Servo, biblioteca LCD para usar LCD e biblioteca Wire para usar comunicação I2C.

O MPU6050 usa comunicação I2C e, portanto, deve ser conectado apenas aos pinos I2C do Arduino. Portanto, a biblioteca Wire.h é usada para estabelecer a comunicação entre o Arduino UNO e o MPU6050. Anteriormente, fizemos a interface do MPU6050 com o Arduino e exibimos os valores das coordenadas x, y, z no LCD 16x2.

#incluir #incluir #incluir

Em seguida, defina os pinos RS, E, D4, D5, D6, D7 do display LCD que estão conectados ao Arduino UNO.

LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7);

Em seguida, o endereço I2C do MPU6050 é definido.

const int MPU_addr = 0x68;

Em seguida, inicialize o objeto myservo para usar a classe Servo e três variáveis ​​para armazenar os valores dos eixos X, Y e Z.

Servo myservo; int16_t eixo_X, eixo_Y, eixo_Z;

O próximo valor mínimo e máximo é definido como 265 e 402 para medir o ângulo de 0 a 360.

int minVal = 265; int maxVal = 402;

void setup ():

Na função de configuração vazia , primeiro a comunicação I2C é iniciada e a transmissão com MPU6050 com endereço de 0x68.

Wire.begin (); Wire.beginTransmission (MPU_addr);

Coloque o MPU6050 em Sleep Mode escrevendo 0x6B e então desperte-o escrevendo 0

Wire.write (0x6B); Wire.write (0);

Depois de ativar o MPU6050, encerre a transmissão

Wire.endTransmission (true);

Aqui, o pino PWM do servo motor é conectado ao pino 9 do Arduino UNO.

myservo.attach (9);

Assim que ligamos o circuito, o LCD exibe uma mensagem de boas-vindas e a limpa após 3 segundos

lcd.begin (16,2); // Define o LCD no modo 16X2 lcd.print ("CIRCUIT DIGEST"); atraso (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Arduino"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("MPU6050"); atraso (3000); lcd.clear ();

void loop ():

Novamente, a comunicação I2C é iniciada com MPU6050.

Wire.beginTransmission (MPU_addr);

Então comece com o registro 0x3B (ACCEL_XOUT_H)

Wire.write (0x3B);

Agora o processo é reiniciado ao definir o fim da transmissão como falso, mas a conexão está ativa.

Wire.endTransmission (false);

Depois disso, agora solicite os dados dos 14 registros.

Wire.requestFrom (MPU_addr, 14, verdadeiro);

Agora, os valores de registro de eixo respeitados (x, y, z) são obtidos e armazenados nas variáveis ​​axis_X, axis_Y, axis_Z.

axis_X = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Y = Wire.read () << 8-Wire.read (); axis_Z = Wire.read () << 8-Wire.read ();

Em seguida, mapeie esses valores de 265 a 402 como -90 a 90. Isso é feito para todos os três eixos.

int xAng = map (axis_X, minVal, maxVal, -90,90); int yAng = map (axis_Y, minVal, maxVal, -90,90); int zAng = map (axis_Z, minVal, maxVal, -90,90);

A fórmula para calcular o valor x em graus (0 a 360) é fornecida abaixo. Aqui, convertemos apenas x porque a rotação do servo motor é baseada no movimento do valor x.

x = RAD_TO_DEG * (atan2 (-yAng, -zAng) + PI);

O valor do ângulo X, de 0 a 360 graus, é convertido em 0 a 180.

pos int = map (x, 0,180,0,180);

Em seguida, escreva o valor do ângulo para girar o servo na imagem do transferidor e imprima esses valores no display LCD de 16x2.

myservo.write (pos); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("ângulo"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print (x); atraso (500); lcd.clear ();

Então é assim que o MPU6050 com Arduino pode ser usado para medir o ângulo. O código completo e o vídeo para este projeto são fornecidos abaixo.