Arduino Nano و Visuino: تحويل التسارع إلى زاوية من مقياس التسارع ومستشعر الجيروسكوب MPU6050 I2C: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

منذ فترة ، قمت بنشر برنامج تعليمي حول كيفية توصيل MPU9250 Accelerometer و Gyroscope و Compass Sensor بـ Arduino Nano وبرمجتها باستخدام Visuino لإرسال بيانات الحزمة وعرضها على النطاق والأجهزة المرئية.

يرسل مقياس التسارع قوى التسارع X و Y و Z. غالبًا ما نحتاج إلى تحويل القوى إلى زاوية X و Y و Z ثلاثية الأبعاد لتحديد الاتجاه ثلاثي الأبعاد للمستشعر. لقد طلب عدد قليل جدًا من الأشخاص مثل هذا البرنامج التعليمي ، وأخيراً وجدت الوقت لإنجازه.

سأل بعض الأشخاص أيضًا عن كيفية توصيل واستخدام MPU6050 Accelerometer و Gyroscope Sensor ، لذلك قررت استخدام هذه الوحدة في البرنامج التعليمي بدلاً من MPU9250 الأكثر تعقيدًا وتكلفة.

في هذا البرنامج التعليمي ، سأوضح لك مدى سهولة توصيل مقياس التسارع MPU6050 ومستشعر الجيروسكوب بـ Arduino Nano ، وبرمجته باستخدام Visuino لتحويل التسارع إلى زاوية ثلاثية الأبعاد X ، Y ، Z.

الخطوة 1: المكونات

1. لوحة واحدة متوافقة مع Arduino (أستخدم Arduino Nano ، لأن لديّ واحدة ، لكن أي لوحة أخرى ستكون على ما يرام)
2. وحدة مستشعر جيروسكوب للتسريع واحدة MPU6050
3. 4 أسلاك توصيل أنثى - أنثى

الخطوة 2: قم بتوصيل MPU6050 Accelerometer و Gyroscope بـ Arduino

1. قم بتوصيل 5V VCC Power (السلك الأحمر) ، والأرضي (السلك الأسود) ، و SCL (السلك الأصفر) ، و SDA (السلك الأخضر) بوحدة MPU6050 (الصورة 1)
2. قم بتوصيل الطرف الآخر من السلك الأرضي (السلك الأسود) بالدبوس الأرضي بلوحة Arduino Nano (الصورة 2)
3. قم بتوصيل الطرف الآخر من سلك الطاقة 5 فولت VCC (السلك الأحمر) بدبوس الطاقة 5 فولت بلوحة Arduino Nano (الصورة 2)
4. قم بتوصيل الطرف الآخر من سلك SDA (السلك الأخضر) بـ SDA / الدبوس التناظري 4 من لوحة Arduino Nano (الصورة 3)
5. قم بتوصيل الطرف الآخر من سلك SCL (السلك الأصفر) بـ SCL / الدبوس التناظري 5 من لوحة Arduino Nano (الصورة 3)
6. توضح الصورة 4 مكان الأرض ، وطاقة 5 فولت ، و SDA / الدبوس التناظري 4 ، و SCL / Analog pin 5 ، ودبابيس Arduino Nano

الخطوة 3: ابدأ Visuino ، واختر نوع لوحة Arduino

لبدء برمجة Arduino ، ستحتاج إلى تثبيت Arduino IDE من هنا:

تأكد من تثبيت 1.6.7 أو أعلى ، وإلا فلن يعمل هذا Instructable!

يحتاج Visuino: https://www.visuino.com أيضًا إلى التثبيت.

1. ابدأ Visuino كما هو موضح في الصورة الأولى
2. انقر فوق الزر "أدوات" في مكون Arduino (الصورة 1) في Visuino
3. عندما يظهر مربع الحوار ، حدد Arduino Nano كما هو موضح في الصورة 2

الخطوة 4: في Visuino: قم بإضافة وتوصيل MPU9650 و Acceleration to Angle Components

نحتاج أولاً إلى إضافة مكونات للتحكم في مستشعر MPU6050 ، ولتحويل تسريع X و Y و Z إلى زاوية ثلاثية الأبعاد X و Y و Z:

1. اكتب "6050" في مربع التصفية في مربع أدوات المكونات ثم حدد مكون "مقياس التسارع الجيروسكوب MPU6000 / MPU6050 I2C" (الصورة 1) ، وقم بإفلاته في منطقة التصميم (الصورة 2)
2. اكتب "زاوية" في مربع التصفية من مربع أدوات المكونات ثم حدد مكون "تسريع إلى الزاوية" (الصورة 2) ، وقم بإفلاته في منطقة التصميم (الصورة 3)
3. انقر في المربع "Out" في مربع "Accelerometer" الذي يحتوي على دبابيس التسريع X و Y و X لمكون AccelerometerGyroscope1 لبدء توصيل جميع أطراف التوصيل في وقت واحد (الصورة 3)
4. حرك الماوس فوق دبوس الإدخال "X" للمربع "In" لمكون AccelerationToAngle1. سيقوم Visuino تلقائيًا بنشر الأسلاك بحيث يتم توصيلها بشكل صحيح ببقية المسامير (الصورة 3)
5. قم بتوصيل دبوس "Out" لمكون AccelerometerGyroscope1 بالدبوس "In" لقناة I2C لمكون Arduino (الصورة 4)

الخطوة 5: في Visuino: إضافة مكون حزمة وتعيين علامة الرأس

لإرسال جميع بيانات القنوات عبر المنفذ التسلسلي من Arduino ، يمكننا استخدام مكون Packet لتجميع القنوات معًا ، وعرضها في النطاق والمقاييس في Visuino:

1. اكتب "packet" في مربع Filter من Component Toolbox ثم حدد مكون "Sine Analog Generator" (الصورة 1) ، ثم قم بإفلاته في منطقة التصميم
2. في الخصائص ، قم بتوسيع خاصية "Head Marker" (الصورة 2)
3. في خصائص انقر على زر "…" (الصورة 2)
4. في محرر Bytes ، اكتب بعض الأرقام ، على سبيل المثال 55 55 (الصورة 3)
5. انقر فوق الزر "موافق" للتأكيد وإغلاق المحرر

الخطوة 6: في Visuino: أضف 3 عناصر تناظرية ثنائية إلى مكون الحزمة وقم بتوصيلها

1. انقر فوق الزر "أدوات" لمكون Packet1 (الصورة 1)
2. في محرر "Elements" ، حدد عنصر "Binary Analog" ، ثم انقر فوق الزر "+" 3 مرات (الصورة 2) لإضافة 3 عناصر تناظرية (الصورة 3)
3. انقر في المربع "Out" في مربع "Accelerometer" الذي يحتوي على دبابيس مكون AccelerationToAngle1 لبدء توصيل جميع دبابيس Out مرة واحدة (الصورة 4)
4. حرك الماوس فوق دبوس "In" الخاص بالعنصر "Elements. Analog (Binary) 1" لمكون Packet1. سيقوم Visuino تلقائيًا بنشر الأسلاك بحيث يتم توصيلها بشكل صحيح ببقية المسامير (الصورة 4)
5. قم بتوصيل طرف الإخراج "Out" لمكون Packet1 بدبوس الإدخال "In" لقناة "Serial [0]" لمكون "Arduino" (الصورة 5)

الخطوة 7: إنشاء ، ترجمة ، وتحميل كود اردوينو

1. في Visuino ، اضغط على F9 أو انقر فوق الزر الظاهر في الصورة 1 لإنشاء كود Arduino ، وافتح Arduino IDE
2. في Arduino IDE ، انقر فوق الزر تحميل ، لتجميع وتحميل الكود (الصورة 2)

الخطوة 8: والعب …

يمكنك رؤية مقياس التسارع MPU6050 المتصل والجاري ، ومستشعر الجيروسكوب في الصورة 1.

1. في Visuino ، حدد المنفذ التسلسلي ، ثم انقر فوق المربع المنسدل "تنسيق:" ، وحدد Packet1 (الصورة 2)
2. انقر فوق الزر "اتصال" (الصورة 2)
3. إذا حددت علامة التبويب "النطاق" ، فسترى النطاق يرسم الزوايا X و Y و Z بمرور الوقت (الصورة 3)
4. إذا حددت علامة التبويب "الأدوات" ، فسترى المقاييس تعرض نفس المعلومات (الصورة 4)

يمكنك رؤية المستشعر وهو يعمل على الفيديو.

تهانينا! لقد أنشأت مشروع Visuino لتحويل التسارع إلى زاوية من مقياس التسارع MPU6050 ومستشعر الجيروسكوب.

في الصورة 5 ، يمكنك رؤية مخطط Visuino الكامل.

مرفق أيضًا مشروع Visuino ، الذي قمت بإنشائه لهذا Instructable. يمكنك تنزيله وفتحه في Visuino: