Theo dõi chuyển động bằng MPU-6000 và Arduino Nano: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

MPU-6000 là Cảm biến Theo dõi Chuyển động 6 Trục có gia tốc kế 3 Trục và con quay hồi chuyển 3 Trục được nhúng trong đó. Cảm biến này có khả năng theo dõi hiệu quả vị trí và vị trí chính xác của một vật thể trong mặt phẳng 3 chiều. Nó có thể được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu phân tích vị trí với độ chính xác cao nhất.

Trong hướng dẫn này, giao diện của mô-đun cảm biến MPU-6000 với arduino nano đã được minh họa. Để đọc các giá trị của gia tốc và góc quay, chúng tôi đã sử dụng arduino nano với bộ điều hợp I2c. Bộ điều hợp I2C này giúp kết nối với mô-đun cảm biến dễ dàng và đáng tin cậy hơn.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng:

Các tài liệu mà chúng tôi cần để hoàn thành mục tiêu của mình bao gồm các thành phần phần cứng sau:

1. MPU-6000

2. Arduino Nano

3. Cáp I2C

4. I2C Shield cho arduino nano

Bước 2: Kết nối phần cứng:

Phần kết nối phần cứng về cơ bản giải thích các kết nối dây cần thiết giữa cảm biến và arduino nano. Đảm bảo các kết nối chính xác là điều cần thiết cơ bản trong khi làm việc trên bất kỳ hệ thống nào để có kết quả đầu ra mong muốn. Vì vậy, các kết nối cần thiết như sau:

MPU-6000 sẽ hoạt động trên I2C. Đây là sơ đồ đấu dây ví dụ, minh họa cách đấu dây cho từng giao diện của cảm biến.

Ngoài ra, bo mạch được định cấu hình cho giao diện I2C, vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng kết nối này nếu bạn không có kiến thức khác.

Tất cả những gì bạn cần là bốn dây! Chỉ cần bốn kết nối là chân Vcc, Gnd, SCL và SDA và chúng được kết nối với sự trợ giúp của cáp I2C.

Các kết nối này được thể hiện trong các hình trên.

Bước 3: Mã cho Theo dõi chuyển động:

Hãy bắt đầu với mã arduino ngay bây giờ.

Trong khi sử dụng mô-đun cảm biến với arduino, chúng tôi bao gồm thư viện Wire.h. Thư viện "Wire" chứa các chức năng hỗ trợ giao tiếp i2c giữa cảm biến và bo mạch arduino.

Toàn bộ mã arduino được cung cấp bên dưới để thuận tiện cho người dùng:

#bao gồm

// Địa chỉ MPU-6000 I2C là 0x68 (104)

#define Addr 0x68

void setup ()

{

// Khởi tạo giao tiếp I2C dưới dạng Master

Wire.begin ();

// Khởi tạo giao tiếp nối tiếp, đặt tốc độ truyền = 9600

Serial.begin (9600);

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi cấu hình con quay hồi chuyển

Wire.write (0x1B);

// Phạm vi tỷ lệ đầy đủ = 2000 dps

Wire.write (0x18);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi cấu hình gia tốc kế

Wire.write (0x1C);

// Toàn dải tỷ lệ = +/- 16g

Wire.write (0x18);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi quản lý nguồn

Wire.write (0x6B);

// PLL với tham chiếu xGyro

Wire.write (0x01);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

chậm trễ (300);

}

void loop ()

{

dữ liệu int không dấu [6];

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi dữ liệu

Wire.write (0x3B);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Yêu cầu 6 byte dữ liệu

Wire.requestFrom (Addr, 6);

// Đọc 6 byte dữ liệu

if (Wire.available () == 6)

{

data [0] = Wire.read ();

data [1] = Wire.read ();

data [2] = Wire.read ();

data [3] = Wire.read ();

data [4] = Wire.read ();

data [5] = Wire.read ();

}

// Chuyển đổi dữ liệu

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

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

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

// Bắt đầu truyền I2C

Wire.beginTransmission (Addr);

// Chọn thanh ghi dữ liệu

Wire.write (0x43);

// Dừng truyền I2C

Wire.endTransmission ();

// Yêu cầu 6 byte dữ liệu

Wire.requestFrom (Addr, 6);

// Đọc 6 byte dữ liệu

if (Wire.available () == 6)

{

data [0] = Wire.read ();

data [1] = Wire.read ();

data [2] = Wire.read ();

data [3] = Wire.read ();

data [4] = Wire.read ();

data [5] = Wire.read ();

}

// Chuyển đổi dữ liệu

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

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

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

// Xuất dữ liệu ra màn hình nối tiếp

Serial.print ("Gia tốc theo trục X:");

Serial.println (xAccl);

Serial.print ("Gia tốc theo trục Y:");

Serial.println (yAccl);

Serial.print ("Gia tốc theo trục Z:");

Serial.println (zAccl);

Serial.print ("Trục Xoay X:");

Serial.println (xGyro);

Serial.print ("Trục quay Y:");

Serial.println (yGyro);

Serial.print ("Trục xoay Z:");

Serial.println (zGyro);

chậm trễ (500);

}

Trong thư viện dây Wire.write () và Wire.read () được sử dụng để viết các lệnh và đọc đầu ra của cảm biến.

Serial.print () và Serial.println () được sử dụng để hiển thị đầu ra của cảm biến trên màn hình nối tiếp của Arduino IDE.

Đầu ra của cảm biến được hiển thị trong hình trên.

Bước 4: Ứng dụng:

MPU-6000 là một cảm biến theo dõi chuyển động, tìm thấy ứng dụng của nó trong giao diện chuyển động của điện thoại thông minh và máy tính bảng. Trong điện thoại thông minh, các cảm biến này có thể được sử dụng trong các ứng dụng như lệnh cử chỉ cho các ứng dụng và điều khiển điện thoại, chơi game nâng cao, thực tế tăng cường, chụp và xem ảnh toàn cảnh, điều hướng người đi bộ và phương tiện. Công nghệ MotionTracking có thể chuyển đổi thiết bị cầm tay và máy tính bảng thành các thiết bị thông minh 3D mạnh mẽ có thể được sử dụng trong các ứng dụng từ theo dõi sức khỏe và thể chất đến các dịch vụ dựa trên vị trí.