Arduino Nano: Akcelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C senzor s Visuino: 11 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

MPU9250 je jedným z najpokročilejších kombinovaných malých akcelerometrov, gyroskopov a kompasov, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii. Majú mnoho pokročilých funkcií, vrátane filtrovania dolných priechodov, detekcie pohybu a dokonca aj programovateľného špecializovaného procesora. Keďže však majú takmer 130 registrov, s mnohými nastaveniami, je tiež veľmi ťažké s nimi pracovať z kódu.

Pred niekoľkými týždňami boli GearBest dosť milí na to, aby darovali modul MPU9250 na sponzorovanie a pridávali k nemu podporu vo Visuine. Trvalo to 2 týždne tvrdej práce, ale nakoniec som nielen implementoval podporu pre MPU9250, ale pridal som aj prevodník Acceleration To Angle, komplementárny (prvý a druhý rád) a filtre Kalman, ktoré je možné s ním použiť na zlepšenie. presnosť.

Toto je prvý návod na novú podporu MPU9250 vo Visuine a ukazuje, aké ľahké je použitie s Visuino. V nasledujúcom návode vám ukážem, ako môžete použiť prevodník zrýchlenia na uhol, doplnkový a Kalmanov filter a dosiahnuť zo svojho snímacieho modulu skutočne dobré výsledky.

Krok 1: Komponenty

1. Jedna doska kompatibilná s Arduino (používam Arduino Nano, pretože jednu mám, ale každá iná bude v poriadku)
2. Jeden senzorový modul MPU9250 (v mojom prípade štedro darovaný spoločnosťou GearBest)
3. 4 prepojovacie vodiče Žena-Žena

Krok 2: Pripojte kompas gyroskopu akcelerometra MPU9250 k Arduinu

1. Pripojte 5V VCC napájanie (červený vodič), uzemnenie (čierny vodič), SDA (zelený vodič) a SCL (žltý vodič) k modulu MPU9250 (obrázok 1)
2. Druhý koniec uzemňovacieho vodiča (čierny vodič) zapojte do uzemňovacieho kolíka dosky Arduino (obrázok 2)
3. Pripojte druhý koniec napájacieho kábla 5V VCC (červený vodič) k 5V napájaciemu kolíku dosky Arduino (obrázok 2)
4. Druhý koniec drôtu SDA (zelený vodič) zapojte do konektora SDA/analógového konektora 4 na doske Arduino Nano (obrázok 2)
5. Pripojte druhý koniec drôtu SCL (žltý vodič) k SCL/analógovému kolíku 5 dosky Arduino Nano (obrázok 2)
6. Obrázok 3 ukazuje, kde sú kolíky Ground, 5V Power, SDA/analógový pin 4 a SCL/analógový pin 5, piny Arduino Nano

Krok 3: Spustite Visuino a vyberte typ dosky Arduino

Ak chcete začať programovať Arduino, budete musieť mať nainštalované Arduino IDE tu:

Uistite sa, že inštalujete 1.6.7 alebo vyšší, inak tento návod nebude fungovať!

Je tiež potrebné nainštalovať Visuino:

1. Spustite Visuino, ako je znázornené na prvom obrázku
2. Kliknite na tlačidlo „Nástroje“na komponente Arduino (obrázok 1) vo Visuine
3. Keď sa zobrazí dialógové okno, vyberte Arduino Nano, ako je znázornené na obrázku 2

Krok 4: V programe Visuino: Pridajte a pripojte komponent MPU9250

1. Do poľa Filter na paneli nástrojov súčiastky zadajte „mpu“, potom vyberte komponent „Akcelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C“(obrázok 1) a umiestnite ho do oblasti návrhu (obrázok 2)
2. Pripojte kolík „Out“komponentu AccelerometerGyroscopeCompass1 k kolíku „In“kanála I2C komponentu Arduino (obrázok 3)

Krok 5: Vo Visuine: Pridajte a pripojte komponent paketu

Na odoslanie všetkých údajov kanálov cez sériový port z Arduina môžeme použiť komponent Packet na zabalenie kanálov dohromady a ich zobrazenie v rozsahu a meradlách vo Visuine:

1. Do poľa Filter na paneli nástrojov komponentov zadajte „pack“, potom vyberte komponent „Packet“(obrázok 1) a umiestnite ho do oblasti návrhu
2. Pripojte výstupný kolík „Out“komponentu Packet1 k vstupnému kolíku „In“kanála „Serial [0]“komponentu „Arduino“(obrázok 2)

Krok 6: Vo Visuine: Pridajte k komponentu paketu 7 binárnych analógových prvkov a zadajte ich názvy

1. Kliknite na tlačidlo „Nástroje“na komponente Packet1 (obrázok 1)
2. V editore „Prvky“vyberte prvok „Binárny analóg“a potom kliknutím na tlačidlo „+“(obrázok 2) pridáte analógový prvok.
3. V nástroji Object Inspector nastavte vlastnosť analógového prvku „Názov“na „Kompas (X)“(obrázok 3)
4. V editore „Prvky“vyberte prvok „Binárny analóg“vpravo a potom kliknutím na tlačidlo „+“vľavo pridajte ďalší analógový prvok.
5. V nástroji Object Inspector nastavte vlastnosť „Name“nového analógového prvku na „Compass (Y)“(obrázok 4)
6. V editore „Prvky“vyberte prvok „Binárny analóg“vpravo a potom kliknutím na tlačidlo „+“vľavo pridajte ďalší analógový prvok.
7. V nástroji Object Inspector nastavte vlastnosť „Name“nového analógového prvku na „Compass (Z)“(obrázok 5)
8. Opakovaním rovnakých krokov pridajte ďalších 7 binárnych analógových prvkov s názvom „Akcelerometer (X)“, „Akcelerometer (Y)“, „Akcelerometer (Z)“, „Gyroskop (X)“, „Gyroskop (Y)“, „Gyroskop (Z) "a" teplomer "(obrázok 6)

Krok 7: V programe Visuino: Nakonfigurujte vizualizáciu paketového prvku pre teplomer

Visuino štandardne môže zobrazovať analógové prvky z paketového komponentu v meradlách. Je však pekné zobrazovať teplotu v teplomere. Visuino umožňuje prispôsobiť spôsob zobrazenia analógových prvkov.

1. V editore Prvky vyberte posledný analógový prvok s názvom „Teplomer“(obrázok 1)
2. V nástroji Object Inspector vyberte vlastnosť „Nástroj“a kliknite na tlačidlo „Šípka nadol“vedľa jeho hodnoty (obrázok 1)
3. V rozbaľovacom zozname vyberte „Teplomer“(obrázok 2)
4. V nástroji Object Inspector rozbaľte vlastnosť „Nástroj“, potom čiastkovú vlastnosť „Mierka“(obrázok 3)
5. V nástroji Object Inspector nastavte hodnotu čiastkovej vlastnosti „Auto“škály „Scale“na hodnotu False (obrázok 3). Tým sa deaktivuje automatické nastavenie mierky teplomera.
6. V nástroji Object Inspector nastavte čiastkovú vlastnosť „Max“„stupnice“na 100 (obrázok 4). Tým sa nakonfiguruje teplomer tak, aby mal stupnicu od 0 do 100.

Krok 8: V programe Visuino: Zadajte jedinečné záhlavie paketu

Aby sme sa uistili, že Visuino nájde počiatočný bod paketu, musíme mať jedinečnú hlavičku. Komponent Packet používa špeciálny algoritmus, ktorý zaisťuje, že sa v dátach nezobrazí značka hlavičky.

1. Vyberte komponent Packet1 (obrázok 1)
2. V nástroji Object Inspector rozbaľte vlastnosť „Head Marker“(obrázok 1)
3. V nástroji Object Inspector kliknite na tlačidlo „…“(obrázok 1)
4. Do editora bajtov zadajte niekoľko čísel, napríklad 55 55 (obrázok 2)
5. Kliknutím na tlačidlo OK potvrdíte a zatvoríte editor

Krok 9: V programe Visuino: Pripojte komponent MPU9250 k prvkom paketového komponentu

1. Kliknutím na pole „Out“obsahujúce kolíky „Compass“komponentu AccelerometerGyroscopeCompass1 spustíte pripojenie všetkých výstupných kolíkov naraz (obrázok 1)
2. Prejdite myšou nad kolíkom „In“prvku „Elements. Compass (X)“komponentu Packet1. Visuino automaticky roztiahne vodiče, aby sa správne spojili so zvyškom kolíkov (obrázok 1)
3. Kliknutím na pole „Out“obsahujúce kolíky „akcelerometra“komponentu AccelerometerGyroscopeCompass1 spustíte pripojenie všetkých výstupných pinov naraz (obrázok 2)
4. Prejdite myšou nad kolíkom „In“prvku „Elements. Accelerometer (X)“komponentu Packet1. Visuino automaticky roztiahne vodiče, aby sa správne spojili so zvyškom kolíkov (obrázok 2)
5. Kliknutím na pole „Out“obsahujúce kolíky „Gyroskopu“komponentu AccelerometerGyroscopeCompass1 spustíte pripojenie všetkých výstupných kolíkov naraz (obrázok 3)
6. Prejdite myšou nad kolíkom „In“prvku „Elements. Gyroscope (X)“komponentu Packet1. Visuino automaticky roztiahne vodiče, aby sa správne spojili so zvyškom kolíkov (obrázok 3)
7. Pripojte kolík „Out“na „teplomeri“komponentu AccelerometerGyroscopeCompass1 k kolíku „In“vstupného kolíka „Elements. Thermometer“komponentu Packet1 (obrázok 4)

Krok 10: Generujte, kompilujte a nahrajte kód Arduino

1. Vo Visuine vygenerujte kód Arduino stlačením klávesu F9 alebo kliknutím na tlačidlo zobrazené na obrázku 1 a otvorte Arduino IDE
2. V Arduino IDE kliknite na tlačidlo Nahrať a zostavte a nahrajte kód (obrázok 2)

Krok 11: A hrajte…

1. V programe Visuino vyberte ComPort a potom kliknite na rozbaľovacie pole „Formátovať“a vyberte položku Packet1 (obrázok 1)
2. Kliknite na tlačidlo „Pripojiť“(obrázok 1)
3. Ak vyberiete kartu „Rozsah“, zobrazí sa rozsah, ktorý vykresľuje hodnoty X, Y, Z z akcelerometra, gyroskopu a kompasu, ako aj teplotu v priebehu času (obrázok 2)
4. Ak vyberiete kartu „Nástroje“, uvidíte teplomer a merače, ktoré zobrazujú rovnaké informácie (obrázok 3)

Pripojený a spustený akcelerometer, gyroskop a snímač kompasu MPU9250 môžete vidieť na obrázku 4.

Gratulujem Vytvorili ste projekt merania akcelerometra, gyroskopu a kompasu MPU9250 v Arduine pomocou vizuálnej inštrumentácie.

Na obrázku 5 môžete vidieť kompletný diagram Visuino.

Tiež je pripojený projekt Visuino, ktorý som vytvoril pre tento Instructable. Môžete si ho stiahnuť a otvoriť v programe Visuino: