Arduino Nano: akcelerometr Gyroscope Compass MPU9250 I2C senzor s Visuino: 11 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

MPU9250 je jedním z nejpokročilejších kombinovaných snímačů akcelerometru, gyroskopu a kompasu, který je v současné době k dispozici. Mají mnoho pokročilých funkcí, včetně filtrování dolní propusti, detekce pohybu a dokonce i programovatelného specializovaného procesoru. Protože mají téměř 130 registrů, s mnoha nastaveními, je také velmi obtížné s nimi pracovat z kódu.

Před několika týdny byly GearBest dost milé na to, aby darovaly modul MPU9250 a sponzorovaly jeho přidávání do Visuina. Trvalo to 2 týdny tvrdé práce, ale nakonec jsem nejen implementoval podporu pro MPU9250, ale také jsem přidal převodník Acceleration To Angle, komplementární (první a druhý řád) a Kalmanovy filtry, které s ním lze použít ke zlepšení přesnost.

Toto je první instruktáž k nové podpoře MPU9250 ve Visuinu a ukazuje, jak snadné je použití s Visuino. V následujících pokynech vám ukážu, jak můžete použít převodník Acceleration To Angle, komplementární a Kalmanovy filtry a získat opravdu dobré výsledky ze svého senzorového modulu.

Krok 1: Součásti

1. Jedna deska kompatibilní s Arduino (používám Arduino Nano, protože jednu mám, ale jakákoli jiná bude v pořádku)
2. Jeden senzorový modul MPU9250 (v mém případě velkoryse darovaný GearBest)
3. 4 propojovací vodiče žena-žena

Krok 2: Připojte gyroskopický kompas MPU9250 Accelerometer k Arduinu

1. Připojte 5V VCC napájení (červený vodič), uzemnění (černý vodič), SDA (zelený vodič) a SCL (žlutý vodič) k modulu MPU9250 (obrázek 1)
2. Připojte druhý konec zemnicího vodiče (černý vodič) k uzemňovacímu kolíku desky Arduino (obrázek 2)
3. Druhý konec napájecího vodiče 5V VCC (červený vodič) připojte k napájecímu kolíku 5V desky Arduino (obrázek 2)
4. Druhý konec vodiče SDA (zelený vodič) připojte ke konektoru SDA/analogový 4 na desce Arduino Nano (obrázek 2)
5. Druhý konec kabelu SCL (žlutý vodič) připojte ke konektoru SCL/Analog 5 na desce Arduino Nano (obrázek 2)
6. Obrázek 3 ukazuje, kde jsou uzemnění, 5V napájení, SDA/analogový pin 4 a SCL/analogový pin 5, piny Arduino Nano

Krok 3: Spusťte Visuino a vyberte typ desky Arduino

Chcete -li začít programovat Arduino, musíte mít nainstalované Arduino IDE zde:

Ujistěte se, že instalujete 1.6.7 nebo vyšší, jinak tento Instructable nebude fungovat!

Je také třeba nainstalovat Visuino:

1. Spusťte Visuino, jak je znázorněno na prvním obrázku
2. Klikněte na tlačítko „Nástroje“na komponentě Arduino (obrázek 1) ve Visuinu
3. Když se zobrazí dialog, vyberte Arduino Nano, jak je znázorněno na obrázku 2

Krok 4: Ve Visuinu: Přidejte a připojte komponentu MPU9250

1. Do pole Filtr nástroje Component Toolbox zadejte „mpu“, poté vyberte komponentu „Accelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C“(obrázek 1) a umístěte jej do oblasti návrhu (obrázek 2)
2. Připojte pin „Out“komponenty AccelerometerGyroscopeCompass1 ke kolíku „In“kanálu I2C komponenty Arduino (obrázek 3)

Krok 5: Ve Visuinu: Přidejte a připojte komponentu paketu

Chcete -li odeslat všechna data kanálů přes sériový port z Arduina, můžeme použít komponentu Packet k zabalení kanálů dohromady a jejich zobrazení v Scope and Gauges ve Visuinu:

1. Do pole Filtr nástroje Component Toolbox zadejte „pack“, poté vyberte komponentu „Packet“(obrázek 1) a umístěte jej do oblasti návrhu
2. Připojte výstupní pin „Out“komponenty Packet1 ke vstupnímu pinu „In“kanálu „Serial [0]“komponenty „Arduino“(obrázek 2)

Krok 6: Ve Visuinu: Přidejte do komponenty paketu 7 binárních analogových prvků a zadejte jejich názvy

1. Klikněte na tlačítko „Nástroje“komponenty Packet1 (obrázek 1)
2. V editoru „Elements“vyberte prvek „Binary Analog“a poté kliknutím na tlačítko „+“(obrázek 2) přidejte analogový prvek
3. V inspektoru objektů nastavte vlastnost „Název“analogového prvku na „Kompas (X)“(obrázek 3)
4. V editoru „Prvky“vyberte prvek „Binary Analog“napravo a poté kliknutím na tlačítko „+“vlevo přidáte další analogový prvek
5. V inspektoru objektů nastavte vlastnost „Název“nového analogového prvku na „Kompas (Y)“(obrázek 4)
6. V editoru „Prvky“vyberte prvek „Binary Analog“napravo a poté kliknutím na tlačítko „+“vlevo přidáte další analogový prvek
7. V inspektoru objektů nastavte vlastnost „Název“nového analogového prvku na „Kompas (Z)“(obrázek 5)
8. Opakováním stejných kroků přidáte dalších 7 binárních analogových prvků s názvem „Akcelerometr (X)“, „Akcelerometr (Y)“, „Akcelerometr (Z)“, „Gyroskop (X)“, „Gyroskop (Y)“, „Gyroskop (Z) “a„ Teploměr “(obrázek 6)

Krok 7: Ve Visuinu: Nakonfigurujte vizualizaci paketového prvku pro teploměr

Visuino ve výchozím nastavení dokáže zobrazit analogové prvky z paketové komponenty v měřidlech. Je však příjemné zobrazit teplotu v teploměru. Visuino umožňuje přizpůsobení způsobu zobrazení analogových prvků.

1. V editoru Prvky vyberte poslední analogový prvek s názvem „Teploměr“(obrázek 1)
2. V inspektoru objektů vyberte vlastnost "Instrument" a klikněte na tlačítko "Šipka dolů" vedle její hodnoty (obrázek 1)
3. V rozevíracím seznamu vyberte „Teploměr“(obrázek 2)
4. V nástroji Object Inspector rozbalte vlastnost "Instrument", poté dílčí vlastnost "Scale" (obrázek 3)
5. V inspektoru objektů nastavte hodnotu dílčí vlastnosti „Auto“„Měřítko“na hodnotu False (obrázek 3). Tím se deaktivuje automatické škálování teploměru
6. V inspektoru objektů nastavte dílčí vlastnost „Max“„Měřítko“na 100 (obrázek 4) Tím se nakonfiguruje teploměr tak, aby měl stupnici od 0 do 100.

Krok 8: Ve Visuinu: Zadejte jedinečné záhlaví paketu

Abychom zajistili, že Visuino najde počáteční bod paketu, musíme mít jedinečné záhlaví. Komponenta Packet používá speciální algoritmus, který zajišťuje, že se v datech nezobrazí značka záhlaví.

1. Vyberte komponentu Packet1 (obrázek 1)
2. V Object Inspector rozbalte vlastnost „Head Marker“(Obrázek 1)
3. V inspektoru objektů klikněte na tlačítko „…“(obrázek 1)
4. Do editoru bajtů zadejte některá čísla, například 55 55 (obrázek 2)
5. Kliknutím na tlačítko OK editor potvrdíte a zavřete

Krok 9: Ve Visuinu: Připojte komponentu MPU9250 k prvkům paketové komponenty

1. Kliknutím na pole „Out“obsahující kolíky „Compass“komponenty AccelerometerGyroscopeCompass1 zahájíte připojení všech výstupních kolíků najednou (obrázek 1)
2. Přesuňte myš nad kolík „In“prvku „Elements. Compass (X)“součásti Packet1. Visuino automaticky roztáhne dráty, aby se správně připojily ke zbytku pinů (obrázek 1)
3. Kliknutím na pole „Out“obsahující kolíky „Accelerometru“komponenty AccelerometerGyroscopeCompass1 zahájíte připojení všech výstupních kolíků najednou (obrázek 2)
4. Přesuňte myš nad kolík „In“prvku „Elements. Accelerometer (X)“součásti Packet1. Visuino automaticky roztáhne dráty, aby se správně připojily ke zbytku pinů (obrázek 2)
5. Kliknutím na pole „Out“obsahující kolíky „Gyroskopu“komponenty AccelerometerGyroscopeCompass1 zahájíte připojení všech výstupních kolíků najednou (obrázek 3)
6. Přesuňte myš nad kolík „In“prvku „Elements. Gyroscope (X)“komponenty Packet1. Visuino automaticky roztáhne dráty, aby se správně připojily ke zbytku pinů (obrázek 3)
7. Připojte pin „Out“na „Thermometru“komponenty AccelerometerGyroscopeCompass1 ke kolíku „In“vstupního kolíku „Elements. Thermometer“komponenty Packet1 (obrázek 4)

Krok 10: Generujte, kompilujte a nahrajte kód Arduino

1. Ve Visuinu vygenerujte kód Arduino stisknutím klávesy F9 nebo kliknutím na tlačítko zobrazené na obrázku 1 a otevřete Arduino IDE
2. V Arduino IDE klikněte na tlačítko Nahrát pro kompilaci a nahrání kódu (obrázek 2)

Krok 11: A hrajte…

1. Ve Visuinu vyberte ComPort a poté klikněte na rozevírací pole „Formátovat“a vyberte Packet1 (obrázek 1)
2. Klikněte na tlačítko „Připojit“(obrázek 1)
3. Pokud vyberete kartu „Rozsah“, uvidíte rozsah vykreslující hodnoty X, Y, Z z akcelerometru, gyroskopu a kompasu a také teplotu v průběhu času (obrázek 2)
4. Pokud vyberete kartu „Nástroje“, uvidíte teploměr a měřidla se stejnými informacemi (obrázek 3)

Připojený a běžící akcelerometr, gyroskop a snímač kompasu MPU9250 můžete vidět na obrázku 4.

Gratulujeme! V Arduinu jste vytvořili měřicí projekt akcelerometru, gyroskopu a kompasu MPU9250 s vizuální instrumentací.

Na obrázku 5 můžete vidět kompletní diagram Visuino.

Také je připojen projekt Visuino, který jsem vytvořil pro tento Instructable. Můžete si jej stáhnout a otevřít ve Visuinu: