Śledzenie ruchu za pomocą MPU-6000 i Arduino Nano: 4 kroki

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

MPU-6000 to 6-osiowy czujnik śledzenia ruchu, który ma wbudowany 3-osiowy akcelerometr i 3-osiowy żyroskop. Ten czujnik jest w stanie skutecznie śledzić dokładne położenie i położenie obiektu w płaszczyźnie trójwymiarowej. Może być stosowany w systemach wymagających analizy położenia z najwyższą precyzją.

W tym samouczku zilustrowano interfejs modułu czujnika MPU-6000 z arduino nano. Do odczytu wartości przyspieszenia i kąta obrotu wykorzystaliśmy arduino nano z adapterem I2c. Ten adapter I2C sprawia, że połączenie z modułem czujnika jest łatwe i bardziej niezawodne.

Krok 1: Wymagany sprzęt:

Materiały, których potrzebujemy do realizacji naszego celu, obejmują następujące komponenty sprzętowe:

1. MPU-6000

2. Arduino Nano

3. Kabel I2C

4. I2C Shield dla arduino nano

Krok 2: Podłączenie sprzętu:

Sekcja podłączania sprzętu zasadniczo wyjaśnia połączenia okablowania wymagane między czujnikiem a arduino nano. Zapewnienie prawidłowych połączeń jest podstawową koniecznością podczas pracy na dowolnym systemie o pożądanej mocy. Tak więc wymagane połączenia są następujące:

MPU-6000 będzie pracował przez I2C. Oto przykładowy schemat okablowania, pokazujący, jak okablować każdy interfejs czujnika.

Po wyjęciu z pudełka, płyta jest skonfigurowana do interfejsu I2C, dlatego zalecamy korzystanie z tego podłączenia, jeśli jesteś agnostykiem.

Wszystko czego potrzebujesz to cztery przewody! Wymagane są tylko cztery połączenia Vcc, Gnd, SCL i SDA, które są połączone za pomocą kabla I2C.

Połączenia te są pokazane na powyższych zdjęciach.

Krok 3: Kod do śledzenia ruchu:

Zacznijmy teraz od kodu arduino.

Korzystając z modułu czujnika z arduino, dołączamy bibliotekę Wire.h. Biblioteka "Wire" zawiera funkcje ułatwiające komunikację i2c pomiędzy czujnikiem a płytką arduino.

Cały kod arduino podano poniżej dla wygody użytkownika:

#włączać

// adres MPU-6000 I2C to 0x68(104)

#define Addr 0x68

pusta konfiguracja()

{

// Zainicjuj komunikację I2C jako Master

Wire.początek();

// Zainicjuj komunikację szeregową, ustaw szybkość transmisji = 9600

Serial.początek(9600);

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr konfiguracji żyroskopu

Wire.write(0x1B);

// Pełny zakres skali = 2000 dps

Wire.write(0x18);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr konfiguracji akcelerometru

Wire.write(0x1C);

// Pełny zakres skali = +/-16g

Wire.write(0x18);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr zarządzania energią

Wire.write(0x6B);

// PLL z referencją xGyro

Wire.write(0x01);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

opóźnienie(300);

}

pusta pętla()

{

dane int bez znaku[6];

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr danych

Wire.write(0x3B);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Żądaj 6 bajtów danych

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// Odczytaj 6 bajtów danych

if(Przewód.dostępny() == 6)

{

dane[0] = Przewód.odczyt();

dane[1] = Drut.odczyt();

dane[2] = Przewód.odczyt();

dane[3] = Przewód.odczyt();

dane[4] = Przewód.odczyt();

dane[5] = Wire.read();

}

// Konwertuj dane

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

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

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

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr danych

Wire.write(0x43);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Żądaj 6 bajtów danych

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// Odczytaj 6 bajtów danych

if(Przewód.dostępny() == 6)

{

dane[0] = Przewód.odczyt();

dane[1] = Drut.odczyt();

dane[2] = Przewód.odczyt();

dane[3] = Przewód.odczyt();

dane[4] = Przewód.odczyt();

dane[5] = Wire.read();

}

// Konwertuj dane

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

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

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

// Dane wyjściowe do monitora szeregowego

Serial.print("Przyspieszenie w osi X: ");

Serial.println(xAccl);

Serial.print("Przyspieszenie w osi Y: ");

Serial.println(yAccl);

Serial.print("Przyspieszenie w osi Z: ");

Serial.println(zAccl);

Serial.print("Oś obrotu X: ");

Serial.println(xGyro);

Serial.print("Oś obrotu Y: ");

Serial.println(yGyro);

Serial.print("Oś obrotu Z: ");

Serial.println(zGyro);

opóźnienie (500);

}

W bibliotece przewodów Wire.write() i Wire.read() są używane do zapisywania poleceń i odczytywania wyjścia czujnika.

Serial.print() i Serial.println() służą do wyświetlania wyjścia czujnika na monitorze szeregowym Arduino IDE.

Wyjście czujnika pokazano na powyższym obrazku.

Krok 4: Aplikacje:

MPU-6000 to czujnik śledzenia ruchu, który znajduje zastosowanie w interfejsie ruchu smartfonów i tabletów. W smartfonach czujniki te mogą być wykorzystywane w takich aplikacjach, jak polecenia gestami do aplikacji i sterowania telefonem, ulepszone gry, rozszerzona rzeczywistość, przechwytywanie i przeglądanie zdjęć panoramicznych oraz nawigacja piesza i samochodowa. Technologia MotionTracking może przekształcić telefony i tablety w potężne, inteligentne urządzenia 3D, które mogą być wykorzystywane w różnych aplikacjach, od monitorowania zdrowia i kondycji po usługi oparte na lokalizacji.