MPU-9250 акселерометр, гироскоп және магнитометр коды

MPU-9250 акселерометр, гироскоп және магнитометр коды

Бұл оқулықта біз акселерометр, гироскоп және магнитометрді бір ықшам модульде біріктіретін MPU-9250 сенсорын қалай пайдалану керектігін қарастырамыз. Осы нұсқаулықтың соңында сіз сенсор деректерін оқып, олардың жобаларыңыздағы мағынасын түсіндіре аласыз. Бұл сенсор бағдарлау мен қозғалысты бақылау маңызды болып табылатын робототехника және дрондар сияқты қолданбалар үшін өте пайдалы. Орнату және код туралы қосымша түсініктеме алу үшін бейнені қарай аласыз (бейнеде 00:20).

Аппараттық құрал түсіндірмесі

MPU-9250 модулі үш сенсорды біріктіреді: акселерометр, гироскоп және магнитометр. Акселерометр үдеу күштерін өлшейді, бұл жылдамдық пен бағдарды анықтауға мүмкіндік береді. Гироскоп бұрыштық жылдамдықты қамтамасыз етеді, уақыт өте келе бағдардың өзгеруін түсінуге көмектеседі. Соңында, магнитометр компас ретінде әрекет етеді, навигацияға көмектесетін магнит өрісі деректерін береді.

Сенсорлардың бұл комбинациясы дрондар немесе смартфондар сияқты дәл қозғалысты бақылау қажет болатын қолданбаларда ерекше пайдалы. MPU-9250 I2C немесе SPI арқылы байланысады, бұл оны әртүрлі микроконтроллер конфигурациялары үшін әмбебап етеді.

Деректер парағының мәліметтері

• Модульді зақымдамау үшін дұрыс қоректендіру кернеуін (2.4 - 3.6 В) қамтамасыз етіңіз.
• Егер таратқыш тақтаңызда болмаса, SDA және SCL желілері үшін жоғары тарту резисторын пайдаланыңыз.
• I2C мекенжайын тексеріңіз (әдепкі 0x68) және балама мекенжайлар үшін ADO түйреуішін сәйкесінше реттеңіз.
• Қате көрсеткіштерді болдырмау үшін қосылымдардың тұрақтылығын тексеріңіз.
• Дәл өлшеулер үшін сенсорларды жүйелі түрде калибрлеңіз.

Сым қосу нұсқаулары

MPU-9250-ді Arduino-ға қосу үшін MPU-9250-дегі VCC түйреуішін Arduino-дағы 5V түйреуішіне қосу арқылы бастаңыз. Модульде ішкі реттегіш бар, сондықтан оны 5V-пен қоректендіру қауіпсіз. Әрі қарай, GND түйреуішін Arduino-дағы жерге (GND) қосыңыз. Деректер байланысы үшін SDA түйреуішін Arduino-дағы A4 түйреуішіне және SCL түйреуішін A5 түйреуішіне қосыңыз. Бұл конфигурация көптеген Arduino тақталары үшін стандартты болып табылады.

Егер сіз Arduino Mega пайдалансаңыз, SDA және SCL түйреуіштері сәйкесінше 20 және 21 түйреуіштерінде орналасқан. Байланыс қателерін болдырмау үшін қосылымдардың сенімді екеніне көз жеткізіңіз. MPU-9250-дің I2C мекенжайын өзгерту қажет болса, оны 0x69 мәніне орнату үшін ADO түйреуішін 5V-ке қосыңыз. Оны ажырату оны 0x68 мәніне қайтарады.

Код мысалдары және түсіндірме

Arduino эскизінде біз MPU9250 кітапханасын қосудан және сенсордың данасын жасаудан бастаймыз:

#include "MPU9250.h"
MPU9250 IMU(Wire,0x68);

Код сенсорды инициализациялайды және setup() функциясында байланысты бастайды:

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  status = IMU.begin();
  if (status < 0) {
    Serial.println("IMU инициализациясы сәтсіз аяқталды");
    while(1) {}
  }
}

loop() функциясында біз сенсор деректерін үздіксіз оқып, басып шығарамыз:

void loop() {
  IMU.readSensor();
  Serial.print("AccelX: ");
  Serial.print(IMU.getAccelX_mss(),6);
  // Басқа осьтер үшін қосымша басып шығару операторлары
}

Бұл бөлім акселерометр, гироскоп және магнитометр мәндерін оқып, оларды Serial Monitor-да көрсетеді. Толық іске асыру үшін мақаланың астында жүктелген толық кодты тексеруді ұмытпаңыз.

Демонстрация / Не күтуге болады

Кодты іске қосқанда, Serial Monitor-да сенсор мәндерінің нақты уақытта жаңартылып жатқанын көруіңіз керек. Сенсорды жылжытқанда акселерометр мәндері өзгереді, ал гироскоп мәндері айналу жылдамдығын көрсетеді. Магнитометр сізге үш осьтегі магнит өрісінің күшін береді, оны бағдарды анықтау үшін пайдалануға болады. Қалқымалы кірістерге абай болыңыз, өйткені олар дәл емес көрсеткіштерге әкелуі мүмкін (бейнеде 12:30).

Тараулар

• Кіріспе (00:00)
• Жабдықты түсіндіру (01:30)
• Сым қосу нұсқаулары (04:00)
• Код мысалдары және талдау (06:00)
• Демонстрация (10:00)

Суреттер

ELE_MPU6050_208

Arduino Wiring for MPU-6050

Arduino Schematic for MPU6050 using A4 and A4 for SDA and SCL

Arduino wiring for MPU6050 using A4 and A4 for SDA and SCL

ELE_MPU6050_208

Arduino Wiring for MPU-6050

Arduino Schematic for MPU6050 using A4 and A4 for SDA and SCL

Arduino wiring for MPU6050 using A4 and A4 for SDA and SCL

/*
 * Library: https://github.com/bolderflight/MPU9250
Basic_I2C.ino
Brian R Taylor
brian.taylor@bolderflight.com

Copyright (c) 2017 Bolder Flight Systems

Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software 
and associated documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, 
including without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, 
sublicense, and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is 
furnished to do so, subject to the following conditions:

The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or 
substantial portions of the Software.

THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING 
BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND 
NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, 
DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, 
OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
*/
/*
 * Updated by Ahmad Shamshiri on July 9, 2018 for Robojax.com
 * in Ajax, Ontario, Canada
 * Watch instruction video for this code: 
For this sketch you need to connect:
VCC to 5V and GND to GND of Arduino
SDA to A4 and SCL to A5

S20A is 3.3V voltage regulator MIC5205-3.3BM5
*/

#include "MPU9250.h"

// An MPU9250 object with the MPU-9250 sensor on I2C bus 0 with address 0x68
MPU9250 IMU(Wire,0x68);
int status;

void setup() {
  // Serial to display data
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial) {}

  // Start communication with IMU 
  status = IMU.begin();
  if (status < 0) {
    Serial.println("IMU initialization unsuccessful");
    Serial.println("Check IMU wiring or try cycling power");
    Serial.print("Status: ");
    Serial.println(status);
    while(1) {}
  }
}

void loop() {
  // Read the sensor
  IMU.readSensor();
  // Display the data
  Serial.print("AccelX: ");
  Serial.print(IMU.getAccelX_mss(),6);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("AccelY: ");  
  Serial.print(IMU.getAccelY_mss(),6);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("AccelZ: ");  
  Serial.println(IMU.getAccelZ_mss(),6);
  
  Serial.print("GyroX: ");
  Serial.print(IMU.getGyroX_rads(),6);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("GyroY: ");  
  Serial.print(IMU.getGyroY_rads(),6);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("GyroZ: ");  
  Serial.println(IMU.getGyroZ_rads(),6);

  Serial.print("MagX: ");  
  Serial.print(IMU.getMagX_uT(),6);
  Serial.print("\t");  
  Serial.print("MagY: ");
  Serial.print(IMU.getMagY_uT(),6);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("MagZ: ");  
  Serial.println(IMU.getMagZ_uT(),6);
  
  Serial.print("Temperature in C: ");
  Serial.println(IMU.getTemperature_C(),6);
  Serial.println();
  delay(200);
}