วิธีใช้โมดูล MPU-6050 Accelerometer และ Gyroscope

ดูบน YouTube

วิธีใช้โมดูล MPU-6050 Accelerometer และ Gyroscope

MPU-6050 เป็นเซนเซอร์อเนกประสงค์ที่รวมมาตรวัดความเร่ง 3 แกนและไจโรสโคป 3 แกนไว้ในแพ็คเกจเดียว ในบทช่วยสอนนี้ เราจะสำรวจวิธีการเชื่อมต่อโมดูลนี้กับ Arduino เพื่อวัดความเร่งและความเร็วเชิงมุม ผลลัพธ์จะเป็นโปรแกรมง่ายๆ ที่แสดงข้อมูลแบบเรียลไทม์จากเซนเซอร์ ช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบทั้งความเร่งและการวางแนวของอุปกรณ์ของคุณได้

MPU-6050-module-1

โดยการปฏิบัติตามคำแนะนำนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ การเดินสายไฟส่วนประกอบอย่างถูกต้อง และเขียนโค้ดที่จำเป็นเพื่อให้ MPU-6050 ทำงานได้ ซึ่งจะช่วยให้คุณมีพื้นฐานสำหรับโปรเจกต์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับการเคลื่อนไหวและการตรวจจับการวางแนว เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น โปรดตรวจสอบวิดีโอที่มาพร้อมกับบทช่วยสอนนี้ (ในวิดีโอที่ 00:00)

อธิบายฮาร์ดแวร์

ส่วนประกอบหลักในโปรเจกต์นี้คือเซนเซอร์ MPU-6050 ซึ่งให้ข้อมูลทั้งมาตรวัดความเร่งและไจโรสโคป มาตรวัดความเร่งวัดความเร่งเชิงเส้นตามแกน X, Y และ Z ในขณะที่ไจโรสโคปวัดอัตราการหมุนรอบแกนเดียวกันนี้ การรวมกันนี้ทำให้ MPU-6050 เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานที่ต้องการการติดตามการเคลื่อนไหว

นอกจากนี้ โมดูลนี้ใช้อินเทอร์เฟซ I2C สำหรับการสื่อสาร ซึ่งช่วยให้การเชื่อมต่อง่ายขึ้นและอนุญาตให้เชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวบนบัสเดียวกันได้ เซนเซอร์ได้รับพลังงานผ่านพิน VCC ซึ่งโดยทั่วไปต้องใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่าง 3.3V ถึง 5V ขั้วกราวด์เชื่อมต่อกับกราวด์ร่วมของ Arduino

รายละเอียดจาก Datasheet

ผู้ผลิต	InvenSense
หมายเลขชิ้นส่วน	MPU-6050
แรงดันไฟฟ้าลอจิก/IO	3.3 – 5 V
แรงดันไฟฟ้าจ่าย	3.3 – 5 V
กระแสเอาต์พุต (ต่อช่อง)	…
กระแสสูงสุด (ต่อช่อง)	…
คำแนะนำความถี่ PWM	…
เกณฑ์ลอจิกอินพุต	…
แรงดันตก / R_DS(on) / ความอิ่มตัว	…
ขีดจำกัดความร้อน	…
แพ็คเกจ	QFN
หมายเหตุ / รุ่นต่างๆ	…

เชื่อมต่อพิน VCC เข้ากับ 3.3V หรือ 5V
เชื่อมต่อพิน GND เข้ากับกราวด์
ใช้การสื่อสาร I2C ผ่าน SDA (ข้อมูล) และ SCL (สัญญาณนาฬิกา)
ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีตัวต้านทาน pull-up บนสาย SDA และ SCL
ตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเซนเซอร์

คำแนะนำการเดินสายไฟ

arduino_wiring_MPU-6050

ในการเดินสายไฟ MPU-6050 เข้ากับ Arduino ของคุณ ให้เริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อพิน VCC ของ MPU-6050 เข้ากับพิน 5V บน Arduino จากนั้นเชื่อมต่อพิน GND ของ MPU-6050 เข้ากับพิน GND หนึ่งตัวบน Arduino สำหรับการสื่อสาร I2C ให้เชื่อมต่อพิน SDA ของ MPU-6050 เข้ากับพิน A4 ของ Arduino และพิน SCL เข้ากับพิน A5 ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Arduino ของคุณถูกตั้งค่าให้ใช้การสื่อสาร I2C โดยรวมไลบรารีที่เหมาะสมในโค้ดของคุณ

ตรวจสอบการเชื่อมต่อของคุณอีกครั้งก่อนที่จะจ่ายไฟให้ระบบ หากใช้เบรดบอร์ด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อแน่นหนาและไม่มีไฟฟ้าลัดวงจร หากโมดูลไม่ตอบสนองตามที่คาดหวัง ให้ตรวจสอบการเดินสายไฟและตรวจสอบที่อยู่ I2C ของ MPU-6050 ในโค้ดของคุณ

ตัวอย่างโค้ดและคำอธิบาย

โค้ดต่อไปนี้เริ่มต้น MPU-6050 และเริ่มอ่านข้อมูลจากเซนเซอร์ ตัวระบุหลัก ได้แก่ mpu6050 ซึ่งเป็นอินสแตนซ์ของคลาส MPU6050 และ timer ซึ่งใช้ควบคุมจังหวะเวลาของการแสดงข้อมูล

MPU6050 mpu6050(Wire);
long timer = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  mpu6050.calcGyroOffsets(true);
}

ในฟังก์ชัน setup นี้ เราจะเริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรมและเซนเซอร์ MPU-6050 การเรียก mpu6050.calcGyroOffsets(true) มีความสำคัญเนื่องจากเป็นการปรับเทียบค่าออฟเซ็ตของไจโรสโคป เพื่อให้แน่ใจว่าการอ่านค่ามีความแม่นยำ

ในฟังก์ชัน loop เราจะอัปเดตข้อมูลเซนเซอร์อย่างต่อเนื่องและพิมพ์ไปยัง serial monitor โค้ดต่อไปนี้แสดงวิธีการอ่านและพิมพ์ข้อมูลอุณหภูมิและความเร่ง:

if(millis() - timer > 1000){
  Serial.print("temp : ");Serial.println(mpu6050.getTemp());
  Serial.print("accX : ");Serial.print(mpu6050.getAccX());
  Serial.print("\taccY : ");Serial.print(mpu6050.getAccY());
  Serial.print("\taccZ : ");Serial.println(mpu6050.getAccZ());
}

บล็อกนี้จะตรวจสอบว่าผ่านไปหนึ่งวินาทีตั้งแต่การแสดงผลครั้งล่าสุดหรือไม่ จากนั้นจะดึงค่าอุณหภูมิและความเร่งจาก MPU-6050 และพิมพ์ไปยัง serial monitor คุณสามารถสังเกตค่าที่อัปเดตแบบเรียลไทม์ได้

การสาธิต / สิ่งที่คาดหวัง

เมื่อทุกอย่างเชื่อมต่อและอัปโหลดโค้ดแล้ว คุณสามารถคาดหวังว่าจะเห็นข้อมูลอุณหภูมิและความเร่งพิมพ์ใน serial monitor ทุกวินาที หากคุณเอียงหรือขยับ MPU-6050 ค่าความเร่งควรเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย โปรดระวังว่าการเดินสายไฟที่ไม่ถูกต้องหรือแหล่งจ่ายไฟไม่เพียงพออาจทำให้การอ่านค่าไม่สม่ำเสมอหรือไม่มีข้อมูลเลย (ในวิดีโอที่ 01:30)

ภาพ

arduino_wiring_MPU-6050

arduino_wiring_MPU-6050

MPU-6050-module-1

MPU-6050-module-1

MPU-6050-module-2

MPU-6050-module-2

MPU-6050-module-schematic

MPU-6050-module-schematic

MPU-6050-module-1

MPU-6050-module-1

Please view this page in English if the code is not visible. We’re sorry for the inconvenience.

116-Arduino code for the MPU-6050 accelerometer and gyroscope sensor (all data)

ภาษา: C++

/*
 * 
 * This code is basic usage of the MPU-6050 Accelerometer and Gyroscope.
 * 
 * This code displays all data:
 * -Gyroscope X, Gyroscope Y, Gyroscope Z
 * -Gyroscope Angle X, Gyroscope Angle Y, Gyroscope Angle Z 
 * -Accel X, Accel Y, Accel Z
 * -Accel Angle X, Accel Angle Y, Accel Angle Z,
 * 
 * Library and code have been taken from:
 * https://github.com/tockn/MPU6050_tockn
 * 
 * Updated by Ahmad Shamshiri on July 03, 2018 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com
 * Get this code from Robojax.com
 * Watch video instructions for this code at: https://youtu.be/uhh7ik02aDc
 * 
 */
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>

MPU6050 mpu6050(Wire);

long timer = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  mpu6050.calcGyroOffsets(true);
}

void loop() {
  mpu6050.update();

  if(millis() - timer > 1000){
    
    Serial.println("=======================================================");
    Serial.print("temp : ");Serial.println(mpu6050.getTemp());
    Serial.print("accX : ");Serial.print(mpu6050.getAccX());
    Serial.print("\taccY : ");Serial.print(mpu6050.getAccY());
    Serial.print("\taccZ : ");Serial.println(mpu6050.getAccZ());
  
    Serial.print("gyroX : ");Serial.print(mpu6050.getGyroX());
    Serial.print("\tgyroY : ");Serial.print(mpu6050.getGyroY());
    Serial.print("\tgyroZ : ");Serial.println(mpu6050.getGyroZ());
  
    Serial.print("accAngleX : ");Serial.print(mpu6050.getAccAngleX());
    Serial.print("\taccAngleY : ");Serial.println(mpu6050.getAccAngleY());
  
    Serial.print("gyroAngleX : ");Serial.print(mpu6050.getGyroAngleX());
    Serial.print("\tgyroAngleY : ");Serial.print(mpu6050.getGyroAngleY());
    Serial.print("\tgyroAngleZ : ");Serial.println(mpu6050.getGyroAngleZ());
    
    Serial.print("angleX : ");Serial.print(mpu6050.getAngleX());
    Serial.print("\tangleY : ");Serial.print(mpu6050.getAngleY());
    Serial.print("\tangleZ : ");Serial.println(mpu6050.getAngleZ());
    Serial.println("=======================================================\n");
    timer = millis();
    
  }

}

117-Arduino code for an MPU-6050 accelerometer and gyroscope sensor (just angle)

ภาษา: C++

/*
 * 
 * This code is basic usage of the MPU-6050 Accelerometer and Gyroscope.
 * 
 * This code displays:
 * - Angle X, Angle Y, Angle Z,
 * 
 * Library and code have been taken from:
 * https://github.com/tockn/MPU6050_tockn
 * 
 * Updated by Ahmad Shamshiri on July 03, 2018 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com
 * Get this code from Robojax.com
 * Watch video instructions for this code at: https://youtu.be/uhh7ik02aDc
 * 
 */
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>

MPU6050 mpu6050(Wire);

long timer = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  mpu6050.calcGyroOffsets(true);
}

void loop() {
  mpu6050.update();

  if(millis() - timer > 1000){
    
    Serial.println("=======================================================");
    Serial.print("temp : ");Serial.println(mpu6050.getTemp());
    Serial.print("accX : ");Serial.print(mpu6050.getAccX());
    Serial.print("\taccY : ");Serial.print(mpu6050.getAccY());
    Serial.print("\taccZ : ");Serial.println(mpu6050.getAccZ());
  
    Serial.print("gyroX : ");Serial.print(mpu6050.getGyroX());
    Serial.print("\tgyroY : ");Serial.print(mpu6050.getGyroY());
    Serial.print("\tgyroZ : ");Serial.println(mpu6050.getGyroZ());
  
    Serial.print("accAngleX : ");Serial.print(mpu6050.getAccAngleX());
    Serial.print("\taccAngleY : ");Serial.println(mpu6050.getAccAngleY());
  
    Serial.print("gyroAngleX : ");Serial.print(mpu6050.getGyroAngleX());
    Serial.print("\tgyroAngleY : ");Serial.print(mpu6050.getGyroAngleY());
    Serial.print("\tgyroAngleZ : ");Serial.println(mpu6050.getGyroAngleZ());
    
    Serial.print("angleX : ");Serial.print(mpu6050.getAngleX());
    Serial.print("\tangleY : ");Serial.print(mpu6050.getAngleY());
    Serial.print("\tangleZ : ");Serial.println(mpu6050.getAngleZ());
    Serial.println("=======================================================\n");
    timer = millis();
    
  }

}

สิ่งที่คุณอาจต้องการ

อเมซอน
Purchase MPU-6050 from Amazon
amzn.to

แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิง

ภายนอก
Manufacturer website
invensense.com

ไฟล์📁

ไลบรารี Arduino (zip)

Arduino library for MPU9250
robojax-MPU9250-master.zip 3.38 MB

ไฟล์อื่น ๆ

MPU6050_tockn-master
Arduino library for the MPU6050 accelerometer and gyroscope module. Provides functions to read acceleration, gyro, and temperature data, with calibration and angle calculation. Designed for easy integration into motion-sensing projects.

robojax-MPU6050_tockn-master.zip