Exibindo dados do sensor MPU-6050 em LCD 1602 ou LCD2004 com Arduino

Exibindo dados do sensor MPU-6050 em LCD 1602 ou LCD2004 com Arduino

Neste tutorial, aprenderemos como exibir dados do sensor MPU-6050 em um LCD 1602 ou LCD2004 usando Arduino. O MPU-6050 é um sensor versátil que combina um giroscópio de 3 eixos e um acelerômetro de 3 eixos, tornando-o ideal para várias aplicações, como detecção de movimento e orientação. Ao conectar esse sensor a um display LCD, podemos visualizar os dados do sensor em tempo real, incluindo ângulos e temperatura.

À medida que avançamos neste projeto, abordaremos os componentes de hardware necessários, os detalhes da fiação e a implementação do código. Isso ajudará você a entender como configurar o MPU-6050 e exibir sua saída em um LCD. Para esclarecimentos adicionais sobre o código, não deixe de conferir o vídeo (em 00:00).

Hardware Explicado

Os componentes principais para este projeto são a placa Arduino, o sensor MPU-6050 e o display LCD (1602 ou 2004). O Arduino serve como o microcontrolador que processa os dados do MPU-6050 e os envia para o LCD.

O sensor MPU-6050 utiliza comunicação I2C para enviar dados ao Arduino. Inclui um acelerómetro e um giroscópio, que lhe permitem detetar movimento e orientação. O ecrã LCD é usado para mostrar os ângulos derivados dos dados do sensor. Também se conecta ao Arduino via I2C, o que simplifica a fiação e a comunicação.

Detalhes da ficha técnica

Fabricante	Invensense
Número da peça	MPU-6050
Tensão lógica/E/S	3.3 V / 5 V
Tensão de alimentação	3.3 V a 5 V
Taxa de dados de saída	1 kHz (máx.)
Faixa de temperatura	-40 a +85 °C
Pacote	QFN
Notas / variantes	Giroscópio e acelerômetro integrados

Garanta uma fonte de alimentação adequada dentro da faixa de tensão especificada.
Use resistores pull-up nas linhas I2C, se necessário.
Verifique se o endereço I2C é compatível com a sua configuração.
Calibre o sensor para leituras precisas.
Tenha cuidado com a fiação para evitar curtos-circuitos.

Instruções de fiação

Para ligar o MPU-6050 ao Arduino, comece conectando o pino VCC do MPU-6050 ao pino 5V do Arduino. Em seguida, conecte o pino GND do MPU-6050 a um dos pinos GND do Arduino. Para comunicação I2C, conecte o pino SDA do MPU-6050 ao pino analógico A4 do Arduino e conecte o pino SCL ao pino analógico A5.

Para o display LCD, conecte o pino VCC ao pino 5V do Arduino e o pino GND também ao pino GND do Arduino. Conecte o pino SDA do LCD ao mesmo pino A4 usado pelo MPU-6050, e o pino SCL do LCD ao pino A5. Dessa forma, tanto o MPU-6050 quanto o LCD compartilham as mesmas linhas I2C, simplificando a fiação.

Certifique-se de que as conexões estão seguras e de que não há fios soltos. Se o seu LCD ou sensor não ligar, verifique novamente a fiação e as conexões.

Exemplos de código e guia passo a passo

No código, começamos incluindo as bibliotecas necessárias para o MPU-6050 e o LCD:

#include 
#include 
#include

Aqui, criamos instâncias tanto do MPU-6050 quanto do LCD. O MPU-6050 é inicializado com a biblioteca Wire para comunicação I2C, enquanto o LCD é configurado com seu endereço e dimensões.

Na função setup, inicializamos o sensor e o LCD:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  lcd.begin();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
}

Este código configura a comunicação serial para depuração, inicializa a comunicação I2C e prepara o LCD para exibição. A retroiluminação é ligada para tornar o display visível.

Na função loop, lemos continuamente os dados do MPU-6050 e os exibimos no LCD:

void loop() {
  mpu6050.update();
  lcd.clear();
  lcdDisplay(mpu6050.getAngleX(), mpu6050.getAngleY(), mpu6050.getAngleZ());
  delay(100);
}

Este trecho atualiza os dados do sensor e limpa o LCD para novas leituras a cada 100 milissegundos. A função lcdDisplay é chamada para mostrar os ângulos no LCD.

Para uma compreensão completa, assista ao vídeo correspondente onde o código completo é demonstrado (no vídeo em 00:00).

Demonstração / O que esperar

Quando tudo estiver configurado corretamente, o LCD deverá exibir os ângulos dos eixos X, Y e Z em tempo real. Você pode inclinar o sensor MPU-6050 para ver as alterações no display. Se encontrar problemas, verifique se a polaridade da fiação não está invertida ou certifique-se de que os endereços I2C estão configurados corretamente.

Monitorar os valores no LCD permitirá que você veja como o sensor responde a movimentos e alterações de orientação. Se os valores parecerem estáticos ou incorretos, verifique as conexões e certifique-se de que o sensor está funcionando corretamente.

Imagens

arduino_wiring_MPU-6050_LCD2004_bb

LCD2004_display-3

LCD2004_display-1

LCD2004_display-2

Por favor, visualize esta página em inglês se o código não estiver visível. Pedimos desculpas pelo transtorno.

119-Arduino code for MPU-6050 accelerometer and gyroscope sensor (angles only)

Idioma: C++

/*
 * 
 * This code is basic usage of the MPU-6050 accelerometer and gyroscope.
 * Running this code, you will get angles only.
 * The angles at X, Y, and Z are displayed on the LCD2004-I2C display module.
 * 
 * Library and code have been taken from:
 * https://github.com/tockn/MPU6050_tockn
 * 
 * Updated by Ahmad Shamshiri on July 07, 2018 at 13:43 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com
 * Get this code from Robojax.com
 * Watch video instruction for this code at: https://youtu.be/ixe--SXemp8
 * 
 * You will need to watch two videos before following the instructions in this video:
 * 1-MPU6050 Introduction video and code: https://youtu.be/uhh7ik02aDc
 * 2-LCD1602 with I2C module video and code: https://youtu.be/q9YC_GVHy5A
 */
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>

MPU6050 mpu6050(Wire);

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 20 chars and 4 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

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

  // initialize the LCD, 
  lcd.begin();
  // Turn on the backlight and print a message.
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
   lcd.setCursor (0,0); //
   lcd.print("Robojax MPU-6050"); 
   lcd.setCursor (0,1); //   
 
   lcd.print("Please Wait - 3");  
   lcd.setCursor (0,1); // 
   delay(1000);        
   lcd.print("Please Wait - 2");  
   delay(1000); 
   lcd.setCursor (0,1); //      
   lcd.print("Please Wait - 1");  
   delay(1000);       
}

void loop() {

  mpu6050.update();
  Serial.print("angleX : ");
  Serial.print(mpu6050.getAngleX());
  Serial.print("\tangleY : ");
  Serial.print(mpu6050.getAngleY());
  Serial.print("\tangleZ : ");
  Serial.println(mpu6050.getAngleZ());
  
  lcd.clear();// clearn previous values from screen
   lcdDisplay(
            mpu6050.getAngleX(), // send angle X
            mpu6050.getAngleY(), // send angle Y
            mpu6050.getAngleZ()  // send angle Z
            );                       
   delay(100);

}// loop end

/*
 * Written by Ahmad Shamshiri for Robojax.com
 * lcdDisplay(float x, float y, float z)
 * displays value and title on LCD2004-I2C display
 * How to use:
 * just pass the three values and it will display them.
 * lcdDisplay(mpu6050.getAngleX() , mpu6050.getAngleY() , mpu6050.getAngleZ() )
 */
void lcdDisplay(float x, float y, float z)
{
   // Robojax.com MPU6050 Demo with LCD2004-I2C Display
   lcd.setCursor (0,0); //
   lcd.print("Robojax MPU-6050");  
    
   lcd.setCursor (0,1); //character zero, line 1
   lcd.print("Angle X:");
   lcd.setCursor (9,1); //
   lcd.print(x);   
   
   lcd.setCursor (0,2); //character zero, line 2
   lcd.print("Angle Y:");
   lcd.setCursor (9,2); //
   lcd.print(y);

   lcd.setCursor (0,3); //character zero, line 3
   lcd.print("Angle Z:");
   lcd.setCursor (9,3); //
   lcd.print(z);   
 
}

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

Idioma: C++

/*
 * 
 * This code is basic usage of the MPU-6050 accelerometer and gyroscope.
 * 
 * This code displays data on the LCD2004 display based on
 * the option you set. See below.
 * 
 * 
 * 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/ixe--SXemp8
 * 
 * You will need to watch two videos before following the instructions in this video:
 * 1-MPU6050 Introduction video and code: https://youtu.be/uhh7ik02aDc
 * 2-LCD1602 with I2C module video and code: https://youtu.be/q9YC_GVHy5A
 
 */
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>

MPU6050 mpu6050(Wire);

long timer = 0;

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 20 chars and 4 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

int typeSelect = 6;// select type . See below

String type[]={ "GyroAng and Ang",// select 0
                "GyroAng and Acc",// select 1
                "GyroAng and Gyro",// select 2
                "AccAng and Acc",// select 3
                "AccAng & Gyro",// select 4
                "AccAng and Ang",// select 5
                "Angle and Temp"// select 6
              };
              
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  mpu6050.begin();
  mpu6050.calcGyroOffsets(true);

  // initialize the LCD, 
  lcd.begin();
  // Turn on the backlight and print a message.
  lcd.backlight();    
}

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();
                        
     
  }// if
  lcd.clear();// clearn previous values from screen
  switch (typeSelect)
  {
    
  case 0:// display GyroAngle and Angle
   lcdDisplay(mpu6050.getGyroAngleX(),mpu6050.getGyroAngleY(),mpu6050.getGyroAngleZ(), 
             mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ()                                
            );
   break;

  case 1:// display GyroAngle and Acceleration value
   lcdDisplay(mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ(), 
             mpu6050.getAccX(),mpu6050.getAccY(),mpu6050.getAccZ()                                
            );
   break;  

  case 2:// display GyroAngle and Gyroscope value
   lcdDisplay(mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ(), 
            mpu6050.getGyroX(),mpu6050.getGyroY(),mpu6050.getGyroZ()                                
            );
   break;

  case 3:// display Acceleration Angle and Acceleration value
   lcdDisplay(mpu6050.getAccAngleX(),mpu6050.getAccAngleY(),0.0, 
           mpu6050.getAccX(),mpu6050.getAccY(),mpu6050.getAccZ()                                
            );
   break; 

  case 4:// display Acceleration Angle and Gyro value
   lcdDisplay(mpu6050.getAccAngleX(),mpu6050.getAccAngleY(), 0.0, 
              mpu6050.getGyroX(),mpu6050.getGyroY(),mpu6050.getGyroZ()                                 
            );
   break;
   
  case 5:// display Acceleration Angle and Angle
   lcdDisplay(mpu6050.getAccAngleX(),mpu6050.getAccAngleY(), 0.0, 
           mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ()                                   
            );
   break; 
   
  case 6:// display angle and Temperature
   lcdDisplay(mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ(), 
           mpu6050.getTemp(), 0.0, 0.0                                 
            );
   break;                      
  }// switch end
    delay(100);
}// loop


/*
 * Written by Ahmad Shamshiri for Robojax.com
 * lcdDisplay(lcdDisplay(float x, float y, float z, float x1, float y1, float z1)
 * displays values and titles on the LCD2004-I2C display.
 * How to use:
 * just pass the 6 values and it will display them.
   lcdDisplay(mpu6050.getAccAngleX(),mpu6050.getAccAngleY(),mpu6050.getAccAngleZ(), 
           mpu6050.getAngleX(),mpu6050.getAngleY(),mpu6050.getAngleZ()                                   
            );
 */
void lcdDisplay(float x, float y, float z, float x1, float y1, float z1)
{
   // Robojax.com MPU6050 Demo with LCD2004-I2C Display
   lcd.setCursor (0,0); //
   lcd.print(type[typeSelect]);  
   lcd.setCursor (17,0); //
   String dis = "("+String(typeSelect)+")";
   lcd.print(dis);    

    if(typeSelect !=6){
   lcd.setCursor (0,1); //character zero, line 1
   lcd.print("X:");
   lcd.setCursor (2,1); //
   lcd.print(x);  
   /////////////////////
   lcd.setCursor (10,1); //character zero, line 1
   lcd.print("X1:");
   lcd.setCursor (13,1); //
   lcd.print(x1);       
   
   lcd.setCursor (0,2); //character zero, line 2
   lcd.print("Y:");
   lcd.setCursor (2,2); //
   lcd.print(y);
   ////////////////////////
   lcd.setCursor (10,2); //character zero, line 1
   lcd.print("Y1:");
   lcd.setCursor (13,2); //
   lcd.print(y1);   
   

   lcd.setCursor (0,3); //character zero, line 3
   lcd.print("Z:");
   lcd.setCursor (2,3); //
   lcd.print(z);   
   //////////////////////
   lcd.setCursor (10,3); //character zero, line 3
   lcd.print("Z1:");
   lcd.setCursor (13,3); //
   lcd.print(z1);   
    }else{
   lcd.setCursor (0,1); //character zero, line 1
   lcd.print("X:");
   lcd.setCursor (2,1); //
   lcd.print(x);  
   /////////////////////
   lcd.setCursor (10,1); //character zero, line 1
   lcd.print("TMP: ");
   lcd.setCursor (15,1); //
   lcd.print(x1);       
   
   lcd.setCursor (0,2); //character zero, line 2
   lcd.print("Y:");
   lcd.setCursor (2,2); //
   lcd.print(y); 
   

   lcd.setCursor (0,3); //character zero, line 3
   lcd.print("Z:");
   lcd.setCursor (2,3); //
   lcd.print(z);   

  
    }
 
}

Recursos e referências

Externo
Baixe a biblioteca do GitHub
github.com
Externo
Site do fabricante
invensense.com
Interno
Assista ao vídeo de introdução e ao código do MPU6050.

Arquivos📁

Bibliotecas do Arduino (zip)

Biblioteca Arduino para MPU9250
robojax-MPU9250-master.zip 3.38 MB

Arquivo Fritzing

Módulo LCD LCD1602-I2C com 4 fios
LCD1602-I2C.fzpz 0.01 MB
Placa MPU-6050 GY-521
MPU-6050 Board GY-521.fzpz 0.01 MB
LCD2004-I2C
LCD2004-I2C.fzpz 0.02 MB

Outros arquivos

Biblioteca LiquidCrystal LCD1602
robojax-LCD1602_LiquidCrystal.zip

Exibindo dados do sensor MPU-6050 em LCD 1602 ou LCD2004 com Arduino