Zobrazenie údajov zo senzora MPU-6050 na LCD 1602 alebo LCD2004 s Arduinom

Watch on YouTube

Zobrazenie údajov zo senzora MPU-6050 na LCD 1602 alebo LCD2004 s Arduinom

V tomto návode sa naučíme, ako zobraziť dáta zo senzora MPU-6050 na LCD 1602 alebo LCD2004 pomocou Arduina. MPU-6050 je všestranný senzor, ktorý kombinuje 3-osový gyroskop a 3-osový akcelerometer, čo ho robí ideálnym pre rôzne aplikácie, ako je detekcia pohybu a orientácie. Pripojením tohto senzora k LCD displeju môžeme vizualizovať dáta v reálnom čase, vrátane uhlov a teploty.

LCD2004_display-2

Počas tohto projektu prejdeme cez potrebné hardvérové komponenty, podrobnosti o zapojení a implementáciu kódu. To vám pomôže pochopiť, ako nastaviť MPU-6050 a zobraziť jeho výstup na LCD. Pre ďalšie objasnenie kódu si určite pozrite video (vo videu o 00:00).

Vysvetlenie hardvéru

Hlavnými komponentmi tohto projektu sú doska Arduino, senzor MPU-6050 a LCD displej (buď 1602 alebo 2004). Arduino slúži ako mikrokontrolér, ktorý spracováva dáta z MPU-6050 a posiela ich na LCD.

Senzor MPU-6050 používa I2C komunikáciu na odosielanie dát do Arduina. Obsahuje akcelerometer a gyroskop, ktoré mu umožňujú snímať pohyb a orientáciu. LCD displej sa používa na zobrazenie uhlov odvodených z dát senzora. Na Arduino sa pripája tiež cez I2C, čo zjednodušuje zapojenie a komunikáciu.

Podrobnosti z datasheetu

Výrobca	Invensense
Označenie súčiastky	MPU-6050
Logické/IO napätie	3,3 V / 5 V
Napájacie napätie	3,3 V až 5 V
Rýchlosť výstupných dát	1 kHz (max)
Rozsah teplôt	-40 až +85 °C
Puzdro	QFN
Poznámky / varianty	Integrovaný gyroskop a akcelerometer

Zabezpečte správne napájanie v rámci špecifikovaného rozsahu napätia.
V prípade potreby použite pull-up rezistory na I2C linkách.
Skontrolujte I2C adresu pre kompatibilitu s vaším nastavením.
Kalibrujte senzor pre presné merania.
Buďte opatrní pri zapájaní, aby ste predišli skratom.

Pokyny na zapojenie

arduino_wiring_MPU-6050_LCD2004_bb

Na zapojenie MPU-6050 k Arduinu začnite pripojením pinu VCC z MPU-6050 na pin 5V na Arduine. Potom pripojte pin GND z MPU-6050 na jeden z GND pinov na Arduine. Pre I2C komunikáciu pripojte pin SDA z MPU-6050 na analógový pin A4 na Arduine a pin SCL na analógový pin A5.

Pre LCD displej pripojte pin VCC na pin 5V na Arduine a pin GND na GND pin na Arduine. Pripojte pin SDA z LCD na rovnaký pin A4 použitý pre MPU-6050 a pin SCL z LCD na pin A5. Týmto spôsobom MPU-6050 aj LCD zdieľajú rovnaké I2C linky, čo zjednodušuje zapojenie.

LCD2004_display-1

Uistite sa, že sú pripojenia pevné a že nie sú žiadne uvoľnené vodiče. Ak sa váš LCD alebo senzor nezapne, skontrolujte zapojenie a pripojenia.

Príklady kódu a vysvetlenie

V kóde začneme zahrnutím potrebných knižníc pre MPU-6050 a LCD:

#include 
#include 
#include

Tu vytvoríme inštancie pre MPU-6050 aj LCD. MPU-6050 sa inicializuje s knižnicou `Wire` pre I2C komunikáciu, zatiaľ čo LCD sa nastaví s jeho adresou a rozmermi.

Vo funkcii setup inicializujeme senzor a LCD:

LCD2004_display-3

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

Tento kód nastaví sériovú komunikáciu pre ladenie, inicializuje I2C komunikáciu a pripraví LCD na zobrazenie. Podsvietenie sa zapne, aby bol displej viditeľný.

Vo funkcii loop nepretržite čítame dáta z MPU-6050 a zobrazujeme ich na LCD:

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

Tento úryvok aktualizuje dáta senzora a vyčistí LCD pre nové hodnoty každých 100 milisekúnd. Funkcia `lcdDisplay` sa volá na zobrazenie uhlov na LCD.

Pre úplné pochopenie si pozrite príslušné video, kde je demonštrovaný celý kód (vo videu o 00:00).

Demonštrácia / Čo očakávať

Keď je všetko správne nastavené, LCD by mal zobrazovať uhly pre osi X, Y a Z v reálnom čase. Môžete nakláňať senzor MPU-6050, aby ste videli zmeny na displeji. Ak narazíte na problémy, skontrolujte obrátenú polaritu v zapojení alebo sa uistite, že sú I2C adresy správne nastavené.

Sledovanie hodnôt na LCD vám umožní vidieť, ako senzor reaguje na pohyb a zmeny orientácie. Ak sa hodnoty zdajú statické alebo nesprávne, overte pripojenia a uistite sa, že senzor funguje správne.

Images

arduino_wiring_MPU-6050_LCD2004_bb

arduino_wiring_MPU-6050_LCD2004_bb

LCD2004_display-3

LCD2004_display-3

LCD2004_display-1

LCD2004_display-1

LCD2004_display-2

LCD2004_display-2

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

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

Language: 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)

Language: 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);   

  
    }
 
}

Resources & references

External
Get the library from GitHub
github.com
External
Manufacturer website
invensense.com
Internal
Watch the MPU6050 introduction video and code.

Files📁

Arduino Libraries (zip)

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

Fritzing File

LCD LCD1602-I2C module with 4 wires
LCD1602-I2C.fzpz 0.01 MB
MPU-6050 Board GY-521
MPU-6050 Board GY-521.fzpz 0.01 MB
LCD2004-I2C
LCD2004-I2C.fzpz 0.02 MB

Other files

LCD1602 LiquidCrystal Library
robojax-LCD1602_LiquidCrystal.zip
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