การติดตามการเคลื่อนไหวโดยใช้ MPU-6000 และ Arduino Nano: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

MPU-6000 เป็นเซ็นเซอร์ติดตามการเคลื่อนไหวแบบ 6 แกนซึ่งมีมาตรความเร่งแบบ 3 แกนและไจโรสโคปแบบ 3 แกนฝังอยู่ในนั้น เซ็นเซอร์นี้สามารถติดตามตำแหน่งที่แน่นอนและตำแหน่งของวัตถุในระนาบ 3 มิติได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถใช้ในระบบที่ต้องการการวิเคราะห์ตำแหน่งเพื่อความแม่นยำสูงสุด

ในบทช่วยสอนนี้ แสดงการเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ MPU-6000 กับ Arduino nano ในการอ่านค่าความเร่งและมุมการหมุน เราใช้ Arduino nano กับอะแดปเตอร์ I2c อะแดปเตอร์ I2C นี้ทำให้การเชื่อมต่อกับโมดูลเซ็นเซอร์ทำได้ง่ายและเชื่อถือได้มากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. MPU-6000

2. Arduino นาโน

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Arduino nano

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และ Arduino nano ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

MPU-6000 จะทำงานบน I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า

สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย! ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: โค้ดสำหรับการติดตามการเคลื่อนไหว:

มาเริ่มกันที่รหัส Arduino กันก่อนเลย

ในขณะที่ใช้โมดูลเซ็นเซอร์กับ Arduino เราได้รวมไลบรารี Wire.h ไลบรารี "Wire" มีฟังก์ชันที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซนเซอร์และบอร์ด Arduino

รหัส Arduino ทั้งหมดได้รับด้านล่างเพื่อความสะดวกของผู้ใช้:

#รวม

// ที่อยู่ MPU-6000 I2C คือ 0x68 (104)

#define แอดเดอร์ 0x68

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

// เริ่มต้นการสื่อสาร I2C เป็น Master

Wire.begin();

// เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม กำหนดอัตรารับส่งข้อมูล = 9600

Serial.begin(9600);

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนการกำหนดค่าไจโรสโคป

Wire.write(0x1B);

// ช่วงสเกลเต็ม = 2000 dps

Wire.write(0x18);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนการกำหนดค่ามาตรความเร่ง

Wire.write(0x1C);

// ช่วงสเกลเต็ม = +/-16g

Wire.write(0x18);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกการลงทะเบียนการจัดการพลังงาน

Wire.write(0x6B);

// PLL พร้อมการอ้างอิง xGyro

Wire.write(0x01);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

ล่าช้า (300);

}

วงเป็นโมฆะ ()

{

ข้อมูล int ที่ไม่ได้ลงนาม[6];

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือก data register

Wire.write(0x3B);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 6 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// อ่านข้อมูลขนาด 6 ไบต์

if(Wire.available() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

ข้อมูล[1] = Wire.read();

ข้อมูล [2] = Wire.read();

ข้อมูล[3] = Wire.read();

ข้อมูล[4] = Wire.read();

ข้อมูล[5] = Wire.read();

}

// แปลงข้อมูล

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

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

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

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือก data register

Wire.write(0x43);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 6 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 6);

// อ่านข้อมูลขนาด 6 ไบต์

if(Wire.available() == 6)

{

data[0] = Wire.read();

ข้อมูล[1] = Wire.read();

ข้อมูล [2] = Wire.read();

ข้อมูล[3] = Wire.read();

ข้อมูล[4] = Wire.read();

ข้อมูล[5] = Wire.read();

}

// แปลงข้อมูล

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

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

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

// ส่งออกข้อมูลไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน X: ");

Serial.println(xAccl);

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน Y: ");

Serial.println(yAccl);

Serial.print("การเร่งความเร็วในแกน Z: ");

Serial.println(zAccl);

Serial.print("แกน X ของการหมุน: ");

Serial.println(xGyro);

Serial.print("แกน Y ของการหมุน: ");

Serial.println(yGyro);

Serial.print("แกน Z ของการหมุน: ");

Serial.println (zGyro);

ล่าช้า (500);

}

ในไลบรารีของสายไฟ Wire.write() และ Wire.read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์

Serial.print() และ Serial.println() ใช้เพื่อแสดงเอาต์พุตของเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมของ Arduino IDE

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

MPU-6000 เป็นเซ็นเซอร์ติดตามการเคลื่อนไหว ซึ่งพบแอปพลิเคชันในอินเทอร์เฟซการเคลื่อนไหวของสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต ในสมาร์ทโฟนสามารถใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้ในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น คำสั่งท่าทางสัมผัสสำหรับแอปพลิเคชันและการควบคุมโทรศัพท์ การเล่นเกมที่ได้รับการปรับปรุง เพิ่มความเป็นจริงยิ่งขึ้น การจับภาพและการดูภาพถ่ายพาโนรามา และระบบนำทางสำหรับคนเดินเท้าและในรถยนต์ เทคโนโลยี MotionTracking สามารถแปลงโทรศัพท์เคลื่อนที่และแท็บเล็ตให้เป็นอุปกรณ์อัจฉริยะ 3 มิติที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่การตรวจสุขภาพและฟิตเนส ไปจนถึงบริการตามตำแหน่ง