Arduino Nano: Acelerómetro Giroscopio Brújula MPU9250 Sensor I2C con Visuino: 11 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

MPU9250 es uno de los sensores combinados de acelerómetro, giroscopio y brújula de tamaño pequeño más avanzados actualmente disponibles. Tienen muchas características avanzadas, que incluyen filtrado de paso bajo, detección de movimiento e incluso un procesador especializado programable. Sin embargo, al tener cerca de 130 registros, con muchas configuraciones, también es muy difícil trabajar con ellos desde el código.

Hace un par de semanas, GearBest tuvo la amabilidad de donar un módulo MPU9250 para patrocinar la adición de soporte en Visuino. Me tomó 2 semanas de arduo trabajo, pero al final no solo implementé el soporte para MPU9250, sino que también agregué el convertidor de aceleración a ángulo, complementario (primer y segundo orden) y filtros Kalman que se pueden usar con él para mejorar precisión.

Este es el primer Instructable en el nuevo soporte MPU9250 en Visuino, y muestra lo fácil que es usarlo con Visuino. En las siguientes instrucciones, le mostraré cómo puede usar el convertidor de aceleración a ángulo, los filtros complementario y Kalman y obtener resultados realmente buenos con su módulo de sensor.

Paso 1: componentes

1. Una placa compatible con Arduino (yo uso Arduino Nano, porque tengo una, pero cualquier otra estará bien)
2. Un módulo de sensor MPU9250 (en mi caso donado generosamente por GearBest)
3. 4 cables de puente hembra-hembra

Paso 2: conecte la brújula del giroscopio del acelerómetro MPU9250 a Arduino

1. Conecte la alimentación VCC de 5 V (cable rojo), tierra (cable negro), SDA (cable verde) y SCL (cable amarillo) al módulo MPU9250 (imagen 1)
2. Conecte el otro extremo del cable de tierra (cable negro) al pin de tierra de la placa Arduino (Imagen 2)
3. Conecte el otro extremo del cable de alimentación VCC de 5 V (cable rojo) al pin de alimentación de 5 V de la placa Arduino (Imagen 2)
4. Conecte el otro extremo del cable SDA (cable verde) al pin 4 SDA / Analógico de la placa Arduino Nano (Imagen 2)
5. Conecte el otro extremo del cable SCL (cable amarillo) al pin 5 SCL / Analógico de la placa Arduino Nano (Imagen 2)
6. La imagen 3 muestra dónde están los pines de tierra, alimentación de 5 V, pin 4 SDA / analógico y pin 5 SCL / analógico del Arduino Nano

Paso 3: Inicie Visuino y seleccione el tipo de placa Arduino

Para comenzar a programar el Arduino, necesitará tener el IDE de Arduino instalado desde aquí:

¡Asegúrese de instalar 1.6.7 o superior, de lo contrario, este Instructable no funcionará!

Visuino: https://www.visuino.com también necesita estar instalado.

1. Inicie Visuino como se muestra en la primera imagen
2. Haga clic en el botón "Herramientas" en el componente Arduino (Imagen 1) en Visuino
3. Cuando aparezca el cuadro de diálogo, seleccione Arduino Nano como se muestra en la Imagen 2

Paso 4: En Visuino: agregue y conecte el componente MPU9250

1. Escriba "mpu" en el cuadro Filtro de la Caja de herramientas de componentes, luego seleccione el componente "Acelerómetro Giroscopio Brújula MPU9250 I2C" (Imagen 1) y colóquelo en el área de diseño (Imagen 2)
2. Conecte el pin "Out" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del canal I2C del componente Arduino (Imagen 3)

Paso 5: En Visuino: agregue y conecte el componente de paquete

Para enviar todos los datos de los canales a través del puerto serie desde Arduino, podemos usar el componente Packet para empaquetar los canales juntos y mostrarlos en Scope y Gauges en Visuino:

1. Escriba "paquete" en el cuadro Filtro de la Caja de herramientas de componentes, luego seleccione el componente "Paquete" (Imagen 1) y suéltelo en el área de diseño
2. Conecte el pin de salida "Out" del componente Packet1 al pin de entrada "In" del canal "Serial [0]" del componente "Arduino" (Imagen 2)

Paso 6: En Visuino: agregue 7 elementos analógicos binarios al componente del paquete y especifique sus nombres

1. Haga clic en el botón "Herramientas" del componente Packet1 (Imagen 1)
2. En el editor "Elementos", seleccione el elemento "Analógico binario" y luego haga clic en el botón "+" (Imagen 2) para agregar el elemento Analógico.
3. En el Inspector de objetos, establezca la propiedad "Nombre" del elemento analógico en "Brújula (X)" (Imagen 3)
4. En el editor de "Elementos", seleccione el elemento "Binary Analog" a la derecha, y luego haga clic en el botón "+" a la izquierda para agregar otro elemento Analog
5. En el Inspector de objetos, establezca la propiedad "Nombre" del nuevo elemento analógico en "Brújula (Y)" (Imagen 4)
6. En el editor de "Elementos", seleccione el elemento "Binary Analog" a la derecha, y luego haga clic en el botón "+" a la izquierda para agregar otro elemento Analog
7. En el Inspector de objetos, establezca la propiedad "Nombre" del nuevo elemento analógico en "Brújula (Z)" (Imagen 5)
8. Repita los mismos pasos para agregar 7 elementos analógicos binarios más llamados "Acelerómetro (X)", "Acelerómetro (Y)", "Acelerómetro (Z)", "Giroscopio (X)", "Giroscopio (Y)", "Giroscopio (Z) "y" Termómetro "(Imagen 6)

Paso 7: En Visuino: configure la visualización del elemento del paquete para el termómetro

El Visuino por defecto puede mostrar los elementos analógicos del componente del paquete en medidores. Sin embargo, es bueno mostrar la temperatura en el termómetro. Visuino permite personalizar la forma en que se muestran los elementos analógicos.

1. En el editor de elementos, seleccione el último elemento analógico llamado "Termómetro" (Imagen 1)
2. En el Inspector de objetos, seleccione la propiedad "Instrumento" y haga clic en el botón "Flecha hacia abajo" junto a su valor (Imagen 1)
3. En el cuadro desplegable, seleccione "Termómetro" (Imagen 2)
4. En el Inspector de objetos, expanda la propiedad "Instrumento", luego la subpropiedad "Escala" (Imagen 3)
5. En el Inspector de objetos, establezca el valor de la subpropiedad "Auto" de la "Escala" en Falso (Imagen 3). Esto desactivará la escala automática del termómetro.
6. En el Inspector de objetos, establezca la subpropiedad "Max" de la "Escala" en 100 (Imagen 4). Esto configurará el termómetro para que tenga una escala de 0 a 100

Paso 8: En Visuino: especifique el encabezado de paquete único

Para asegurarnos de que Visuino encontrará el punto de inicio del paquete, necesitamos tener un encabezado único. El componente Packet utiliza un algoritmo especial para garantizar que el marcador de encabezado no aparezca en los datos.

1. Seleccione el componente Packet1 (Imagen 1)
2. En el Inspector de objetos, expanda la propiedad "Head Marker" (Imagen 1)
3. En el Inspector de objetos, haga clic en el botón "…" (Imagen 1)
4. En el editor de Bytes escriba algunos números, como por ejemplo 55 55 (Imagen 2)
5. Haga clic en el botón Aceptar para confirmar y cerrar el editor.

Paso 9: En Visuino: conecte el componente MPU9250 a los elementos del componente del paquete

1. Haga clic en el cuadro "Salida" que contiene los pines de la "Brújula" del componente AcelerometerGyroscopeCompass1 para comenzar a conectar todos los pines de salida a la vez (Imagen 1)
2. Mueva el mouse sobre el pin "In" del elemento "Elements. Compass (X)" del componente Packet1. El Visuino extenderá automáticamente los cables para que se conecten correctamente al resto de los pines (Imagen 1)
3. Haga clic en el cuadro "Salida" que contiene los pines del "Acelerómetro" del componente AcelerometerGyroscopeCompass1 para comenzar a conectar todos los pines de salida a la vez (Imagen 2)
4. Mueva el mouse sobre el pin "In" del elemento "Elements. Accelerometer (X)" del componente Packet1. El Visuino extenderá automáticamente los cables para que se conecten correctamente al resto de los pines (Imagen 2)
5. Haga clic en el cuadro "Salida" que contiene los pines del "Giroscopio" del componente AcelerometerGyroscopeCompass1 para comenzar a conectar todos los pines de salida a la vez (Imagen 3)
6. Mueva el mouse sobre el pin "In" del elemento "Elements. Gyroscope (X)" del componente Packet1. El Visuino extenderá automáticamente los cables para que se conecten correctamente al resto de los pines (Imagen 3)
7. Conecte el pin "Out" del "Thermometer" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del pin de entrada "Elements. Thermometer" del componente Packet1 (Imagen 4)

Paso 10: Genere, compile y cargue el código Arduino

1. En Visuino, presione F9 o haga clic en el botón que se muestra en la Imagen 1 para generar el código Arduino y abra el IDE de Arduino
2. En el IDE de Arduino, haga clic en el botón Cargar, para compilar y cargar el código (Imagen 2)

Paso 11: Y juega …

1. En Visuino, seleccione ComPort y luego haga clic en el cuadro desplegable "Formato:" y seleccione Paquete1 (Imagen 1)
2. Haga clic en el botón "Conectar" (Imagen 1)
3. Si selecciona la pestaña "Alcance", verá el Alcance trazando los valores X, Y, Z del Acelerómetro, Giroscopio y Brújula, así como la Temperatura a lo largo del tiempo (Imagen 2)
4. Si selecciona la pestaña "Instrumentos", verá el Termómetro y los Manómetros mostrando la misma información (Imagen 3)

Puede ver el sensor de acelerómetro, giroscopio y brújula MPU9250 conectado y en funcionamiento en la Imagen 4.

¡Felicidades! Ha creado un proyecto de medición de acelerómetro, giroscopio y brújula MPU9250 en Arduino, con instrumentación visual.

En la Imagen 5 puede ver el diagrama completo de Visuino.

También se adjunta el proyecto Visuino, que creé para este Instructable. Puede descargarlo y abrirlo en Visuino: