Multiwii and Megapirate AIO Flight Controller w/FTDI (ATmega 2560) V2.0

ID: 77
Kategorie: CPU

Menge: 0
Position:

Opis

Kontroler lotu wyposaÅ¼ony w 3-osiowy Å¼yroskop i akcelerometr, 3-osiowy magnetometr oraz barometr. CaÅ‚oÅ›Ä‡ sterowana mikrokontrolerem ATmega 2560 znanym z Arduino Mega. Posiada 8 wejÅ›Ä‡ odbiornika, wyjÅ›cia do podÅ‚Ä…czenia serwomechanizmów oraz interfejsy: UART, I2C i analogowe.

Specyfikacja

Wsparcie dla oprogramowania MegaPirateNG oraz MultiWii
Wbudowany regulator napiÄ™cia 3,3 V i 5 V
Mikrokontroler ATmega 2560 kompatybilny z Arduino Mega
Wbudowany moduÅ‚ MPU-6050 akcelerometr i Å¼yroskop (dokumentacja)
- Trzy osie: X, Y, Z
- Interfejs komunikacyjny: I2C (TWI) - 400 kHz
- RozdzielczoÅ›Ä‡: 16-bitów dla kaÅ¼dej osi
- Zakresy pomiarowe (konfigurowalne):
  - Akcelerometr: ±2g, ±4g, ±8g, ±16g
  - Å»yroskop: ±250, ±500, ±1000, ±2000 °/s
Wbudowany moduÅ‚ HMC5883L: 3-osiowy cyfrowy magnetometr (dokumentacja)
- Trzy osie: X, Y, Z
- Interfejs komunikacyjny: I2C (TWI)
- RozdzielczoÅ›Ä‡: 12 bitów dla kaÅ¼dej osi - 5 mili gaus
- Zakres pomiarowy (konfigurowalny): ±8 gaus
Wbudowany moduÅ‚ MS5611-01BA01 wysokoÅ›ciomierz wysokiej precyzji (dokumentacja)
- Zakres pomiarowy: od 10 do 1200 mbar
- RozdzielczoÅ›Ä‡: 2 bitów
Wbudowany konwerter poziomów logicznych
8 kanaÅ‚ów wejÅ›ciowych dla standardowych odbiorników RC
4 porty szeregowe UART dla debugowania / moduÅ‚u Bluetooth / OSD / GPS / telemetrii
Wyprowadzone zÅ‚Ä…cza interfejsu I2C dla zewnÄ™trznego urzÄ…dzenia lub czujnika
2 wyjÅ›cia dla serw do gimbala
1 wyjÅ›cie dla serwa do przycisku aparatu
6 analogowych wyjÅ›Ä‡ dla urzÄ…dzeÅ„ zewnÄ™trznych

W zestawie

Kontroler lotu
Przewód Å¼Ä™Å„sko-Å¼Ä™Å„ski - 100 mm - 9 szt.
Przewód 3-pin na 3-pin - 100 mm - 1 szt.
Przewód molex 1,25 mm 4-pinowy - 1 szt.
Przewód molex 1,25 mm 6-pinowy - 2 szt.
Przewód molex 1,25 mm 8-pinowy - 1 szt.

Przydatne linki

3-osiowy magnetometr HMC5883L

HMC5883L jest cyfrowym, 3-osiowym magnetometrem pozwalajÄ…cym na pomiar szerokiego zakresu wielkoÅ›ci pola magnetycznego Ziemi wynoszÄ…cego ±8 gausa. Jego rozdzielczoÅ›Ä‡ 12 bitów umoÅ¼liwia pomiar z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… do 2 miligausów przy poborze prÄ…du zaledwie 100µA. HMC5883L komunikuje siÄ™ z mikrokontrolerem za pomocÄ… szyny I2C z maksymalnÄ… czÄ™stotliwoÅ›ciÄ… pomiarów wynoszÄ…cÄ… 75 Hz w trybie ciÄ…gÅ‚ym.

Zakres pomiarowy	RozdzielczoÅ›Ä‡	Wzmocnienie
± 0.88 Ga	0.73 mG	1370
± 1.3 Ga	0.92 mG	1090
± 1.9 Ga	1.22 mG	820
± 2.5 Ga	1.52 mG	660
± 4 Ga	2.27 mG	440
± 4.7 Ga	2.56 mG	390
± 5.6 Ga	3.03 mG	330
± 8.1 Ga	4.35 mG	230

HMC5883L pozwala na osiÄ…gniÄ™cie czÄ™stotliwoÅ›ci pomiarów nawet do 160 Hz, jeÅ›li skorzystamy z trybu pojedyÅ„czego pomiaru oraz monitorowania przerwania DRDY. CiekawÄ… moÅ¼liwoÅ›ciÄ… jakÄ… daje ten ukÅ‚ad, to wybór iloÅ›ci próbek (1, 2, 4 lub 8), które podlegajÄ… uÅ›rednieniu koÅ„cowego wyniku.

NapiÄ™cie zasilania mieÅ›ci siÄ™ w zakresie od 2.0 do 3.6V, dlatego ukÅ‚ad równieÅ¼ nie toleruje zasilania wyÅ¼szego (5V) - naleÅ¼y zwróciÄ‡ szczególnÄ… uwagÄ™ na to, czy nasz moduÅ‚ posiada moÅ¼liwoÅ›Ä‡ zasilania takim napiÄ™ciem. UkÅ‚ad jest zamkniÄ™ty w obudowie LCC o wymiarach 3mm x 3mm i wysokoÅ›ci 0.91mm .

PeÅ‚na dokumentacja techniczna: http://www.jarzebski.pl/datasheets/HMC5883L.pdf

PodÅ‚Ä…czenie HMC5883L do Arduino

W przypadku moduÅ‚ IMU GY-80, moÅ¼emy skorzystaÄ‡ z 5V zasilania. Pin oznaczony SCL (adapter) podÅ‚Ä…czamy do pinu A5 (Arduino), natomiast pin SDA (adapter) do pinu A4 (Arduino).

Do obsÅ‚ugi moduÅ‚ów z ukÅ‚adami HMC5883L skorzystamy z przygotowanej na tÄ… okazjÄ™ biblioteki dla Arduino, którÄ… moÅ¼na pobraÄ‡ z repozytorium Git: https://github.com/jarzebski/Arduino-HMC5883L

Prosty przykÅ‚ad

Pierwszym przykÅ‚adem bÄ™dzie odczyt surowych wartoÅ›ci oraz znormalizowanych (mg):

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <HMC5883L.h>
```
```
 
```
```
HMC5883L compass;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizacja HMC5883L
```

  Serial.println("Initialize HMC5883L");

```
  while (!compass.begin())
```
```
  {
```

    Serial.println("Nie odnaleziono HMC5883L, sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
 
```
```
  // Ustawienie zakresu pomiarowego
```
```
  // +/- 0.88 Ga: HMC5883L_RANGE_0_88GA
```

  // +/- 1.30 Ga: HMC5883L_RANGE_1_3GA (domyslny)

```
  // +/- 1.90 Ga: HMC5883L_RANGE_1_9GA
```
```
  // +/- 2.50 Ga: HMC5883L_RANGE_2_5GA
```
```
  // +/- 4.00 Ga: HMC5883L_RANGE_4GA
```
```
  // +/- 4.70 Ga: HMC5883L_RANGE_4_7GA
```
```
  // +/- 5.60 Ga: HMC5883L_RANGE_5_6GA
```
```
  // +/- 8.10 Ga: HMC5883L_RANGE_8_1GA
```

  compass.setRange(HMC5883L_RANGE_1_3GA);

```
 
```
```
  // Ustawienie trybu pracy
```

  // Uspienie:              HMC5883L_IDLE

  // Pojedynczy pomiar:     HMC5883L_SINGLE

  // Ciagly pomiar: HMC5883L_CONTINOUS (domyslny)

  compass.setMeasurementMode(HMC5883L_CONTINOUS);

```
 
```
```
  // Ustawienie czestotliwosci pomiarow
```
```
  //  0.75Hz: HMC5883L_DATARATE_0_75HZ
```
```
  //  1.50Hz: HMC5883L_DATARATE_1_5HZ
```
```
  //  3.00Hz: HMC5883L_DATARATE_3HZ
```
```
  //  7.50Hz: HMC5883L_DATARATE_7_50HZ
```

  // 15.00Hz: HMC5883L_DATARATE_15HZ (domyslny)

```
  // 30.00Hz: HMC5883L_DATARATE_30HZ
```
```
  // 75.00Hz: HMC5883L_DATARATE_75HZ
```

  compass.setDataRate(HMC5883L_DATARATE_15HZ);

```
 
```
```
  // Liczba usrednionych probek
```

  // 1 probka:  HMC5883L_SAMPLES_1 (domyslny)

```
  // 2 probki: HMC5883L_SAMPLES_2
```
```
  // 4 probki: HMC5883L_SAMPLES_4
```
```
  // 8 probki: HMC5883L_SAMPLES_8
```

  compass.setSamples(HMC5883L_SAMPLES_1);

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  // Pobranie pomiarow surowych
```
```
  Vector raw = compass.readRaw();
```
```
 
```
```
  // Pobranie pomiarow znormalizowanych
```

  Vector norm = compass.readNormalize();

```
 
```
```
  // Wyswielnie wynikow
```
```
  Serial.print(" Xraw = ");
```
```
  Serial.print(raw.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Yraw = ");
```
```
  Serial.print(raw.YAxis);
```
```
  Serial.print(" Zraw = ");
```
```
  Serial.print(raw.ZAxis);
```
```
  Serial.print(" Xnorm = ");
```
```
  Serial.print(norm.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Ynorm = ");
```
```
  Serial.print(norm.YAxis);
```
```
  Serial.print(" ZNorm = ");
```
```
  Serial.print(norm.ZAxis);
```
```
  Serial.println();  
```
```
 
```
```
  delay(100);
```
```
}
```

Wynik dziaÅ‚ania

HMC5883L jako kompas cyfrowy

ZnajomoÅ›Ä‡ wartoÅ›ci pola magnetycznego Ziemi (wektor X i wektor Y) pozwala na okreÅ›lenie bieÅ¼Ä…cego kierunku poÅ‚udnika magnetycznego, a tym samym uzyskanie cyfrowego kompasu. Kierunek poÅ‚udnika magnetycznego moÅ¼na obliczyÄ‡ z prostej zaleÅ¼noÅ›ci:

kierunek_pomiaru (rad) = atan( wektor_y, wektor_x );

Aby poprawnie wyznaczyÄ‡ kierunek, konieczne jest równieÅ¼ uwzglÄ™dnienie czynnika bÅ‚Ä™du - deklinacji magnetycznej. Deklinacja magnetyczna spowodowana jest zarówno poÅ‚oÅ¼eniem bieguna magnetycznego Ziemi w innym miejscu niÅ¼ biegun geograficzny oraz zróÅ¼nicowanymi warunkami magnetycznymi w miejscu pomiaru (np. poprzez wystÄ™powaniem duÅ¼ej iloÅ›ci rud Å¼elaza). Warto zauwaÅ¼yÄ‡, Å¼e deklinacja magnetyczna jest parametrem zmiennym w czasie, bowiem biegun magnetyczny Ziemi stale siÄ™ przemieszcza. WartoÅ›Ä‡ aktualnej deklinacji magnetycznej znajdziemy na specjalnych mapach magnetycznych, a takÅ¼e na mapach nawigacyjnych.

Na szczÄ™Å›cie Å¼yjemy w czasach Internetu i odpowiedniÄ… mapÄ™ znajdziemy pod adresem: http://magnetic-declination.com/

Deklinacja magnetyczna dla Bytomia

Jak widzimy, deklinacja magnetyczna dla mojej lokalizacji wynosi plus 4 stopnie i 26 minut (wschód). WartoÅ›Ä‡ tÄ… musimy przeliczyÄ‡ na radiany:

kÄ…t_deklinacji = (stopnie + (minuty / 60.0)) / (180 / Pi);
kÄ…t_deklinacji = (4.0 + (26.0 / 60.0)) / (180 / Pi);

ObliczonÄ… wartoÅ›Ä‡ kÄ…ta deklinacji dodajemy (wynik POSITIVE) lub odejmujemy (wynik NEGATIVE) od wartoÅ›ci zmierzonej z magnetometru:

kierunek = kierunek_pomiaru ± kÄ…t_deklinacji

JeÅ›li nie znamy kÄ…ta deklinacji, moÅ¼emy przyjÄ…Ä‡ wartoÅ›Ä‡ zero. W nastÄ™pnej kolejnoÅ›ci musimy zadbaÄ‡ o to, aby otrzymany wynik kierunku bieguna magnetycznego mieÅ›ciÅ‚ siÄ™ w zakresie 0π - 2π (chyba, Å¼e chcemy mieÄ‡ kompas, który pokazuje na przykÅ‚ad 370° zamiast 10°).

jeÅ›li kierunek < 0 to dodajemy do niego 2π
jeÅ›li kierunek > 2π to odejmujemy od niego 2π

Teraz moÅ¼emy zamieniÄ‡ juÅ¼ radiany na stopnie:

kierunek (deg) = kierunek (rad) * (180 / π)

Istotnym problemem (brzydkÄ… cechÄ…) magnetometru HMC5883L jest nierównomierny pomiar pola magnetycznego w zakresie od 1° ÷ 180° oraz od 180° ÷ 360°. Dla pierwszego przedziaÅ‚u nasz magnetometr bÄ™dzie generowaÅ‚ przekÅ‚amane wyniki od 1° ÷ 240°, natomiast dla drugiego od 240° ÷ 360°. MoÅ¼na w Å‚atwy sposób to skorygowaÄ‡ funkcjÄ… map() (patrz poniÅ¼szy przykÅ‚ad programu). Do peÅ‚ni szczÄ™Å›cia moÅ¼emy jeszcze wygÅ‚adziÄ‡ wskazania naszego kompasu, ustawiajaÄ‡ jego reakcjÄ™ na zmianÄ™ o 3°.

Nasz program przedstawia siÄ™ wiÄ™c nastÄ™pujÄ…co:

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <HMC5883L.h>
```
```
 
```
```
HMC5883L compass;
```
```
 
```
```
int previousDegree;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizacja HMC5883L
```

  Serial.println("Initialize HMC5883L");

```
  while (!compass.begin())
```
```
  {
```

    Serial.println("Nie odnaleziono HMC5883L, sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
 
```
```
  // Ustawienie zakresu pomiarowego
```

  compass.setRange(HMC5883L_RANGE_1_3GA);

```
 
```
```
  // Ustawienie trybu pracy
```

  compass.setMeasurementMode(HMC5883L_CONTINOUS);

```
 
```
```
  // Ustawienie czestotliwosci pomiarow
```

  compass.setDataRate(HMC5883L_DATARATE_15HZ);

```
 
```
```
  // Liczba usrednionych probek
```

  compass.setSamples(HMC5883L_SAMPLES_4);

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```

  // Pobranie wektorów znormalizowanych

  Vector norm = compass.readNormalize();

```
 
```
```
  // Obliczenie kierunku (rad)
```

  float heading = atan2(norm.YAxis, norm.XAxis);

```
 
```

  // Ustawienie kata deklinacji dla Bytomia 4'26E (positive)

  // Formula: (deg + (min / 60.0)) / (180 / M_PI);

  float declinationAngle = (4.0 + (26.0 / 60.0)) / (180 / M_PI);

```
  heading += declinationAngle;
```
```
 
```
```
  // Korekta katow
```
```
  if (heading < 0)
```
```
  {
```
```
    heading += 2 * PI;
```
```
  }
```
```
 
```
```
  if (heading > 2 * PI)
```
```
  {
```
```
    heading -= 2 * PI;
```
```
  }
```
```
 
```
```
  // Zamiana radianow na stopnie
```

  float headingDegrees = heading * 180/M_PI;

```
 
```
```
  // Output
```
```
  Serial.print(" Heading = ");
```
```
  Serial.print(heading);
```
```
  Serial.print(" Degress = ");
```
```
  Serial.print(headingDegrees);
```
```
  Serial.println();
```
```
 
```
```
  delay(100);
```
```
 
```
```
  delay(100);
```
```
}
```

Wynik dziaÅ‚ania:

Program do processingu znajdziecie w archwium biblioteki.

Uwaga na koniec

Niestety kompas jest wraÅ¼liwy na wszelkie przechylenia, faÅ‚szujÄ…c kalkulacjÄ™ kierunku poÅ‚udnika magnetycznego. Musi siÄ™ wiÄ™c znajdowaÄ‡ na pÅ‚askiej powierzchni, aby wyniki byÅ‚y poprawne. NiepoÅ¼Ä…dany efekt wpÅ‚ywu przechyleÅ„ moÅ¼na na szczÄ™Å›cie wyeliminowaÄ‡ za pomocÄ… akcelerometru (na przykÅ‚ad ADXL345 lub MPU6050). Jak tego dokonaÄ‡? Dowiesz siÄ™ z tego artykuÅ‚u - Komepnsacja przechyleÅ„ kompasów cyfrowych.

Demo

MateriaÅ‚y dodatkowe

Biblioteka HMC5883L: https://github.com/jarzebski/Arduino-HMC5883L
Dokumentacja techniczna: http://www.jarzebski.pl/datasheets/HMC5883L.pdf

3-osiowy Å¼yroskop i akcelerometr MPU6050

MPU6050 jest ukÅ‚adem, który Å‚Ä…czy w sobie 3-osiowy Å¼yroskop, 3-osiowy akcelerometr oraz cyfrowy termometr. Z powodzeniem moÅ¼e zastÄ…piÄ‡ opisywane juÅ¼ wczeÅ›niej ukÅ‚ady ADXL345 oraz L3G4200D. Jego szczególnÄ… cechÄ… jest wbudowana sprzÄ™towa jednostka DMP (Digital Motion Processor), która uÅ‚atwia przeliczanie przetwarzanych danych z wszystkich trzech czujników na konkretne poÅ‚oÅ¼enie wzglÄ™dem Ziemi, odciÄ…Å¼ajÄ…c tym samym mikrokontroler. JednostkÄ™ DMP moÅ¼na zaprogramowaÄ‡ tak, aby wykorzystywaÅ‚a do swoich obliczeÅ„ równieÅ¼ zewnÄ™trzny magnetometr.

W odróÅ¼nieniu od opisywanego juÅ¼ Å¼yroskopu L3G4200D, oprócz moÅ¼liwoÅ›ci pracy w zakresach pomiarowych ±250°/s, ±500°/s oraz ±2000°/s posiada dodatkowy tryb ±1000°/s, co czyni go bardziej uniwersalnym rozwiÄ…zaniem. Za przetwarzanie danych odpowiada równieÅ¼ 16 bitowy przetwornik. PrzewagÄ… MPU6050 nad ADXL345 jest równieÅ¼ dokÅ‚adniejszy 16-bitowy przetwornik zamiast 13-bitowego. Praktycznie MPU6050 posiada takie same funkcje jak ADXL345 oraz L3G4200D, jednak rozszerza swoje wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci o programowalny filtr dolnoprzepustowy, dodatkowÄ… szynÄ™ do komunikacji z innymi ukÅ‚adami oraz dodatkowe tryby oszczÄ™dzania energii. Wszystko to przy maksymalnym poborze prÄ…du 4.1mA (w duecie L3G4200D oraz ADXL345 potrafi przekroczyÄ‡ 6mA)

NapiÄ™cie zasilania moÅ¼e mieÅ›ciÄ‡ siÄ™ w zakresie od 2.375V ÷ 3.46V, natomiast poziomy logiczne mogÄ… mieÅ›ciÄ‡ siÄ™ w zakresie od 1.71V do wartoÅ›ci napiÄ™cia zasilania

Wyprowadzania linii ukÅ‚adu oraz orientacja osi

PodÅ‚Ä…czenie MPU6050 do Arduino

UkÅ‚ad MPU6050 toleruje zasilanie z przedziaÅ‚u 2.375V ÷ 3.46V, wiÄ™c jeÅ›li planujemy podÅ‚Ä…czyÄ‡ go do Arduino UNO, nie zapomnijmy o konwerterze napiÄ™Ä‡ poziomów logicznych. W przypadku moduÅ‚u IMU GY-86 oraz IMU GY-87, moÅ¼emy skorzystaÄ‡ z 5V zasilania. Pin oznaczony SCL (adapter) podÅ‚Ä…czamy do pinu A5 (Arduino), natomiast pin SDA (adapter) do pinu A4 (Arduino). W moim ukÅ‚adzie wykorzystaÅ‚em równieÅ¼ dwie diody z rezystorami 220Ω, sterowane wyjÅ›ciami cyfrowymi Arduino (4,7) do sygnalizacji przerwaÅ„.

Do obsÅ‚ugi moduÅ‚ów z ukÅ‚adami MPU6050 przygotowaÅ‚em równieÅ¼ odpowiedniÄ… do nich bibliotekÄ™ dla Arduino, którÄ… moÅ¼na pobraÄ‡ z repozytorium Git: https://github.com/jarzebski/Arduino-MPU6050

Odczyt danych z Å¼yroskopu

Odczyt z Å¼yroskopu realizowany jest w podobny sposób jak w L3G4200D. Mamy moÅ¼liwoÅ›Ä‡ odczytu danych bezpoÅ›rednich za pomocÄ… funkcji readRawGyro() oraz przeliczonych na jednostkÄ™ dps za pomocÄ… funkcji readNormalizeGyro(). Praktycznie jedynÄ… róÅ¼nicÄ… jest inicjalizacja ukÅ‚adu, gdzie konfigurujemy jednoczeÅ›nie akcelerometr jak i Å¼yroskop.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <MPU6050.h>
```
```
 
```
```
MPU6050 mpu;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(115200);
```
```
 
```

  Serial.println("Inicjalizacja MPU6050");

  while(!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_2G))

```
  {
```

    Serial.println("Nie mozna znalezc MPU6050 - sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
 
```
```
  // Kalibracja Å¼yroskopu
```
```
  mpu.calibrateGyro();
```
```
 
```
```
  // Ustawienie czuÅ‚oÅ›ci
```
```
  mpu.setThreshold(3);
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  Vector rawGyro = mpu.readRawGyro();
```

  Vector normGyro = mpu.readNormalizeGyro();

```
 
```
```
  Serial.print(" Xraw = ");
```
```
  Serial.print(rawGyro.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Yraw = ");
```
```
  Serial.print(rawGyro.YAxis);
```
```
  Serial.print(" Zraw = ");
```
```
  Serial.println(rawGyro.ZAxis);
```
```
 
```
```
  Serial.print(" Xnorm = ");
```
```
  Serial.print(normGyro.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Ynorm = ");
```
```
  Serial.print(normGyro.YAxis);
```
```
  Serial.print(" Znorm = ");
```
```
  Serial.println(normGyro.ZAxis);
```
```
 
```
```
  delay(10);
```
```
}
```

Odczyt danych z akcelerometru

W przypadku odczytu danych z akcelerometru, analogicznie posÅ‚ugujemy siÄ™ funkcjami readRawAccel() oraz readNormalizeAccel(). ZnormalizowanÄ… jednostkÄ… sÄ… tutaj m/s.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <MPU6050.h>
```
```
 
```
```
MPU6050 mpu;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(115200);
```
```
 
```

  Serial.println("Inicjalizacja MPU6050");

```
 
```

  while(!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_2G))

```
  {
```

    Serial.println("Nie mozna znalezc MPU6050 - sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  Vector rawAccel = mpu.readRawAccel();
```

  Vector normAccel = mpu.readNormalizeAccel();

```
 
```
```
  Serial.print(" Xraw = ");
```
```
  Serial.print(rawAccel.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Yraw = ");
```
```
  Serial.print(rawAccel.YAxis);
```
```
  Serial.print(" Zraw = ");
```
```
 
```
```
  Serial.println(rawAccel.ZAxis);
```
```
  Serial.print(" Xnorm = ");
```
```
  Serial.print(normAccel.XAxis);
```
```
  Serial.print(" Ynorm = ");
```
```
  Serial.print(normAccel.YAxis);
```
```
  Serial.print(" Znorm = ");
```
```
  Serial.println(normAccel.ZAxis);
```
```
 
```
```
  delay(10);
```
```
}
```

Odczyt temperatury

JeÅ›li chodzi odczyt temperatury, realizujemy jÄ… za pomocÄ… funkcji readTemperature().

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <MPU6050.h>
```
```
 
```
```
MPU6050 mpu;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(115200);
```
```
 
```

  Serial.println("Inicjalizacja MPU6050");

```
 
```

  while(!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_2G))

```
  {
```

    Serial.println("Nie mozna znalezc MPU6050 - sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  float temp = mpu.readTemperature();
```
```
 
```
```
  Serial.print(" Temp = ");
```
```
  Serial.print(temp);
```
```
  Serial.println(" *C");
```
```
 
```
```
  delay(500);
```
```
}
```

Filtr Kalmana

UkÅ‚ad MPU6050 z racji posiadania zarówno akcelerometru jak i Å¼yroskopu, pozwala na zastoswanie filtru Kalmana, inaczej mówiÄ…c algorytmu rekurencyjnego. PoniewaÅ¼ nie jestem wybitnym matematykiem, nie odwaÅ¼Ä™ siÄ™ dokÅ‚adnie tÅ‚umaczyÄ‡ zasady jego dziaÅ‚ania, ale w ogólnym uproszczeniu wykorzystuje on dane Å¼yroskopu do korekcji odczytanych danych z akcelerometru, dziÄ™ki czemu caÅ‚oÅ›Ä‡ dziaÅ‚a wyjÄ…tkowo stabilnie. JeÅ›li masz ochotÄ™, moÅ¼esz poczytaÄ‡ o nim tutaj: Odczyty Pitch & Roll oraz filtr Kalmana

Detekcja ruchu i bezruchu

MPU6050 pozwala na detekcjÄ™ ruchu i bezruchu caÅ‚ego ukÅ‚adu z wykorzystaniem przerwaÅ„. Na potrzeby tego przykÅ‚adu, nie bÄ™dziemy jednak obsÅ‚ugiwali sprzÄ™towej obsÅ‚ugi przerwania, a jedynie programowej. Zasada dziaÅ‚ania zostaÅ‚a opisana w programie poniÅ¼ej.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <MPU6050.h>
```
```
 
```
```
MPU6050 mpu;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(115200);
```
```
 
```

  Serial.println("Inicjalizacja MPU6050");

```
 
```

  while(!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_16G))

```
  {
```

    Serial.println("Nie mozna znalezc MPU6050 - sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
 
```

  // Dodatkowe opoznienie zasilania akcelerometru 3ms

  mpu.setAccelPowerOnDelay(MPU6050_DELAY_3MS);

```
 
```

  // Wylaczamy sprzetowe przerwania dla wybranych zdarzen

```
  mpu.setIntFreeFallEnabled(false);  
```
```
  mpu.setIntZeroMotionEnabled(false);
```
```
  mpu.setIntMotionEnabled(false);
```
```
 
```
```
  // Ustawiamy filtr gorno-przepustowy
```
```
  mpu.setDHPFMode(MPU6050_DHPF_5HZ);
```
```
 
```

  // Ustawiamy granice wykrywania ruchu na 4mg (zadana wartosc dzielimy przez 2)

```
  // oraz minimalny czas trwania na 5ms
```
```
  mpu.setMotionDetectionThreshold(2);
```
```
  mpu.setMotionDetectionDuration(5);
```
```
 
```

  // Ustawiamy granice wykrywania bezruchu na 8mg (zadana wartosc dzielimy przez 2)

```
  // oraz minimalny czas trwania na 2ms
```

  mpu.setZeroMotionDetectionThreshold(4);

  mpu.setZeroMotionDetectionDuration(2);

```
 
```

  // Ustawiamy piny 4 i 5 na wyjscia w stanie niskim.

  // Diody podlaczone do tych wyjsc beda sygnalizowaly nasze stany

```
  pinMode(4, OUTPUT);
```
```
  digitalWrite(4, LOW);
```
```
 
```
```
  pinMode(7, OUTPUT);
```
```
  digitalWrite(7, LOW);  
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  Vector rawAccel = mpu.readRawAccel();
```
```
  Activites act = mpu.readActivites();
```
```
 
```

  // Jesli wyrkryto ruch - zapal diode na pinie 4

```
  if (act.isActivity)
```
```
  {
```
```
    digitalWrite(4, HIGH);
```
```
  } else
```
```
  {
```
```
    digitalWrite(4, LOW);
```
```
  }
```
```
 
```

  // Jesli wyrkryto bezruch - zapal diode na pinie 7

```
  if (act.isInactivity)
```
```
  {
```
```
    digitalWrite(7, HIGH);
```
```
  } else
```
```
  {
```
```
    digitalWrite(7, LOW);
```
```
  }
```
```
 
```
```
  delay(50);
```
```
 
```
```
  digitalWrite(4, LOW);
```
```
}
```

Detekcja upadku swobodnego

PoniÅ¼szy przykÅ‚ad pokazuje w jaki sposób za pomocÄ… MPU6050 moÅ¼na wykryÄ‡ upadek swobodny. Tym razem wykorzystamy juÅ¼ przerwanie sprzÄ™towe.

```
#include <Wire.h>
```
```
#include <MPU6050.h>
```
```
 
```
```
MPU6050 mpu;
```
```
 
```

boolean ledState = false; // aktualny stan diody LED

boolean freefallDetected = false; // czy wykryto upadek swobodny

boolean freefallBlinkCount = 0; // liczba mrugniec diody LED

```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(115200);
```
```
 
```

  Serial.println("Inicjalizacja MPU6050");

```
 
```

  while(!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_16G))

```
  {
```

    Serial.println("Nie mozna znalezc MPU6050 - sprawdz polaczenie!");

```
    delay(500);
```
```
  }
```
```
 
```

  // Dodatkowe opoznienie zasilania akcelerometru 3ms

  mpu.setAccelPowerOnDelay(MPU6050_DELAY_3MS);

```
 
```

  // Wlaczamy obsluge przerwania sprzetowego dla akcji upadku swobodnego

```
  mpu.setIntFreeFallEnabled(true);
```
```
  mpu.setIntZeroMotionEnabled(false);
```
```
  mpu.setIntMotionEnabled(false);
```
```
 
```
```
  // Ustawiamy filtr gorno-przepustowy
```
```
  mpu.setDHPFMode(MPU6050_DHPF_5HZ);
```
```
 
```

  // Aby ruch zostal wykryty jako upadek swobodny, musi wystapic przeciazenie minimum 34mg w czasie 3ms.

  mpu.setFreeFallDetectionThreshold(17);

  mpu.setFreeFallDetectionDuration(2);

```
 
```

  // Dioda podlaczona do pinu 4 bedzie sygnalizowac wykryty stan

```
  pinMode(4, OUTPUT);
```
```
  digitalWrite(4, LOW);
```
```
 
```

  // Aktywujemy obsuge przerwania na pinie 2, aktywne na zbocze narastajace

```
  attachInterrupt(0, doInt, RISING);
```
```
}
```
```
 
```
```
// Funkcja obslugi przerwania
```
```
void doInt()
```
```
{
```

  // resetujemy licznik mrugniec i informujemy program, ze akcja zostala rozponana

```
  freefallBlinkCount = 0;
```
```
  freefallDetected = true;  
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  Vector rawAccel = mpu.readRawAccel();
```
```
  Activites act = mpu.readActivites();
```
```
 
```

  // Jesli wykryto upadek swobodny, dioda LED bedzie mrugac okreslona liczbe razy

```
  if (freefallDetected)
```
```
  {
```
```
    ledState = !ledState;
```
```
 
```
```
    digitalWrite(4, ledState);
```
```
 
```
```
    freefallBlinkCount++;
```
```
 
```
```
    if (freefallBlinkCount == 20)
```
```
    {
```
```
      freefallDetected = false;
```
```
      ledState = false;
```
```
      digitalWrite(4, ledState);
```
```
    }
```
```
  }
```
```
 
```
```
  delay(100);
```
```
}
```

Prezentacja dziaÅ‚ania

MateriaÅ‚y dodatkowe

Biblioteka MPU6050: https://github.com/jarzebski/Arduino-MPU6050

Filtr Kalmana: https://github.com/jarzebski/Arduino-KalmanFilter

MPU6050 rev 3.2: http://www.jarzebski.pl/datasheets/MPU6050_rev32.pdf

MPU6050 rev 3.4: http://www.jarzebski.pl/datasheets/MPU6050_rev34.pdf

MPU6050 rev 4.0: http://www.jarzebski.pl/datasheets/MPU6050_rev40.pdf

MPU6050 rev 4.2: http://www.jarzebski.pl/datasheets/MPU6050_rev42.pdf

Geändert am: 2021-09-26 15:50:38

Multiwii and Megapirate AIO Flight Controller w/FTDI (ATmega 2560) V2.0

ID: 77 Kategorie: CPU

Menge: 0 Position:

3-osiowy magnetometr HMC5883L

PodÅ‚Ä…czenie HMC5883L do Arduino

Prosty przykÅ‚ad

HMC5883L jako kompas cyfrowy

Uwaga na koniec

Demo

MateriaÅ‚y dodatkowe

3-osiowy Å¼yroskop i akcelerometr MPU6050

Wyprowadzania linii ukÅ‚adu oraz orientacja osi

PodÅ‚Ä…czenie MPU6050 do Arduino

Odczyt danych z Å¼yroskopu

Odczyt danych z akcelerometru

Odczyt temperatury

Filtr Kalmana

Detekcja ruchu i bezruchu

Detekcja upadku swobodnego

Prezentacja dziaÅ‚ania

MateriaÅ‚y dodatkowe

ID: 77
Kategorie: CPU

Menge: 0
Position: