Arduino Nano : Accéléromètre Gyroscope Boussole MPU9250 Capteur I2C avec Visuino : 11 Étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Le MPU9250 est l'un des capteurs combinés accéléromètre, gyroscope et boussole les plus avancés actuellement disponibles. Ils disposent de nombreuses fonctionnalités avancées, notamment le filtrage passe-bas, la détection de mouvement et même un processeur spécialisé programmable. Ayant près de 130 registres cependant, avec de nombreux paramètres, ils sont également très difficiles à travailler avec du code.

Il y a quelques semaines, GearBest a eu la gentillesse de faire don d'un module MPU9250 pour parrainer l'ajout de son support dans Visuino. Cela a pris 2 semaines de travail acharné, mais à la fin, j'ai non seulement mis en œuvre la prise en charge du MPU9250, mais j'ai également ajouté un convertisseur d'accélération en angle, des filtres complémentaires (premier et deuxième ordre) et Kalman qui peuvent être utilisés avec pour améliorer précision.

Il s'agit du premier Instructable sur le nouveau support MPU9250 dans Visuino, et il montre à quel point il est facile de l'utiliser avec Visuino. Dans les Instructables suivants, je vais vous montrer comment vous pouvez utiliser le convertisseur Acceleration To Angle, les filtres complémentaires et Kalman et obtenir de très bons résultats avec votre module de capteur.

Étape 1: Composants

1. Une carte compatible Arduino (j'utilise Arduino Nano, car j'en ai une, mais toute autre ira très bien)
2. Un module de capteur MPU9250 (dans mon cas généreusement donné par GearBest)
3. 4 cavaliers femelle-femelle

Étape 2: connectez la boussole gyroscope accéléromètre MPU9250 à Arduino

1. Connectez l'alimentation 5V VCC (fil rouge), la terre (fil noir), SDA (fil vert) et SCL (fil jaune) au module MPU9250 (image 1)
2. Connectez l'autre extrémité du fil de terre (fil noir) à la broche de terre de la carte Arduino (image 2)
3. Connectez l'autre extrémité du fil d'alimentation 5V VCC (fil rouge) à la broche d'alimentation 5V de la carte Arduino (image 2)
4. Connectez l'autre extrémité du fil SDA (fil vert) à la broche SDA/analogique 4 de la carte Arduino Nano (image 2)
5. Connectez l'autre extrémité du fil SCL (fil jaune) à la broche SCL/analogique 5 de la carte Arduino Nano (image 2)
6. L'image 3 montre où se trouvent la terre, l'alimentation 5V, la broche SDA/analogique 4 et la broche SCL/analogique 5, les broches de l'Arduino Nano

Étape 3: Démarrez Visuino et sélectionnez le type de carte Arduino

Pour commencer à programmer l'Arduino, vous aurez besoin d'avoir l'IDE Arduino installé à partir d'ici:

Assurez-vous que vous installez 1.6.7 ou supérieur, sinon ce Instructable ne fonctionnera pas !

Le Visuino: https://www.visuino.com doit également être installé.

1. Démarrez Visuino comme indiqué sur la première image
2. Cliquez sur le bouton "Outils" sur le composant Arduino (Image 1) dans Visuino
3. Lorsque la boîte de dialogue apparaît, sélectionnez Arduino Nano comme indiqué dans l'image 2

Étape 4: dans Visuino: ajoutez et connectez le composant MPU9250

1. Tapez "mpu" dans la zone Filtre de la boîte à outils des composants, puis sélectionnez le composant "Accelerometer Gyroscope Compass MPU9250 I2C" (Image 1) et déposez-le dans la zone de conception (Image 2)
2. Connectez la broche "Out" du composant AccelerometerGyroscopeCompass1 à la broche "In" du canal I2C du composant Arduino (Image 3)

Étape 5: Dans Visuino: ajouter et connecter un composant de paquet

Pour envoyer toutes les données des canaux sur le port série à partir d'Arduino, nous pouvons utiliser le composant Packet pour regrouper les canaux et les afficher dans la portée et les jauges de Visuino:

1. Tapez "pack" dans la case Filter de la Component Toolbox puis sélectionnez le composant "Packet" (Image 1), et déposez-le dans la zone de conception
2. Connectez la broche de sortie "Out" du composant Packet1 à la broche d'entrée "In" du canal "Serial[0]" du composant "Arduino" (Image 2)

Étape 6: dans Visuino: ajoutez 7 éléments analogiques binaires au composant de paquet et spécifiez leurs noms

1. Cliquez sur le bouton "Outils" du composant Packet1 (Image 1)
2. Dans l'éditeur "Elements" sélectionnez l'élément "Binary Analog", puis cliquez sur le bouton "+" (Image 2) pour ajouter l'élément Analog
3. Dans l'inspecteur d'objets, définissez la propriété "Name" de l'élément analogique sur "Compass(X)" (Image 3)
4. Dans l'éditeur "Eléments", sélectionnez l'élément "Binaire Analogique" à droite, puis cliquez sur le bouton "+" à gauche pour ajouter un autre élément Analogique
5. Dans l'inspecteur d'objets, définissez la propriété "Name" du nouvel élément analogique sur "Compass(Y)" (Image 4)
6. Dans l'éditeur "Eléments", sélectionnez l'élément "Binaire Analogique" à droite, puis cliquez sur le bouton "+" à gauche pour ajouter un autre élément Analogique
7. Dans l'inspecteur d'objets, définissez la propriété "Name" du nouvel élément analogique sur "Compass(Z)" (Image 5)
8. Répétez les mêmes étapes pour ajouter 7 autres éléments analogiques binaires nommés "Accéléromètre(X)", "Accéléromètre(Y)", "Accéléromètre(Z)", "Gyroscope(X)", "Gyroscope(Y)", "Gyroscope(Z)" et "Thermomètre" (Photo 6)

Étape 7: Dans Visuino: Configurez la visualisation de l'élément de paquet pour le thermomètre

Le Visuino par défaut peut afficher les éléments analogiques du composant de paquet dans les jauges. Il est cependant agréable d'afficher la température dans Thermomètre. Visuino permet de personnaliser la façon dont les éléments analogiques sont affichés.

1. Dans l'éditeur d'éléments, sélectionnez le dernier élément analogique nommé "Thermometer" (Image 1)
2. Dans l'inspecteur d'objets, sélectionnez la propriété "Instrument" et cliquez sur le bouton "Flèche vers le bas" à côté de sa valeur (Image 1)
3. Dans la liste déroulante, sélectionnez "Thermomètre" (image 2)
4. Dans l'inspecteur d'objets, développez la propriété "Instrument", puis la sous-propriété "Scale" (Image 3)
5. Dans l'inspecteur d'objets, définissez la valeur de la sous-propriété "Auto" de "Scale" sur False (Image 3) Cela désactivera la mise à l'échelle automatique du thermomètre.
6. Dans l'inspecteur d'objets, définissez la sous-propriété "Max" de "Scale" sur 100 (Image 4) Cela configurera le thermomètre pour qu'il ait une échelle de 0 à 100

Étape 8: Dans Visuino: spécifiez l'en-tête de paquet unique

Pour être sûr que Visuino trouvera le point de départ du paquet, nous devons avoir un en-tête unique. Le composant Packet utilise un algorithme spécial pour garantir que le marqueur d'en-tête n'apparaît pas dans les données.

1. Sélectionnez le composant Packet1 (Image 1)
2. Dans l'inspecteur d'objets, développez la propriété "Head Marker" (Image 1)
3. Dans l'inspecteur d'objets, cliquez sur le bouton "…" (Image 1)
4. Dans l'éditeur d'octets, saisissez des nombres, par exemple 55 55 (Image 2)
5. Cliquez sur le bouton OK pour confirmer et fermer l'éditeur

Étape 9: Dans Visuino: connectez le composant MPU9250 aux éléments du composant de paquet

1. Cliquez dans la case "Out" contenant les broches du "Compass" du composant AccelerometerGyroscopeCompass1 pour commencer à connecter toutes les broches Out à la fois (Image 1)
2. Déplacez la souris sur la broche "In" de l'élément "Elements. Compass(X)" du composant Packet1. Le Visuino étendra automatiquement les fils afin qu'ils se connectent correctement au reste des broches (Photo 1)
3. Cliquez dans la case "Sortie" contenant les broches de l'"Accéléromètre" du composant AccéléromètreGyroscopeCompass1 pour commencer à connecter toutes les broches de sortie à la fois (Image 2)
4. Déplacez la souris sur la broche "In" de l'élément "Elements. Accelerometer(X)" du composant Packet1. Le Visuino étendra automatiquement les fils afin qu'ils se connectent correctement au reste des broches (Photo 2)
5. Cliquez dans la case "Out" contenant les broches du "Gyroscope" du composant AccelerometerGyroscopeCompass1 pour commencer à connecter toutes les broches Out à la fois (Image 3)
6. Déplacez la souris sur la broche "In" de l'élément "Elements. Gyroscope(X)" du composant Packet1. Le Visuino étendra automatiquement les fils afin qu'ils se connectent correctement au reste des broches (Photo 3)
7. Connectez la broche "Out" du "Thermometer" du composant AccelerometerGyroscopeCompass1 à la broche "In" de la broche d'entrée "Elements. Thermometer" du composant Packet1 (Photo 4)

Étape 10: générer, compiler et télécharger le code Arduino

1. Dans Visuino, appuyez sur F9 ou cliquez sur le bouton affiché sur l'image 1 pour générer le code Arduino et ouvrez l'IDE Arduino
2. Dans l'IDE Arduino, cliquez sur le bouton Télécharger pour compiler et télécharger le code (Image 2)

Étape 11: Et jouez…

1. Dans Visuino, sélectionnez ComPort, puis cliquez sur la liste déroulante "Format:" et sélectionnez Packet1 (Image 1)
2. Cliquez sur le bouton "Connecter" (Image 1)
3. Si vous sélectionnez l'onglet "Portée", vous verrez la portée tracer les valeurs X, Y, Z de l'accéléromètre, du gyroscope et de la boussole, ainsi que la température au fil du temps (image 2)
4. Si vous sélectionnez l'onglet "Instruments", vous verrez le thermomètre et les jauges affichant les mêmes informations (image 3)

Vous pouvez voir l'accéléromètre, le gyroscope et le capteur de boussole MPU9250 connectés et en fonctionnement sur l'image 4.

Toutes nos félicitations! Vous avez créé un projet de mesure d'accéléromètre, de gyroscope et de boussole MPU9250 dans Arduino, avec l'instrumentation visuelle.

Sur l'image 5, vous pouvez voir le diagramme Visuino complet.

Le projet Visuino, que j'ai créé pour ce Instructable, est également joint. Vous pouvez le télécharger et l'ouvrir dans Visuino: