arduino教程系列37-Arduino Uno + MPU6050首例整合性6轴演示实验

经过和lucsong 一起学习了几天时间，慢慢的有些了解MPU6050这个6轴的姿态模块，现在决定整理一下这个模块与Arduino的结合使用方法！（如有错误麻烦请指出，谢谢！）

Mpu6050为全球首例整合3轴陀螺仪、3轴加速器、含9轴融合演

MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术

InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。

MPU-6000的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。

MPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V± 5%。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

应用

运动感测游戏

现实增强

电子稳像 (EIS: Electronic Image Stabilization)

光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization)

行人导航器

“零触控”手势用户接口

姿势快捷方式

认证市场

智能型手机

平板装置设备

手持型游戏产品

游戏机

3D遥控器

可携式导航设备

特征

1、以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。

2、具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。

3、可程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。

4、移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。

5、数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。

6、运动处理数据库支持Android、Linux与Windows

7、内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求。

8、以数位输出的温度传感器

9、以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS

10、可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。

11、VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%；VDDIO为1.8V± 5%

12、陀螺仪运作电流：5mA，陀螺仪待命电流：8A；加速器运作电流：8A，加速器省电模式电流： 8A@10Hz

13、高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface)

14、内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有±1%频率变化。

15、使用者亲自测试

16、10,000 g 碰撞容忍度

17、为可携式产品量身订作的最小最薄包装 (4x4x0.9mm QFN)

18、符合RoHS及环境标准MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术

InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。

MPU-6000的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。

MPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V± 5%。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

从MPU6050的技术文档里我们可以看得出来一些重要参数出来！如果比例数是多少，芯片的特性都是可以看得出来的！

下面可以看一下以下几个图片，这样你也许会了解一些！

第一张是MPU6000与MPU6050芯片的比较！

6050芯片图.jpg

2012-5-24 11:53 上传
(66.77 KB)

第二张是MPU6000与MPU6050芯片的最小驱动电路的连接!

6050连线图.jpg

2012-5-24 11:53 上传
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第三张是陀螺仪的设计规范表格！

比例数6050.jpg

2012-5-24 11:53 上传
(54.78 KB)

第四张是加速度的设计规范表格！

ACC 比例数.jpg

2012-5-24 11:53 上传
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如果您需要更多的知识，请翻看MPU6050的英文技术文档，里面已经写的很清楚了，还有中文文档，最近在准备进行翻译，稍后有中午的话也会给大家贴出！

下面是arduino与MPU6050的小模块的连线图：

硬件连接图.jpg

2012-5-24 11:53 上传
(42.1 KB)

2012-5-24 11:53 上传
(104.88 KB)

A4接SDA A5接SCL vcc接3v3商家说可以接5v但是保守起见还是接了3.3v GND接GND

不过mpu受温度的影响精度相差比较大！

注意：本模块采用的是IIC通信方式，所以我们只需要连接四跟线就可以完成电路的连接，简单方便！

接着就是提供一下测试代码给大家玩玩，方便测试！ARDUINO 代码复制打印

// Arduino Wire library is required if I2Cdev I2CDEV_ARDUINO_WIRE implementation// is used in I2Cdev.h#include "Wire.h"// I2Cdev and MPU6050 must be installed as libraries, or else the .cpp/.h files// for both classes must be in the include path of your project#include "I2Cdev.h"#include "MPU6050.h"// class default I2C address is 0x68// specific I2C addresses may be passed as a parameter here// AD0 low = 0x68 (default for InvenSense evaluation board)// AD0 high = 0x69MPU6050 accelgyro;int16_t ax, ay, az;int16_t gx, gy, gz;#define LED_PIN 13bool blinkState = false;void setup() {// join I2C bus (I2Cdev library doesn't do this automatically)Wire.begin();// initialize serial communication// (38400 chosen because it works as well at 8MHz as it does at 16MHz, but// it's really up to you depending on your project)Serial.begin(38400);// initialize deviceSerial.println("Initializing I2C devices...");accelgyro.initialize();// verify connectionSerial.println("Testing device connections...");Serial.println(accelgyro.testConnection() ? "MPU6050 connection successful" : "MPU6050 connection failed");// configure Arduino LED forpinMode(LED_PIN, OUTPUT);}void loop() {// read raw accel/gyro measurements from deviceaccelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);// these methods (and a few others) are also available//accelgyro.getAcceleration(&ax, &ay, &az);//accelgyro.getRotation(&gx, &gy, &gz);// display tab-separated accel/gyro x/y/z valuesSerial.print("a/g:\t");Serial.print(ax); Serial.print("\t");Serial.print(ay); Serial.print("\t");Serial.print(az); Serial.print("\t");Serial.print(gx); Serial.print("\t");Serial.print(gy); Serial.print("\t");Serial.println(gz);// blink LED to indicate activityblinkState = !blinkState;digitalWrite(LED_PIN, blinkState);}

// Arduino Wire library is required if I2Cdev I2CDEV_ARDUINO_WIRE implementation


// is used in I2Cdev.h


#include "Wire.h"





// I2Cdev and MPU6050 must be installed as libraries, or else the .cpp/.h files


// for both classes must be in the include path of your project


#include "I2Cdev.h"


#include "MPU6050.h"





// class default I2C address is 0x68


// specific I2C addresses may be passed as a parameter here


// AD0 low = 0x68 (default for InvenSense evaluation board)


// AD0 high = 0x69


MPU6050 accelgyro;





int16_t ax, ay, az;


int16_t gx, gy, gz;





#define LED_PIN 13


bool blinkState = false;





void setup() {


// join I2C bus (I2Cdev library doesn't do this automatically)


Wire.begin();





// initialize serial communication


// (38400 chosen because it works as well at 8MHz as it does at 16MHz, but


// it's really up to you depending on your project)


Serial.begin(38400);





// initialize device


Serial.println("Initializing I2C devices...");


accelgyro.initialize();





// verify connection


Serial.println("Testing device connections...");


Serial.println(accelgyro.testConnection() ? "MPU6050 connection successful" : "MPU6050 connection failed");





// configure Arduino LED for


pinMode(LED_PIN, OUTPUT);


}





void loop() {


// read raw accel/gyro measurements from device


accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);





// these methods (and a few others) are also available


//accelgyro.getAcceleration(&ax, &ay, &az);


//accelgyro.getRotation(&gx, &gy, &gz);





// display tab-separated accel/gyro x/y/z values


Serial.print("a/g:\t");


Serial.print(ax); 


Serial.print("\t");


Serial.print(ay); 


Serial.print("\t");


Serial.print(az); 


Serial.print("\t");


Serial.print(gx); 


Serial.print("\t");


Serial.print(gy); 


Serial.print("\t");


Serial.println(gz);





// blink LED to indicate activity


blinkState = !blinkState;


digitalWrite(LED_PIN, blinkState);


}

以上这个代码是没有添加算法的，所以显示的是只是原始数据！
我们可以通过串口监视串口可以看到这样的结果！

MPU6050的水平原始数据.jpg

2012-5-24 11:53 上传
(80.5 KB)

第二个测试代码是加了简简单单的算法之后的！其实很简单，看技术文档就可以了！

ARDUINO 代码复制打印

#include "Wire.h"#include "I2Cdev.h"#include "MPU6050.h"MPU6050 accelgyro;int16_t ax, ay, az;int16_t gx, gy, gz;bool blinkState = false;void setup() {  Wire.begin();  Serial.begin(38400);  accelgyro.initialize(); } void loop() {  accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);  Serial.print("a/g:\t");  Serial.print(ax/16384); Serial.print("\t");  Serial.print(ay/16384); Serial.print("\t");  Serial.print(az/16384); Serial.print("\t");  Serial.print(gx/131); Serial.print("\t");  Serial.print(gy/131); Serial.print("\t");  Serial.println(gz/131);  blinkState = !blinkState;}

#include "Wire.h"


#include "I2Cdev.h"


#include "MPU6050.h"


MPU6050 accelgyro;





int16_t ax, ay, az;


int16_t gx, gy, gz;





bool blinkState = false;





void setup() {





Wire.begin();


Serial.begin(38400);





accelgyro.initialize();


}


void loop() {





accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);


Serial.print("a/g:\t");


Serial.print(ax/16384); Serial.print("\t");


Serial.print(ay/16384); Serial.print("\t");


Serial.print(az/16384); Serial.print("\t");


Serial.print(gx/131); Serial.print("\t");


Serial.print(gy/131); Serial.print("\t");


Serial.println(gz/131);


blinkState = !blinkState;





}

校正后的数据.jpg

2012-5-24 11:53 上传
(72.75 KB)

以上的结果有些偏差，原因是没有经过校正的，这个只是给大家提供参考，希望对您有所帮助谢谢！

另外有什么问题，也可以去翻看lucsong的，关于MPU6050的调试帖子，里面还是有些重要的东西哦！

下面是MPU6050的因为文档，中文还在找时间翻译。

不经过同意，请勿转载，谢谢！

添加实验时的文件相关库：

I2Cdev.zip

(10.85 KB, 下载次数: 4859)

2012-9-27 23:05 上传
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MPU6050.zip

(31.47 KB, 下载次数: 4953)

2012-9-27 23:05 上传
点击文件名下载附件

via - 极客工坊

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