描述

我將向您介紹 MPU-6050（加速度計+陀螺儀）傳感器模塊以及由它控制由微型伺服電機制成的簡單 2 軸機械臂。

什么是 MPU-6050 傳感器模塊？

MPU-6050（加速度計+陀螺儀）傳感器模塊

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InvenSense MPU-6050 是具有六個自由度 (DOF)的低成本、高精度慣性測量單元 (IMU )。IMU 可以測量加速度、慣性和許多其他參數(shù)，以便您確定它們的空間位置和速度。它在單個芯片中包含一個 MEMS 3 軸加速度計和一個 MEMS 3 軸陀螺儀。它還有一個板載數(shù)字運動處理器 (DMP)，可處理復雜的 6 軸 MotionFusion 算法。該傳感器模塊還能夠通過輔助主 IIC 總線訪問外部磁力計或其他傳感器，以提供完整的 9 軸 MotionFusion 輸出。MPU-6050 傳感器模塊還包含一個溫度傳感器，但精度較低。

可以使用 MPU-6050 的示例

• 汽車行業(yè) - 部署安全氣囊、車輛側傾處理
• 游戲控制器 - Wii 遙控器/Wiimote
• 云臺/相機穩(wěn)定系統(tǒng)
• 硬盤驅動器
• 個人數(shù)字助理 - 智能手機、平板電腦
• 機器人技術
• 無人駕駛飛行器 (UAV) - 無人機、直升機
• 車輛導航

加速度計

該設備用于測量加速度，即特定物體的速度變化率。以恒定速度行進的物體將具有零加速度。

MPU-6050 中的加速度計是一個三軸加速度計，這意味著它可以感應 X、Y 和 Z 軸上的加速度。

陀螺儀

這是 MPU-6050 中的另一個關鍵組件，可以測量角動量或繞 X、Y 和 Z 軸的旋轉。

MEMS 陀螺儀由三個傳感器組成，每個軸一個，旋轉時會產(chǎn)生電壓。該電壓使用 16 位模數(shù)轉換器在內(nèi)部進行采樣。

引腳排列

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• VCC - 3.3V 直流電源
• GND - 接地
• SCL - 串行時鐘
• SDA - 串行數(shù)據(jù)
• XDA - 輔助串行數(shù)據(jù)（當另一個傳感器連接到此模塊時使用）
• XCL - 輔助串行時鐘（當另一個傳感器連接到此模塊時使用）
• AD0 - I2C 地址位。允許您更改 MPU-6050 模塊的內(nèi)部 I2C 地址。如果模塊與另一個 I2C 設備發(fā)生沖突，或者您希望在同一 I2C 總線上使用兩個 MPU-6050，則可以使用它。
• INT - 中斷輸出

將 MPU-6050 傳感器模塊與 Arduino 連接

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1 / 2 ?如何將 MPU 6050 傳感器模塊連接到 Arduino Mega 2560

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要將 MPU-6050 與 Arduino 連接，您將需要 Jeff Rowberg 的I2C 開發(fā)庫和MPU-6050 庫。要了解有關圖書館的更多信息，請訪問Jeff 的網(wǎng)站。

這些庫將以 .ZIP 格式下載，您可以直接將這些文件夾添加到您的 Arduino IDE。

• 打開你的 Arduino IDE。
• 從頂部菜單欄中轉到草圖菜單。
• 選擇包括庫。
• 選擇 Add.ZIP library... 選項。
• 導航到下載文件夾或保存 .ZIP 庫的任何其他文件夾并選擇它。
• 您將在 Arduino IDE 底部看到一條消息，說明該庫已添加到您的列表中。
• 重復這些步驟以添加您的第二個庫。

現(xiàn)在您已經(jīng)添加了兩個基本庫，請嘗試打開示例草圖并將其上傳到您的 Arduino 微控制器板上。通過旋轉 MPU-6050 傳感器模塊進行試驗，并觀察串行監(jiān)視器中顯示的讀數(shù)產(chǎn)生的變化。

設置

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連接

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*注：原理圖可在原理圖部分找到。

MPU-6050 傳感器模塊

• VCC - 3.3V
• GND - 接地
• SDA - D20（Arduino Mega 2560）、A4（Arduino Uno 和 Nano）
• SCL - D21（Arduino Mega 2560）、A5（Arduino Uno 和 Nano）
• INT - D2

微型伺服電機（滾輪）

• S（黃色/橙色）- D9
• + (紅色) - 5V
• - （黑色/棕色） - GND

微型伺服電機（螺距）

• S（黃色/橙色）- D10
• + (紅色) - 5V
• - （黑色/棕色） - GND

編碼

正如我在上面已經(jīng)提到的，您將需要 Jeff Rowberg 的I2C 開發(fā)庫和MPU-6050 庫來將 MPU-6050 傳感器模塊與 Arduino 微控制器板連接。要了解有關圖書館的更多信息，請訪問Jeff 的網(wǎng)站。

從頂部菜單欄中轉到文件菜單，然后從 MPU6050 庫中選擇 MPU6050_DMP6 示例草圖。將其上傳到您的 Arduino 微控制器板并觀察傳感器模塊產(chǎn)生的讀數(shù)。旋轉傳感器模塊以注意變化并識別橫滾、俯仰和偏航。橫滾（縱軸）、俯仰（橫軸）和偏航（縱軸）是飛機的主軸。

對于這個項目，我們將僅使用滾動和俯仰測量來控制簡單的機械臂。機械臂由兩個微型伺服電機制成，因此您需要微控制器的伺服庫來控制伺服電機的運動。

使用attach() 函數(shù)聲明伺服電機所連接的引腳，并在 void setup() 中將伺服電機的初始位置設置為零。如果您仔細閱讀代碼，您會注意到滾動測量值（以度為單位）表示為 ypr[2] * 180/M_PI。

旋轉傳感器模塊并觀察產(chǎn)生的測量值以計算偏移量和范圍。最后，您應該使用此范圍將測量值映射到伺服電機的位置。

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