Модул 3-ос акселерометър и жироскоп GY-521 MPU-6050
GY-521 Модул MPU6050 MPU6050 модул, 3 ос аналогов жиродатчици + 3 ос акселерометър Модул
Сега, с помощта на жироскоп-акселерометър GY-521 могат да се освободят от джойстика, копчета и други механични устройства в стационарни контролни панели. Заявление жироскоп-акселерометър за контрол на позицията на уеб камера с помощта на задвижващи устройства, показани.
Най-интересният използването на жироскопа и акселерометъра - при придвижване полуавтоматични и автоматични системи. Мерките за инструменти и информира микроконтролера за ускорение и ориентация. Динамичните параметри на мобилния обекта, който измерва модул 3-ос жироскоп и акселерометър GY-521 MPU-6050: игрище (на носа нагоре и надолу), отклонение от курса (носа наляво и надясно) и ролка (по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка търси от кабината обект). Те са в навигационна система се доставят на МС, който изчислява текущата позиция. quadrocopter полет без такъв модул не е възможно.
Три-ос акселерометър "усеща" ускоряване на проекцията на оста X, Y и Z. Ако устройството се поставя хоризонтално и се движи проекцията на земното ускорение на оста X и Y са нула. Гравитационната сила се възприема само сензори вертикална ос Z. От време на време при проверка на почивка и калибриране на акселерометъра. По време на движението на обекта постоянно се ускорява, а след това забавя. Перфектно униформа движение не съществува. Това позволява използването на акселерометър, не само за да се определи позицията на обекта, но също така да се определят динамичните параметри на движението. Акселерометърът открива ускорение, когато количеството на движение и гравитацията. Ако всички елементи на акселерометъра по осите X, Y, Z, които получава четения, близки до нула, това означава, че двигателят е изключен и обектът е в състояние на свободно падане - освобождаване на парашута. Увеличението на данни - парашут се отвори рязко покачване на данни - сблъсък, има приземяване!
Триосно жироскоп - датчик за ъгъла на обект, който позволява да се изчисли ъглите на въртене на оси X, Y, Z, чрез определяне на ъгловата скорост.
Roll (ролка), Pitch (Pitch) и Yaw (отклонение от курса).
Признаване и параметри за преработка ДВИЖЕНИЕ
Да приемем, quadrocopter наклонена по време на хоризонтален полет. Акселерометърът открива промяната в ускоряването на осите. Сега движението за ускоряване земното ускорение се добавя в различен ред, а не по време на полет, без ролка. В резултат на това системата за контрол ще направи заключение за движение по посока на ролката, въпреки че в действителност е налице хоризонтално движение. За правилните параметри за обработка на движение и на динамичните параметри правилното разпознаване използва заедно акселерометър и жироскоп.
При използване на жироскоп в конкретния случай тя ще се определи ъгъла на завъртане и ще даде възможност правилно да интерпретира данните от акселерометъра. С помощта на акселерометър, жироскоп, без да е невъзможно поради естеството на математиката жироскопа, водещи до натрупване на грешки. Специални математика позволява да се съчетаят обработката на данните от двата датчика.
Гироскопи и акселерометри са широко използвани в авиацията, ракети, космически и военни приложения. Например. Налице е мишена за поглъщане погледа на резервоара, докато шофирате. Преместване на неравен терен е мощен ъгъл нарушаване на вдигане на цевта пистолета. Fix гледката на заснетото целта помага акселерометър и жироскоп.
68 (хекс) ако ad0 е свързан към земята.
69 (хекс) ако ad0 свързан към влизане потенциал. 1.
GY-521 Модул мощност вход за Q2 MIC5205-3.3BM5 чип регулатор на напрежение на изходното напрежение от 3.3 V. В стабилизаторът е леко спадане на напрежението на 0.3 - 0.4 V, така че напрежението на захранващия модул трябва да бъде по-висока от 3.3 V . захранващ модул лампа 3-ос акселерометър и жироскоп GY-521 MPU-6050 - LED D1. Големината на резистори R4 и R5 могат да бъдат различни от тези на диаграмата.
Свързване на 3-ос акселерометър и жироскоп GY-521 да MPU-6050 Arduino ООН.
5 V Arduino - VCC
GND Arduino - GND
A4 Arduino - SDA
A5 Arduino - SCL
GND Arduino - ad0
В зависимост от програмата - INT
Рифове, рифове и турбулентност
В изследване на работата на чип MPU-6050 жироскоп трябва да се забравя, че механичните Жироскопите да се стабилизират в пространството благодарение на физичните свойства. Electronic жироскоп, така че не може да работи. Той измерва само със скоростта на въртене.
Всеки модул GY-521 не се нуждае от калибриране. Показания сензори, с водоизместване по отношение на нула, с който се въвеждат грешка в измерването. Необходимо е да се вземе предвид това компенсира за всяка ос жироскоп и акселерометър всяка ос, да се направят корекции в програмата. При производството на микросхеми, че е невъзможно да се получи абсолютна точност на ъгъл между осите на сензорите, така че ъгълът между тях съдържа грешка. Също така не трябва да забравяме, че тези три оси могат да бъдат от различен пропорционалност.
Най-високата точност на резултатите от математически преобразувания да получат параметри за движение ще се получава, когато синхронно данните се четат акселерометър и жироскоп.
При конструирането на управлявания машината трябва да се избягва при вибрациите на механизми източника и техните хармоници в честотата на посочените резонансни характеристики.
Първият модул се проверява чрез четене на работата му автобус I2C данни. За тази цел програма I2C скенер.
Вътрешен ADC чип е много чувствителни, нейните 16 бита. С тази чувствителност увеличава изисквания към захранващия модул, въпреки собствен регулатор. Там не е подходящ клас източник на енергия ", която е" 5 V. На първо място е необходимо да се справят с параметрите на вълничката на захранването или стойността на шум с помощта на осцилоскоп. Големината на шум захранваща линия не трябва да надвишава 50 мВ. Използването на батерията при тези условия е необходимо, но е скъпо. Монтаж на кондензатори, няма да се намали шума с ниско качество захранването. Ако шум захранване от него трябва да бъде изоставена, заменят или изграждане на още един. В същото време, монтаж на кондензатори на електропроводите, близо до модула за GY-521 ще се намали влиянието на мощен електромагнитни смущения. Препоръчителна мощност проводници в усукана двойка на Perevi. Не можете да използвате захранването е една и съща за захранването на модула и двигател. По време на калибрирането модул 3-ос жироскоп и акселерометър GY-521 MPU-6050 трябва да има своя собствена енергия, отделно от модула MC и други потребители. Ако в стъпка първия манш все още е възможно да се примири с увеличен шум в захранването, а след това в стъпка калибриране това ще доведе до грешка, а измерването на висока точност не може да говори, без правилното хранене.
Програмиране на Ардуино и математика
Един от начините за използване на модула GY-521 - използването на микроконтролер модул Ардуино. Софтуерът ви позволява да настроите Arduino библиотека за GY-521. Налице е сложен I2Cdevlib библиотека за достъп до MPU-6050 и други устройства в автобуса I2C.
Той е разположен в MPU6050 папка. Употреба хардуерни буферни схеми и възможности MPU-6050 цифрова обработка на параметрите за движение за извършване на преобразуване на данни между различни координатни системи и комбинира данни от няколко сензори. Друга полезна библиотека FreeIMU. ориентирани за инерционни измервателни на няколко сензора, и може да извърши сложна обработка. FreeIMU използва I2Cdevlib, но най-новата версия, пълна с I2Cdevlib FreeIMU причинява версии конфликт. Преди да използвате, не забравяйте да изберете правилната версия I2Cdevlib.
В края на този раздел са връзки към адаптирана програма. Когато програмата ще бъдат получени за тези номера, но те трябва да бъдат превърнати в смислени данни.
MPU-6050
Прочетете ускорение, температура и жироскоп, грешка = 0
Accel X, Y, Z: -123, -180, 14,547
температура: 27.235 градуса по Целзий
жироскопичен X, Y, Z. -6, -20, 52,
MPU-6050
Прочетете ускорение, температура и жироскоп, грешка = 0
Accel X, Y, Z: -195, -203, 14,510
температура: 27.128 градуса по Целзий
жироскопичен X, Y, Z. -15, 14, 72,
MPU-6050
Прочетете ускорение, температура и жироскоп, грешка = 0
Accel X, Y, Z: -232, -268, 14,490
температура: 27.190 градуса по Целзий
жироскопичен X, Y, Z. -4, -7, 45,
MPU-6050
Прочетете ускорение, температура и жироскоп, грешка = 0
Accel X, Y, Z: -189, -170, 14,632
температура: 27.199 градуса по Целзий
жироскопичен X, Y, Z. -4, -7, 50,
.
Филтрува ъгъл = α х (ъгъла на жироскоп) + (1 - α) х (ъгъла от акселерометъра)
α = τ / (τ + АТ)
= Ъгъл на жироскоп (Последно ъгъл измерва филтър) + ω х АТ
DT = време за вземане на проби
τ = постоянно време, надхвърлящ интервалите между шума
Филтър ъгъл - филтрува, ъгълът на наклон резултат
Препоръчителна време проба е около 0.04 секунди и постоянен време от около 1 секунда, което дава α≈0,96.
Големината на ъгъла на наклон е сумата на интегрираните стойности на жироскоп и акселерометър моментните стойности. Основната задача на комплементарната филтър за премахване на плаващите на жироскоп нулева грешка и дискретна интеграция. На всяка стъпка интеграция (стъпка цикъл контрол машина) регулира ъгълът на наклона с интегрална акселерометъра четения. Силата на корекцията се определя от алфа на коефициента филтър. коефициент Избор α зависи от големината на нулата на жироскопа, натрупването на изчислителни грешки на скоростта и условията на употреба на машината. По този начин, твърде малка стойност на α ще доведе до това, че в резултат на филтъра ще се отрази на вибрациите на корпуса. Обикновено, комплементарна на коефициента на филтър, избран ръчно за всеки отделен случай.
Софтуерният модул 3-ос жироскоп и акселерометър GY-521 MPU-6050 за Arduino:
GY_521_send_serial
ShowGY521Data
Англоезичната версия на тази секция, както и продължаването на разговор тук.
Модерният използване на акселерометъра и жироскопа:
Свързани статии