Урок 12. Управление сервоприводами с помощью гироскопа MPU6050 Gy-521

Гироскоп может быть очень полезен в ваших проектах. Например, его можно использовать как устройство для управления вашими роботами. Сейчас мы рассмотрим один из простых примеров, который Вы с легкостью сможете адаптировать для своих задач.

В этом примере мы научимся управлять двумя серво приводами с помощью акселерометра, когда мы будем отклонять акселерометр Gy-521 (MPU6050) по координате X и Y сервоприводы будут поворачиваться на отклоненный угол.

В данном уроке нам понадобится:

• Arduino
• Провода Папа-Папа или Набор проводов для макетирования 65 шт.
• Провода Папа-Мама
• Breadboard
• 3-осевой гироскоп акселерометр GY-521 (MPU-6050)
• Два любых сервопривода

Для реализации проекта нам необходимо установить библиотеки:

• Библиотека Kalman (Gy-521, mpu6050)
• Библиотека wire

Сборка:

1) Подключаем Акселерометр Gy-521

Для питания модуля необходимо использовать строго 3.3V! Для этого можно использовать преобразователь напряжения на 3.3V.

2) Сервоприводы подключаем следующим образом:

Сервопривод рекомендуется питать от внешнего источника питания, если запитать сервопривод от ардуины, то могут возникнуть помехи и перебои в работе arduino. Организовать это можно с помощью источника питания 9V и комбинированного стабилизатора 5V ,3.3V.

Теперь, когда все подключено, приступим к загрузке скетча.

Скетч:

#include <Wire.h>
#include "Kalman.h"
#include <Servo.h> 
Servo myservoX; 
Servo myservoY; 
Kalman kalmanX;
Kalman kalmanY;
uint8_t IMUAddress = 0x68;
/* IMU Data */
int16_t accX;
int16_t accY;
int16_t accZ;
int16_t tempRaw;
int16_t gyroX;
int16_t gyroY;
int16_t gyroZ;
double accXangle; // Angle calculate using the accelerometer
double accYangle;
double temp;
double gyroXangle = 180; // Angle calculate using the gyro
double gyroYangle = 180;
double compAngleX = 180; // Calculate the angle using a Kalman filter
double compAngleY = 180;
double kalAngleX; // Calculate the angle using a Kalman filter
double kalAngleY;
uint32_t timer;
void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
myservoX.attach(8);  
myservoY.attach(9);
  i2cWrite(0x6B,0x00); // Disable sleep mode      
  kalmanX.setAngle(180); // Set starting angle
  kalmanY.setAngle(180);
  timer = micros();
}
void loop() {
  /* Update all the values */
  uint8_t* data = i2cRead(0x3B,14);
  accX = ((data[0] << 8) | data[1]);
  accY = ((data[2] << 8) | data[3]);
  accZ = ((data[4] << 8) | data[5]);
  tempRaw = ((data[6] << 8) | data[7]);
  gyroX = ((data[8] << 8) | data[9]);
  gyroY = ((data[10] << 8) | data[11]);
  gyroZ = ((data[12] << 8) | data[13]);
  /* Calculate the angls based on the different sensors and algorithm */
  accYangle = (atan2(accX,accZ)+PI)*RAD_TO_DEG;
  accXangle = (atan2(accY,accZ)+PI)*RAD_TO_DEG;  
  double gyroXrate = (double)gyroX/131.0;
  double gyroYrate = -((double)gyroY/131.0);
  gyroXangle += kalmanX.getRate()*((double)(micros()-timer)/1000000); // Calculate gyro angle using the unbiased rate
  gyroYangle += kalmanY.getRate()*((double)(micros()-timer)/1000000);
  kalAngleX = kalmanX.getAngle(accXangle, gyroXrate, (double)(micros()-timer)/1000000); // Calculate the angle using a Kalman filter
  kalAngleY = kalmanY.getAngle(accYangle, gyroYrate, (double)(micros()-timer)/1000000);
  timer = micros();
Serial.println();
    Serial.print("X:");
    Serial.print(kalAngleX,0);
    Serial.print(" ");
    Serial.print("Y:");
    Serial.print(kalAngleY,0);
    Serial.println(" ");
 myservoX.write((int)kalAngleX-90);
 myservoY.write((int)kalAngleY-90);
  // The accelerometer's maximum samples rate is 1kHz
}
void i2cWrite(uint8_t registerAddress, uint8_t data){
  Wire.beginTransmission(IMUAddress);
  Wire.write(registerAddress);
  Wire.write(data);
  Wire.endTransmission(); // Send stop
}
uint8_t* i2cRead(uint8_t registerAddress, uint8_t nbytes) {
  uint8_t data[nbytes];
  Wire.beginTransmission(IMUAddress);
  Wire.write(registerAddress);
  Wire.endTransmission(false); // Don't release the bus
  Wire.requestFrom(IMUAddress, nbytes); // Send a repeated start and then release the bus after reading
  for(uint8_t i = 0; i < nbytes; i++)
    data [i]= Wire.read();
  return data;
}

Скачать скетч можно по этой ссылке

Видео: