Làm quen với MPU6050(GY521) và Arduino Uno

Mô tả

Tìm hiểu cách hiệu chỉnh và so sánh hoạt động của các filter khác nhau.

Ví dụ

• GY521_readCalibration_2 Tìm giá trị offset
• GY521_test_main So sánh hiệu quả Kalman filter và complementary filter

Sơ đồ lắp ghép MPU6050 và Arduino Uno

pin	Tên pin	Ý ngnghĩa	Chân Arduino
0	VCC	+5V	5V
1	GND	ground	GND
2	SCL	I2C clock	A5
3	SDA	I2C data	A4
4	XDA	auxiliary data
5	XCL	auxiliary clock
6	AD0	address
7	INT	interrupt

Cách hiệu chỉnh

Sketch file readCalibration2.ino trong examples để lấy giá trị offset axe aye aze gxe gye gze và lưu lại. Lưu ý không di chuyển cảm biến trong quá trình hiệu chỉnh

Thao tác với thư viện

#include "GY521.h"

Khởi tạo

• GY521(uint8_t address = 0x69, , TwoWire*wire = &Wire) Constructor cho MPU với địa chỉ mặc định.
• bool begin() Returns true nếu phát hiện thiết bị trên I2C bus

Note cần gọi Wire.begin() trước begin().

• bool isConnected() returns true nếu có thiết bị đang sử dụng I2C bus

Đọc giá trị

Cài đặt thông số trước khi đọc giá trị

• bool setAccelSensitivity(uint8_t as) as = 0, 1, 2, 3 ==> 2g 4g 8g 16g
• uint8_t getAccelSensitivity() returns 0, 1, 2, 3
• bool setGyroSensitivity(uint8_t gs) gs = 0,1,2,3 ==> 250, 500, 1000, 2000 degrees/second
• uint8_t getGyroSensitivity() returns 0, 1, 2, 3
  = void setNormalize(bool normalize = true) góc trả về trong khoảng(-180,180). = bool getNormalize() returns flag.

Đọc giá trị từ cảm biến

• int16_t read() đọc tất cả giá trị đo từ MPU6050. returns status = GY521_OK nếu thành công, giá trị góc đã qua bộ lọc complementary filter
• int16_t read_with_KF() đọc tất cả giá trị đo từ MPU6050. returns status = GY521_OK nếu thành công, giá trị góc đã qua bộ lọc Kalman filter

Xử lý dữ liệu đầu ra

Trước tiên phải gọi read() hoặc read_with_KF().

• float getAccelX() Gia tốc trên phương X
• float getAccelY() Gia tốc trên phương Y
• float getAccelZ() Gia tốc trên phương Z
• float getAngleX() Giá trị góc row nếu chỉ sử dụng accelerator
• float getAngleY() Giá trị góc pitch nếu chỉ sử dụng accelerator
• float getAngleZ() Giá trị góc yaw nếu chỉ sử dụng accelerator
• float getGyroX() Giá trị Rate X nếu chỉ sử dụng gyroscope
• float getGyroY() Giá trị rate Y nếu chỉ sử dụng gyroscope
• float getGyroZ() Giá trị Rate Z nếu chỉ sử dụng gyroscope
• float getPitch() Trả về góc pitch(-180,180) sử dụng complementary filter
• float getRoll() Trả về góc roll(-180,180) sử dụng complementary filter
• float getYaw() Trả về góc yaw(-180,180)
• float get_pitch_kalman() Trả về góc pitch(-180,180) sử dụng Kalman filter
• float get_roll_kalman() Trả về góc roll(-180,180) sử dụng Kalman filter

Truy cập vào Register

• uint8_t setRegister(uint8_t reg, uint8_t value)
• uint8_t getRegister(uint8_t reg)

Điều chỉnh độ nhạy của cảm biếm

unit g = gravity == 9.81

Acceleration	value	notes
2 g	0	default
4 g	1
8 g	2
16 g	3

unit dps = degrees per second.

Gyroscope	value	notes
250 dps	0	default
500 dps	1
1000 dps	2
2000 dps	3

Kết quả

Complementary filter

• Tín hiệu góc bị trôi theo thời gian.

Kalman filter

• Sai số ở trạng thái nghỉ khoảng 0.1.

• Quay góc Roll 90 degree.

• Quay góc Pitch 90 degree.

So sánh complementary filter và Kalman filter

• Kalman filter cho tín hiệu ổn định và không bị trôi theo thời gian.

Nguồn liên quan

• https://github.com/RobTillaart/GY521
• https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf
• https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Accelerometers/RM-MPU-6000A.pdf.
• https://github.com/RobTillaart/Angle
• https://github.com/RobTillaart/AngleConverter