MEMS/传感技术
对于大多数MPU6050的应用来说,获取到的原始数据并没有多大用处,我们需要对原始数据进行姿态融合解算,最终得到姿态数据,也就是三个欧拉角:航向角(yaw)、横滚角(roll)和俯仰角(pitch)。
MPU6050内部自带数字运动处理器(DMP)硬件加速引擎,配合运动驱动库直接输出四元数,进而很方便的计算出欧拉角,大大降低了主控MCU的负担。本篇使用MPU6050的驱动库来获取姿态数据。
MPU6050的驱动库有很多,我们可以在IDE中单击「项目」—「加载库」—「管理库」,在搜索栏输入"6050",可以看到不同的驱动库。
多种驱动库
本篇我们使用的由国外大牛Jeff Rowberg开发的库并没有在列表中,需要下载后导入到Arduino。
下载库文件
下载到的库文件其实是多种设备的IIC驱动库,我们这里只需要两个文件夹下的文件。解压后,进入"Arduino"文件夹,里面的"I2Cdev"和"MPU6050"就是我们需要的文件。
选择库文件
找到Arduino的libraries文件路径,Windows下路径为"C:\\Users\\Tony\\Documents\\Arduino\\libraries",修改“Tony”为你的电脑用户名。我们拷贝这两个文件夹到该路径下,至此库文件安装完成。
拷贝库文件
MPU6050传感器模块的VCC、GND分别连接开发板的3.3V、GND,传感器的SDA、SCL引脚连接开发板A4、A5引脚。
实验原理图如下图所示:
实验原理图
/*
DMP
MPU6050姿态解算
*/
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h"
MPU6050 mpu;
uint8_t fifoBuffer[64];
Quaternion q;
VectorFloat gravity;
float ypr[3];
void setup()
{
Serial.begin(115200);
mpu.initialize();
mpu.dmpInitialize();
mpu.CalibrateAccel(6);
mpu.CalibrateGyro(6);
mpu.PrintActiveOffsets();
mpu.setDMPEnabled(true);
}
void loop()
{
if (mpu.dmpGetCurrentFIFOPacket(fifoBuffer))
{
mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer);
mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q);
mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity);
Serial.print("ypr\\t");
Serial.print(ypr[0] * 180 / M_PI);
Serial.print("\\t");
Serial.print(ypr[1] * 180 / M_PI);
Serial.print("\\t");
Serial.println(ypr[2] * 180 / M_PI);
}
}
程序下载
打开串口监视器,波特率设置成与程序中相一致的115200。监视器中输出三个欧拉角数据,移动MPU6050,数据发生变化。
实验现象
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