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arduino学习笔记37 - Arduino Uno + MPU6050首例整合性6轴演示实验

2014-10-24 11:11:19 27311 Arduino

Mpu6050为全球首例整合3轴陀螺仪、3轴加速器、含9轴融合演
MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术
InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。
MPU-6000的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。
MPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V± 5%。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

应用
运动感测游戏
现实增强
电子稳像 (EIS: Electronic Image Stabilization)
光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization)
行人导航器
“零触控”手势用户接口
姿势快捷方式

认证市场
智能型手机
平板装置设备
手持型游戏产品
游戏机
3D遥控器
可携式导航设备

特征
1、以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。
2、具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。
3、可程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。
4、移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。
5、数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。
6、运动处理数据库支持Android、Linux与Windows
7、内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求。
8、以数位输出的温度传感器
9、以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS
10、可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。
11、VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%；VDDIO为1.8V± 5%
12、陀螺仪运作电流：5mA，陀螺仪待命电流：8A；加速器运作电流：8A，加速器省电模式电流： 8A@10Hz
13、高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface)
14、内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有±1%频率变化。
15、使用者亲自测试
16、10,000 g 碰撞容忍度
17、为可携式产品量身订作的最小最薄包装 (4x4x0.9mm QFN)
18、符合RoHS及环境标准MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术
InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。

MPU-6000的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。
MPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V± 5%。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

从MPU6050的技术文档里我们可以看得出来一些重要参数出来！如果比例数是多少，芯片的特性都是可以看得出来的！

下面可以看一下以下几个图片，这样你也许会了解一些！

第一张是MPU6000与MPU6050芯片的比较！

第二张是MPU6000与MPU6050芯片的最小驱动电路的连接!

第三张是陀螺仪的设计规范表格！

第四张是加速度的设计规范表格！

如果您需要更多的知识，请翻看MPU6050的英文技术文档，里面已经写的很清楚了，还有中文文档，最近在准备进行翻译，稍后有中午的话也会给大家贴出！

下面是arduino与MPU6050的小模块的连线图：

A4接SDA A5接SCL vcc接3v3商家说可以接5v但是保守起见还是接了3.3v GND接GND
不过mpu受温度的影响精度相差比较大！

注意：本模块采用的是IIC通信方式，所以我们只需要连接四跟线就可以完成电路的连接，简单方便！
接着就是提供一下测试代码给大家玩玩，方便测试！ARDUINO 代码复制打印

// Arduino Wire library is required if I2Cdev I2CDEV_ARDUINO_WIRE implementation
// is used in I2Cdev.h
#include "Wire.h"
// I2Cdev and MPU6050 must be installed as libraries, or else the .cpp/.h files
// for both classes must be in the include path of your project
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050.h"
// class default I2C address is 0x68
// specific I2C addresses may be passed as a parameter here
// AD0 low = 0x68 (default for InvenSense evaluation board)
// AD0 high = 0x69
MPU6050 accelgyro;
int16_t ax, ay, az;
int16_t gx, gy, gz;
#define LED_PIN 13
bool blinkState = false;
void setup() {
// join I2C bus (I2Cdev library doesn't do this automatically)
Wire.begin();
// initialize serial communication
// (38400 chosen because it works as well at 8MHz as it does at 16MHz, but
// it's really up to you depending on your project)
Serial.begin(38400);
// initialize device
Serial.println("Initializing I2C devices...");
accelgyro.initialize();
// verify connection
Serial.println("Testing device connections...");
Serial.println(accelgyro.testConnection() ? "MPU6050 connection successful" : "MPU6050 connection failed");
// configure Arduino LED for
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
// read raw accel/gyro measurements from device
accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);
// these methods (and a few others) are also available
//accelgyro.getAcceleration(&ax, &ay, &az);
//accelgyro.getRotation(&gx, &gy, &gz);
// display tab-separated accel/gyro x/y/z values
Serial.print("a/g:t");
Serial.print(ax);
Serial.print("t");
Serial.print(ay);
Serial.print("t");
Serial.print(az);
Serial.print("t");
Serial.print(gx);
Serial.print("t");
Serial.print(gy);
Serial.print("t");
Serial.println(gz);
// blink LED to indicate activity
blinkState = !blinkState;
digitalWrite(LED_PIN, blinkState);
}

以上这个代码是没有添加算法的，所以显示的是只是原始数据！
我们可以通过串口监视串口可以看到这样的结果！

第二个测试代码是加了简简单单的算法之后的！其实很简单，看技术文档就可以了！

ARDUINO 代码复制打印

#include "Wire.h"
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050.h"
MPU6050 accelgyro;
int16_t ax, ay, az;
int16_t gx, gy, gz;
bool blinkState = false;
void setup() {
Wire.begin();
Serial.begin(38400);
accelgyro.initialize();
}
void loop() {
accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);
Serial.print("a/g:t");
Serial.print(ax/16384); Serial.print("t");
Serial.print(ay/16384); Serial.print("t");
Serial.print(az/16384); Serial.print("t");
Serial.print(gx/131); Serial.print("t");
Serial.print(gy/131); Serial.print("t");
Serial.println(gz/131);
blinkState = !blinkState;
}

以上的结果有些偏差，原因是没有经过校正的，这个只是给大家提供参考，希望对您有所帮助谢谢！

另外有什么问题，也可以去翻看lucsong的，关于MPU6050的调试帖子，里面还是有些重要的东西哦！
下面是MPU6050的因为文档，中文还在找时间翻译。
不经过同意，请勿转载，谢谢！
添加实验时的文件相关库： I2Cdev.zip (10.85 KB, 下载次数: 2647) MPU6050.zip (31.47 KB, 下载次数: 2774)

PS-MPU-6000A[1].pdf

1.6 MB, 下载次数: 2083

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11条评论 发表评论只看该作者

123twoday · 2015-9-13 13:56:32 沙发不错很好的资料教程，学习了。。。

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苏飘 · 2015-10-29 13:26:49 板凳不错的实验资料，谢谢楼主无私分享！！

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胡建成 · 2016-5-9 21:06:52 4^# 谢谢楼主分享，很不错的教程

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谭驷睿 · 2016-5-27 23:13:02 5^# 挺好的，谢谢楼主分享。

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hehe1995 · 2016-10-30 19:39:50 6^# 很不错的东东，谢谢群主分享

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北伐zgl · 2017-1-11 16:42:21 7^# 厉害。。。。。。。。。。。。。。

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金一 · 2017-3-26 14:54:35 8^# 多谢楼主分享

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陈越超 · 2017-8-18 23:08:55 9^# 谢谢分享，学习学习

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roger1008 · 2017-8-27 16:22:09 10^# 不错的实验资料，谢谢楼主无私分享！！

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jhwu · 2018-1-22 17:03:00 11^# 楼主您好，两个库无法下载下来是为什么？

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jhwu · 2018-1-22 17:04:02 12^# 有下载好的小伙伴吗？能不能共享一下？另外，下载好之后是把库放在哪个地方？》

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