آردوینو آموزش آردوینو شتاب و ژایرو پروسسینگ Processing

کنترل مدل سه بعدی با ماژول MPU6050 در نرم افزار Processing و Arduino IDE

نوشته شده توسط CiferTech

شاید پروژه‌های زیادی از ماژول MPU6050 دیده و یا تست کرده باشید. این ماژول نوعی شتاب سنج سه محوره است. کاربردهای مختلفی در صنایع دارد. البته ماژول‌های مختلفی با این تراشه تولید شده‌اند. هر کدام هم روش راه اندازی متفاوتی دارند. ولی در این آموزش یکی از محبوب ترین پروژه‌های MPU6050 یعنی teapot را به شما آموزش می‌دهیم. در نهایت یک مدل سه بعدی را به کمک این ماژول می‌توانید کنترل کنید. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


ماژول شتاب سنج MPU6050


حالا زمان این رسیده با سخت افزار اصلی این آموزش، یعنی MPU6050 بیشتر آشنا بشیم. Mpu6050 دارای یک شتاب سنج سه محوره و یک ژیروسکوپ سه محوره MEMS می‌باشد. دقت ماژول مبدل آنالوگ به دیجیتال ۱۲ بیت بوده و می‌تواند مقادیر X ، Y ، Z را در یک زمان اندازه گیری کند. بافر این ماژول از نوع FIFO با ظرفیت ۱۰۲۴ بایت می‌باشد. این ماژول به عنوان Slave به آردوینو توسط پایه‌های SCL و SDA متصل می‌شود. با استفاده از پردازشگر دیجیتال، ۴ خروجی برای دستیابی به دقت قابل توجه، در حرکت‌های کند و سریع در سنسور فراهم کرده است. با این روش کاربر می‌تواند بازه اندازه گیری را متناسب با شتاب یا سرعت تغییر دهد. به همین منظور در قسمت ژیروسکوپ سنسور چهار بازه ۲۵۰±، ۵۰۰±، ۱۰۰۰± و ۲۰۰۰± درجه بر ثانیه و در قسمت شتاب سنج سنسور چهار بازه ۲g، ±۴g، ±۸g، ±۱۶g± برای کاربر قابل انتخاب خواهد بود. توجه داشته باشید که ولتاژ کاری این ماژول ۳ الی ۵ ولت می‌باشد.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

 


نصب نرم افزار و کتابخانه مورد نیاز


نرم افزار Processing را می توان یک رابط گرافیکی معرفی کرد که دارای خروجی های ۲D , 3D , PDF می باشد و همچنین یک محیط OpenSource با صدها کتابخانه است. به تعریف ساده نرم افزار Processing، یک پلتفرم متن باز یا open source است که با استفاده از آن می‌توانید یک محیط گرافیکی برای کد های خود در آردوینو ایجاد کنید که برای اولین بار در سال ۲۰۰۱ به بازار عرضه شد. برای آشنایی بیشتر با این نرم افزار می توانید به آموزش معرفی نرم افزار پروسسینگ Processing مراجعه کنید.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

زبان برنامه نویسی این نرم افزار java و C++ می باشد. با استفاده از این لینک نرم افزار processing را دانلود نمایید. در ادامه به کتابخانه Toxiclibs برای نرم افزار  processing نیاز خواهیم داشت ( دانلود کتابخانه Toxiclibs )

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

فایل های موجود در پوشه toxiclibs را به مکان زیر که در فولدر اصلی نرم افزار processing می باشد انتقال دهید.  processing \ modes \ java \ libraries

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

سپس نیاز به کتابخانه مربوط به نرم افزار Arduino IDE می باشد که این کتابخانه را نیز می توانید از لینک روبرو دانلود نمایید. ( دانلود کتابخانه i2cdevlib )

 کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

پس از دانلود این کتابخانه با چند فولدر با نام های مختلف مواجه خواهید شد که در پوشه Arduino باید دو فایل I2Cdev و mpu6050 را به مکان روبرو انتقال دهید.  Documents \ Arduino \ libraries

 


راه اندازی MPU6050 و آپلود کدها


در ادامه با مراجعه به نرم افزار Arduino IDE منوی file / examples / MPU6050 و سپس انتخاب  MPU6050-DMP6 به نمونه کد مورد نطر خواهیم رسید.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

حال باید تغییراتی در این کد ایجاد کنیم با استفاده از Ctrl+L، پنجره ای برای جستجوی شماره خط کد خواهید دید، خط ۱۲۰ را جستحو کنید، مانند تصویر زیر کد مربوط به teapot را از اسلش خارج و دیگر کد ها را اسلش کنید سپس سورس کد را آپلود کنید.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

در ادامه نرم افزار  processing را باز کرده و از طریق منوی file / open فایل مثال را از مکان زیر اجرا کنید.

Documents \ Arduino \ libraries \ MPU6050 \ examples \ MPU6050_DMP6 \ Processing \ MPUTeapot

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

در کد نیاز به تغییراتی داریم که در ادامه به آن اشاره خواهیم کرد. در خط کد ۷۴ باید COM port مربوط به آردوینو را مشخص کنیم و همیچنین اسلش های موجود را حذف کرده و خط کد ۷۱ را اسلش کنیم.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

با اجرا کردن کد در نرم افزار Processing پنجره جدیدی برای شما باز خواهد شد که مدل ۳D در آن نمایش داده می شود. و با موقعیت ماژول در محور های x , y مدل سه بعدی نیز تغییر می کند.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

 ” برای درک بهتر می توانید آموزش تصویری در یوتیوب را تماشا کنید “

 


اتصالات ماژول MPU6050 به آردوینو


 در این مرحله اتصالات را طبق تصویر زیر برقرار کنید، برای تغذیه کردن برد، پین VCC از ماژول را به پایه ۵v آردوینو متصل کنید. همچنین پایه GND ماژول را به GND آردوینو متصل کنید. ماژول MPU6050 دارای ۶ پایه دیگر می‌باشد. که SCL, SDA, XDA, XCL, ADD, INT نام دارند، در این پروژه برای دریافت مقادیر ماژول از پایه‌های SCL, SDA استفاده شده است. به ترتیب به پایه‌های A5 و A4 متصل می‌گردند و در ادامه INT به پایه D2 متصل می‌گردد. جهت درک بهتر به شماتیک زیر توجه کنید.

کنترل مدل سه بعدی در نرم افزار Processing و Arduino IDE

 

 


کد آردوینو ماژول MPU6050


در این کد با خواندن مقادیر محاسبه شده ماژول mpu6050 توسط آردوینو و سپس با برقراری ارتباط آردوینو و نرم افزار processing قادر به کنترل مدل ۳d خواهیم بود به این صورت که با آپلود کد آردوینو و سپس اجرای کد های نرم افزار processing با تغییر موقعیت ماژول در محور های x, y شاهد تغییر در مدل سه بعدی خواهیم بود. کدهای زیر را کپی کرده و به نرم افزار Arduino IDE منتقل کنید. چنانچه روش آپلود کدها روی آردوینو را نمی‌دانید به پست آموزش کار با برد آردوینو مراجعه کنید.

 

چنانچه درباره کدها سوالی دارید از طریق بخش نظرات همین آموزش می‌توانید مطرح کنید.

 


قطعات مورد نیاز


  1. برد آردوینو
  2. ماژول MPU6050
  3. سیم برد برد

 

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.

 

درباره نویسنده

CiferTech

سلام، معمولا من رو با اسم سایفر می شناسند، دانشجوی الکترونیک هستم، و علاقمند به هک، البته این لفظ همیشه به این معنا نیست که کارهایی که به اصطلاح غیر قانونی هستند رو انجام بدم، هک برای من مثل حل کردن یک پازل یا پیدا کردن راه حل در موقعیت مختلف هست و در کل یک ابزار قدرتمند. پس دوست دارم از هر چیزی سر دربیارم و اطلاعاتی داشته باشم :)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۶ دیدگاه

  • باسلام
    آیا آی سی atmega328 آردوینو را میشود جدا از برد آردوینو با دستگاه پروگرامر ،و با خود نرم افزار آردوینو پرو گرام کرد؟

    • با سلام
      بله این امکان وجود دارد، ابتدا با استفاده از برد آردوینو ابتدا کامپایلر مربوط بر روی ای سی خام آپلود شده و سپس کد مربوط آپلود می شود.

  • سلام
    آیا میشود پروژه های آردینو را بدون برد آردینو (مثلا برد UNO) وفقط با IC atmega328 اجرا کرد؟
    البته با استفاده درست از پایه های ic وتغذیه مناسب؟
    آیا نبود کریستال ۱۶مگاهرتز،مشکلی در راه اندازی IC ایجاد نمیکند؟
    لطفا راهنمایی بفرمایید
    باتشکر

    • با سلام
      بله این امکان وجود دارد، ابتدا با استفاده از برد آردوینو ابتدا کامپایلر مربوط بر روی ای سی خام آپلود شده و سپس کد مربوط آپلود می شود.
      برای آپلود کد ها کریستال و همچنین دو عدد خازن عدسی در مدار الزامی می باشد.

  • سلام. خوب هستید.
    من برای یک پروژه نیاز به سنسور جایرو واسه حفظ تعادل سه محوره دارم (تقریبا مثل کوادکوپتر)
    مطالب زیادی در موردش خوندم ولی خب چون از الکترونیک چیز زیادی نمی دونم بیشتر گیج میشم.
    البته کلا از این آردونیو خیلی خوشم اومده ولی برنامه نویسی و نصبش رو تا خودم با یک استاد تجربه نکنم، هیچی نمی فهمم.
    می تونم خواهش کنم بعد از راه اندازی دوباره ورکشاپ ها، یه ورکشاپ در این زمینه هم بزارین؟ (یعنی با محوریت نصب جایرو و شتاب سنج)
    چون فکر می کنم اغلب کسانی که کارهای کوادکوپتر انجام میدن از این استقبال کنند.
    ممنونم