Применение акселерометров-гироскопов для регистрации параметров движения мобильной платформы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №25 (211) июнь 2018 г.

Дата публикации: 26.06.2018

Статья просмотрена: 214 раз

Библиографическое описание:

Филонов, В. В. Применение акселерометров-гироскопов для регистрации параметров движения мобильной платформы / В. В. Филонов, Е. К. Карпов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 25 (211). — С. 101-104. — URL: https://moluch.ru/archive/211/51741/ (дата обращения: 28.01.2022).



Целью данной работы является изучение возможности одновременного применения двух модулей гироскопов-акселерометров с микроконтроллером Atmega328 или ATmega 32u4 для регистрации данных.

Ключевые слова: мобильная платформа, SCL, подключение модулей, модуль гироскопов-акселерометров, режим мастера.

При исследовании процессов управляемого движения и поворота мобильных платформ важно регистрировать большой объём различных параметров. Это и скорость вращения колёс, и угловые ускорения платформы вокруг оси, перпендикулярной к плоскости движения. Для случая, когда движение осуществляется по трассе на наклонной поверхности, необходимо также измерять скорость и направления вращения мобильного робота вокруг его поперечной и продольной осей.

В работе используются два модуля GY-521 (рис. 1) с гироскопом, акселерометром и термометром — MPU-6050. Эти модули имеют следующие характеристики:

‒ 16-битный АЦП;

‒ напряжение питания от 3В до 5В;

‒ поддержка протокола I2C;

‒ возможность одновременной передачи информации с встроенного трёхосевого гироскопа, трёхосевого акселерометра и датчика температуры.

Рис. 1. Внешний вид модуля GY-521

На микросхеме расположены следующие контакты:

‒ VCC — напряжение питания;

‒ GND — общий провод;

‒ SCL — тактовый сигнал I2C;

‒ SDA — данные I2C;

‒ XDA — данные шины I2C при работе в режиме мастера;

‒ XCL — тактовый сигнал шины I2C при работе в режиме мастера;

‒ ADO — бит 0 адреса I2C;

‒ INT — выход сигнала о готовности данных для использования как внешнего прерывания микроконтроллера.

Выбранные датчики можно использовать с микроконтроллерами серий Atmega328 и ATmega 32u4, причём применение стандартной библиотеки “Wire.h” значительно упрощает процесс программирования. В качестве платформы для подключения модулей был выбран мобильный двухколёсный робот “Arduino Robot” [2] (Рисунок 2). Информация, получаемая с них, позволила бы рассчитывать мгновенный центр скоростей мобильной платформы при плоскопараллельном движении. Эти данные используются, например, для улучшения тормозных характеристик автомобилей.

Рис. 2. Мобильная платформа “Arduino Robot”

Для достижения поставленной цели важны следующие его характеристики:

‒ два используемых в платформе микроконтроллера ATmega 32u4;

‒ наличие выходов питания для подключаемых датчиков с напряжением 5В;

‒ наличие входов, поддерживающих протокол I2C;

‒ поддержка библиотек, необходимых для работы с модулями;

‒ наличие флеш-карты памяти объёмом до 2 гигабайт, которую можно в дальнейшем использовать для хранения регистрируемых данных.

Для подключения и дальнейшего использования модулей на мобильной платформе необходимо соединить контакты так, как указано в таблице 1.

Таблица 1

Подключение модулей кмобильной платформе

GY-521 (6050)

Arduino Robot

VCC

5V

GND

GND

SCL

A5 (аналог)

SDA

A4 (аналог)

ADO

5V для одного модуля и GND — для второго

Отдельно стоит отметить, что контакт ADO у используемых датчиков подключается к разным выходам на платформе. Это делается для того, чтобы оба модуля корректно распознавались в процессе работы.

Для проверки собранной системы в “Arduino IDE” была написана простая программа, сделанная из примера для одного модуля, считывающая данные с двух датчиков и выводящая их на последовательный порт для дальнейшей обработки.

Заключение

В ходе выполнения работы была собрана схема с микроконтроллером и двумя модулями гироскопов-акселерометров, а также написана программа для одновременной обработки данных, получаемых с них.

Дальнейшим развитием работы будет дополнение программы алгоритмами калибровки датчиков и подпрограммой сохранения полученных данных на флеш-карту.

Литература:

  1. MPU-6050 Accelerometer + Gyro [Электронный ресурс] // Arduino [Web-сайт]. — Режим доступа: playground.arduino.cc/Main/MPU-6050 — Дата обращения 16.06.2018.
  2. Getting Started with the Arduino Robot [Электронный ресурс] // Arduino [Web-сайт]. — Режим доступа: www.arduino.cc/en/guide/robot — Дата обращения 16.06.2018.
Основные термины (генерируются автоматически): GND, ADO, SCL, SDA, VCC, мобильная платформа, модуль гироскопов-акселерометров, подключение модулей, режим мастера, IDE.


Ключевые слова

мобильная платформа, SCL, подключение модулей, модуль гироскопов-акселерометров, режим мастера

Похожие статьи

Подключение акселерометра, выполненного по...

Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии, к микроконтроллеру STM32F407VGT6.

1. Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочного модуля STM32F4 Discovery / Бугаев В. И., Мусиенко М. П...

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Таблица 1. Характеристики микроконтроллеров. Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей модульных устройств. Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Так же микросхема NRF24L01+ имеет режимы энергосбережения. Напряжение питание модуля 1.9–3.6 В, рекомендуемое — 3.3В.

работы трансивера необходима дополнительная установка на отладочную плату двух конденсаторов между выводами VCC и GND: конденсатор в SMD...

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Подключение Troyka-модулей: датчиков, диодов, зуммера.

Следующим шагом стало программирование устройства. в среде Arduino IDE.

– программно подключить датчики к платформе; – настроить режим работы датчиков и, при необходимости, их откалибровать

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Похожие статьи. Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

1. Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочного модуля...

Устройство для автоматического полива растений на платформе...

Подключение модулей осуществлялось в следующем порядке: –дисплея к 3 цифровому пину

Для этого использовалась специальная среда Arduino IDE.

– программно подключить датчики к платформе; – настроить режим работы датчиков

Универсальное программно-аппаратное устройство для...

В таком режиме устройство выполняет преобразование, описываемое формулой: , (1). где sda, scl – входы устройства, описываемые стандартом

На основе такого блока памяти создается модуль FIFO, который позволяет с одной стороны записывать данные из одного тактового...

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Программная часть состоит из программной оболочки (IDE) для написания программ, их

Для реализации модели принципиальная схема подключения устройств и схема на макетной плате

В проекте применяется модуль HC-06 (рис. 2.). Рис. 2. Ультразвуковой дальномер.

Разработка мобильного приложения для таксатора

Мобильных платформ много и их количество только растёт.

Разработка программного модуля тестирования баз данных. Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных, нереляционные

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных.

Похожие статьи

Подключение акселерометра, выполненного по...

Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии, к микроконтроллеру STM32F407VGT6.

1. Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочного модуля STM32F4 Discovery / Бугаев В. И., Мусиенко М. П...

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Таблица 1. Характеристики микроконтроллеров. Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей модульных устройств. Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Так же микросхема NRF24L01+ имеет режимы энергосбережения. Напряжение питание модуля 1.9–3.6 В, рекомендуемое — 3.3В.

работы трансивера необходима дополнительная установка на отладочную плату двух конденсаторов между выводами VCC и GND: конденсатор в SMD...

Анализатор воздуха на платформе Arduino

Подключение Troyka-модулей: датчиков, диодов, зуммера.

Следующим шагом стало программирование устройства. в среде Arduino IDE.

– программно подключить датчики к платформе; – настроить режим работы датчиков и, при необходимости, их откалибровать

Использование отладочной платы STM32F7 Discovery для...

Похожие статьи. Подключение акселерометра, выполненного по MEMS-технологии...

1. Лабораторный практикум для изучения микроконтроллеров архитектуры ARM Cortex-M4 на базе отладочного модуля...

Устройство для автоматического полива растений на платформе...

Подключение модулей осуществлялось в следующем порядке: –дисплея к 3 цифровому пину

Для этого использовалась специальная среда Arduino IDE.

– программно подключить датчики к платформе; – настроить режим работы датчиков

Универсальное программно-аппаратное устройство для...

В таком режиме устройство выполняет преобразование, описываемое формулой: , (1). где sda, scl – входы устройства, описываемые стандартом

На основе такого блока памяти создается модуль FIFO, который позволяет с одной стороны записывать данные из одного тактового...

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Программная часть состоит из программной оболочки (IDE) для написания программ, их

Для реализации модели принципиальная схема подключения устройств и схема на макетной плате

В проекте применяется модуль HC-06 (рис. 2.). Рис. 2. Ультразвуковой дальномер.

Разработка мобильного приложения для таксатора

Мобильных платформ много и их количество только растёт.

Разработка программного модуля тестирования баз данных. Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных, нереляционные

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных.

Задать вопрос