آموزش کامل کار با MPU6050 و راه اندازی آن توسط بردهای آردوینو
DOWNLOAD
آموزش کامل MPU6050

توجه(آپدیت پروژه) : به این پروژه یک فیلم آموزشی(مدت زمان 20 دقیقه) اضافه شد.

آیا قصد دارید یک ربات self-balancing یا هواپیمای کنترل از راه دور ( drone ) مثلا کوادروتوری با قابلیت auto-level یا self-level (یعنی کوادروتور بتونه بصورت اتوماتیک خودش رو بصورت موازی افق در بیاره) بسازید؟ اندازه گیری زاویه ی شیب ربات(tilt angle) همیشه برای سازندگان آن یک چالش بزرگ بوده است. دقت زاویه ی شیب محاسبه شده برای برخی کاربردها نظیر رباتهای متعادل و مولتی روتورها بی نهایت مهم است. این دست از رباتها به سنسورهایی از قبیل شتابسنج، ژیروسکوپ و در کل یک IMU نیاز دارند. این المانهای MEMS کوچک و سبک، داخل ربات تعبیه می شوند تا اطلاعاتی در خصوص پدیده های مکانیکی مختلفی از قبیل شتاب، ویبره، شیب، موقعیت یا جهت در فضا، سرعت زاویه ای و چرخش را جهت پردازش و تولید دستورات لازم جهت کنترل ربات تولید کنند. در اینجا قصد داریم بطور کامل و جامع نحوه ی کار با IMU ها و روش دریافت دیتا از آنها و اعمال فیلتر روی داده های سنسورهایشان را آموزش بدهیم.IMUها کاربردهای بسیار گسترده ای دارند. IMU ی انتخابی ما MPU6050 می باشد. دلیل این انتخاب قیمت پایین و ویژگیهای جالب این IMU است . ولی آموزش طوری بیان شده که بتوان دیگر IMU ها را نیز راه اندازی کرد و با دیتاشیت آنها کار کرد و نیز بتوان فیلترهای آموزش داده شده را روی دیگر IMUها اعمال کرد.

مطالبی که در این آموزش پوشش داده شده اند:

  1. معرفی کامل MPU6050 و بررسی ویژگیها و قابلیتهای آن
  2. آموزش کار با دیتاشیت سنسورها
  3. آموزش کار با واحد DMP سنسور MPU6050
  4. ترجمه ی فارسی بخشهای موردنیاز و ضروری دیتاشیت
  5. آموزش اصطلاحات کاربردی مورد نیاز
  6. آموزش data fusion یا sensor fusion
  7. آموزش فیلترینگ داده ها و بیان دلایل استفاده از فیلتر
  8. آموزش فیلتر complementary یا فیلتر مکمل و بیان اصول و روابط آن
  9. پیاده سازی فیلتر complementary توسط کد
  10. اعمال فیلتر complementary روی داده های شتابسنج و ژیروسکوپ جهت دستیابی به زوایایی دقیق و قابل اعتماد
  11. اعمال فیلتر کالمن(Kalman filter) روی داده های سنسورها و انجام عمل sensor fusion برای محاسبه ی زوایا
  12. بیان معایب هر یک از سنسورهای شتابسنج و ژیروسکوپ بصورت کاملا عملی و مشهود و قابل درک
  13. ارائه ی روشهایی برای از بین بردن نقاط ضعف سنسورها
  14. بیان محاسن هر یک از سنسورها بصورت عملی و مشهود
  15. روش گرفتن دیتای خام از سنسورهای شتابسنج و ژیروسکوپ MPU6050 بدون استفاده از کتابخانه
  16. آموزش تعریف توابعی از قبیل تابع کانفیگ ماژول و تابع دریافت دیتا جهت ساده تر کردن و خواناتر کردن کدها
  17. آموزش کالیبره کردن سنسورهای ماژول MPU6050 بدون استفاده از کتابخانه به روش تعریف تابع کالیبراسیون
  18. روش محاسبه ی شتاب بر حسب g
  19. روش محاسبه ی سرعت زاویه ای بر حسب dps
  20. روش محاسبه ی زوایای سنسور در فضا با استفاده از شتابسنج بصورت مستقیم و بدون استفاده از کتابخانه
  21. روش محاسبه ی مقدار جابجایی زاویه ای با استفاده از ژیروسکوپ بصورت مستقیم و بدون استفاده از کتابخانه
  22. روش دریافت دیتای خام سنسورها با استفاده از کتابخانه
  23. روش کالیبره کردن سنسور با استفاده از کتابخانه
  24. روش محاسبه ی زوایای سنسور در فضا با استفاده از داده های شتابسنج توسط کتابخانه
  25. روش محاسبه ی مقدار جابجایی زاویه ای با استفاده از داده های ژیروسکوپ با استفاده از کتابخانه
  26. روش اندازه گیری دما توسط سنسور دمای داخلی MPU6050

ابتدا قصد داشتم با استفاده از چند تا سنسور خوب از صفر یه IMU طراحی کنم. پس کلی در این زمینه تحقیق کردم و نهایتا با بررسی مسائلی که تو طراحی و ساخت IMU پیش رو داشتم و همچنین سبک و سنگین کردن IMUهای موجود تو بازار، به این نتیجه رسیدم که ساخت IMU حداقل تا وقتی که بصورت عمده تولید نشه به صرفه نیست.

طراحی IMU کار پیچیده ای نیست ولی همونطور که گفتم تقریبا اصلا به صرفه نیست! IMUهای فوق العاده ای تو بازار با قیمت بسیار پایینی وجود داره. یکی از نمونه ها MPU6050 هستش که واقعا عملکرد فوق العاده ای داره و در کنار عملکرد فوق العادش، قیمتی بسیار پایین داره. طراحی یه IMU که بتونه با MPU6050 رقابت کنه(هم از لحاظ عملکرد و هم از لحاظ قیمت) به دانش فوق العاده ای نیاز داره.بعنوان مثال MPU6050 یه واحد DMP داره که کلا بار پردازشی سنگینی که برای محاسبه ی زوایا و فیلترینگ لازم است رو از روی دوش پردازشگر اصلی برمیداره.نحوه ی کار با این واحد نیز آموزش داده شده است. لازم به ذکر است که از زبان برنامه نویسی آردوینو استفاده شده است.

فایلهای ارائه شده همراه پروژه:

  • فیلم آموزشی(بیان مفاهیم و نکات لازم و ضروری)
  • فایل PDFی که شامل آموزش تمامی موارد بالا می باشد(42 صفحه).
  • توضیح خط به خط برنامه های استفاده شده
  • سورس کد تمامی برنامه ها(16 مثال)
  • تمامی کتابخانه های لازم و آموزش نصب آنها
  • دیتاشیت سنسور و ریجستر مپ سنسور

    بخشی از فیلم پروژه

خرید محتوای پروژه

برای این مطلب 106 دیدگاه ثبت شده است .

تنها کاربرانی که این مطلب را خریداری کرده اند می توانند دیدگاه ارسال کنند و دیدگاه ها را ببینند.

مطالب سایت