Arduino連接MPU6050六軸姿態角度感測器

來自專欄 數字極客

因為準備DIY一個載人平衡車，其中最核心的感測器就是車身的姿態角度感測器（MPU6050），用於對車身傾斜角度、傾斜趨勢等做測量，所以準備先用簡單的電路連接MPU6050，並寫代碼來獲取感測器數據。

MPU6050晶元被廣泛的應用到各類工業產品中，現在通過Arduino可以很方便的連接6050，並製作如平衡車、無人機等產品。

我用了一款JY-61P的模塊，核心晶元還是MPU6050，模塊除了能讀取原始數據外，還可以通過積分演算法獲取當前的角位置，並且角位置經過卡爾曼濾波，可以很平穩的輸出，先來看下感測器的各項參數。

JY-61P模塊參數

• 電壓： 3.3V – 5V
• 電流：< 40mA
• 尺寸：51.3mm × 36mm × 15mm
• 焊盤間距：上下10mil（2.54mm），左右600mil（15.24mm）
• 測量維度：加速度3維，角速度3維，角度3維
• 量程：加速度±16g，角速度±2000°/s，角度±180°
• 解析度：加速度6.1e-5g，角速度7.6e-3°/s
• 穩定性：加速度0.01g，角速度0.05°/s
• 測量誤差：0.01°
• 輸出內容：時間、加速度、角速度、角度、埠狀態，數據輸出頻率0.1Hz-200Hz
• 數據介面：串口（TTL電平，波特率支持2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800、921600）、IIC（最大支持高速率400K）
• 擴展口功能：模擬輸入（0~VCC）、數字輸入、數字輸出、PWM輸出（周期1us~65535us，解析度1us）

JY-61P模塊

我選用了一款帶外殼的模塊，如下圖：

其內部就是這樣的一個晶元：

之所以選用帶外殼的JY-61P，是因為一方面接線更容易，另外還具備一定的防塵作用，功能上是完全一樣的。

JY-61P的介面有4個引腳，分別是VCC、GND、TX、RX，如果希望使用IIC來讀取數據，可以直接使用無外殼版本，因為IIC模式可以讀取底層數據，但無法讀取通過積分演算法得到的角度值，所以這裡就以串口通信的方式來說明如何連接和使用JY-61P模塊。

軸向說明

如上圖所示，模塊的軸向外殼上標示出來，藍色軸為X軸，紅色軸為Y軸，垂直與 模塊向外為Z軸。旋轉的方向按右手法則定義，即右手大拇指指向軸向，四指彎曲的方向即為繞該軸旋轉的方向。X 軸角度即為繞 X 軸旋轉方向的角度，Y軸角度即為繞Y軸旋轉方向的角度，Z軸角度即為繞Z軸旋轉方向的角度。

硬體連接

連線非常簡單，VCC接Arduino的3.3V電源口，GND接GND，TX口接Arduino的RX口，JY61的RX口空置，這裡的Arduino可以是UNO、NANO或其他兼容的板子，連接後，JY61就可以通過串口向Arduino傳送數據了。下面通過代碼來實現位置狀態數據的列印。

Arduino代碼

#include <Wire.h>#include <JY901.h>void setup() { Serial.begin(115200);}void loop() { //加速度 Serial.print("Acc:");Serial.print((float)JY901.stcAcc.a[0]/32768*16);Serial.print(" ");Serial.print((float)JY901.stcAcc.a[1]/32768*16);Serial.print(" ");Serial.println((float)JY901.stcAcc.a[2]/32768*16); //角加速度 Serial.print("Gyro:");Serial.print((float)JY901.stcGyro.w[0]/32768*2000);Serial.print(" ");Serial.print((float)JY901.stcGyro.w[1]/32768*2000);Serial.print(" ");Serial.println((float)JY901.stcGyro.w[2]/32768*2000); //角度 Serial.print("Angle:");Serial.print((float)JY901.stcAngle.Angle[0]/32768*180);Serial.print(" ");Serial.print((float)JY901.stcAngle.Angle[1]/32768*180);Serial.print(" ");Serial.println((float)JY901.stcAngle.Angle[2]/32768*180); Serial.println(""); delay(500);}void serialEvent() { while (Serial.available()) { JY901.CopeSerialData(Serial.read()); //Call JY901 data cope function }}

上述代碼會列印出晶元當前的三軸方向的加速度、三軸的角加速度及三軸的角度，JY61P已經對角度做了卡爾曼濾波，所以能平穩的輸出，如果你的晶元沒有內置濾波，則需要通過代碼實現。

完整的代碼及庫文件我傳到了百度雲盤，這裡是地址：https://pan.baidu.com/s/12KP2By4c55cSUyj2xo0Q_Q

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