domingo, 22 de octubre de 2017

Proyecto #3 ESP8266 – Manipular Modelo 3D con MPU6050 (PHP + WebGL + Three.js)

En este proyecto vamos a ver una aplicación completa de IOT (Internet de las cosas), en la que explico cómo usar un NodeMCU (ESP8266) para trasmitir mediante datagramas UDP de forma inalámbrica, la inclinación que leen los acelerómetros y los giroscopios de un MPU6050; pasando por un filtro complementario y de esa manera poder manipular un modelo 3D representado en un navegador web que sea compatible con WebGL. Para todo esto eso vamos a utilizar la IDE de Arduino, HTML5, PHP, la librería de JavaScript Three.js y varias cosas más.



mpu6050udp:

#include <Wire.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiUdp.h>

WiFiUDP Udp;

const char* ssid = "-----";
const char* password = "-----";
int contconexion = 0;

//Direccion I2C de la IMU
#define MPU 0x68
 
//Ratios de conversion
#define A_R 16384.0 // 32768/2
#define G_R 131.0 // 32768/250
 
//Conversion de radianes a grados 180/PI
#define RAD_A_DEG = 57.295779

//MPU-6050 da los valores en enteros de 16 bits
//Valores RAW
int16_t AcX, AcY, AcZ, GyX, GyY, GyZ;
 
//Angulos
float Acc[2];
float Gy[3];
float Angle[3];

String valores;

long tiempo_prev;
float dt;

void setup()
{
  Wire.begin(4,5); // D2(GPIO4)=SDA / D1(GPIO5)=SCL
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x6B);
  Wire.write(0);
  Wire.endTransmission(true);

  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  WiFi.mode(WIFI_STA); //para que no inicie el SoftAP en el modo normal
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED and contconexion <50) { //Cuenta hasta 50 si no se puede conectar lo cancela
    ++contconexion;
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  if (contconexion <50) {
      //para usar con ip fija
      IPAddress Ip(192,168,1,180); 
      IPAddress Gateway(192,168,1,1); 
      IPAddress Subnet(255,255,255,0); 
      WiFi.config(Ip, Gateway, Subnet); 
      
      Serial.println("");
      Serial.println("WiFi conectado");
      Serial.println(WiFi.localIP());
  }
  else { 
      Serial.println("");
      Serial.println("Error de conexion");
  }
}

void loop()
{
      
  //Leer los valores del Acelerometro de la IMU
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x3B); //Pedir el registro 0x3B - corresponde al AcX
  Wire.endTransmission(false);
  Wire.requestFrom(MPU,6,true);   //A partir del 0x3B, se piden 6 registros
  AcX=Wire.read()<<8|Wire.read(); //Cada valor ocupa 2 registros
  AcY=Wire.read()<<8|Wire.read();
  AcZ=Wire.read()<<8|Wire.read();
 
  //A partir de los valores del acelerometro, se calculan los angulos Y, X
  //respectivamente, con la formula de la tangente.
  Acc[1] = atan(-1*(AcX/A_R)/sqrt(pow((AcY/A_R),2) + pow((AcZ/A_R),2)))*RAD_TO_DEG;
  Acc[0] = atan((AcY/A_R)/sqrt(pow((AcX/A_R),2) + pow((AcZ/A_R),2)))*RAD_TO_DEG;
 
  //Leer los valores del Giroscopio
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x43);
  Wire.endTransmission(false);
  Wire.requestFrom(MPU,6,true);   //A partir del 0x43, se piden 6 registros
  GyX=Wire.read()<<8|Wire.read(); //Cada valor ocupa 2 registros
  GyY=Wire.read()<<8|Wire.read();
  GyZ=Wire.read()<<8|Wire.read();
 
  //Calculo del angulo del Giroscopio
  Gy[0] = GyX/G_R;
  Gy[1] = GyY/G_R;
  Gy[2] = GyZ/G_R;
    
  dt = (millis() - tiempo_prev) / 1000.0;
  tiempo_prev = millis();
    
  //Aplicar el Filtro Complementario
  Angle[0] = 0.98 *(Angle[0]+Gy[0]*dt) + 0.02*Acc[0];
  Angle[1] = 0.98 *(Angle[1]+Gy[1]*dt) + 0.02*Acc[1]; 

  //Integración respecto del tiempo paras calcular el YAW
  Angle[2] = Angle[2]+Gy[2]*dt;
 
  //Mostrar los valores por consola
  valores = String(Angle[0]) + "," + String(Angle[1]) + "," + String(Angle[2]);

  //Armar los paquetes UDP  
  Udp.beginPacket("192.168.1.101", 245);
  for(int i=0; i<valores.length();i++){
    Udp.write(byte(valores[i]));  
  }
  Udp.endPacket();
  
  delay(10);
}

Uniform Server 8.9.2 Coral

a380.stl

proyecto3.zip

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