domingo, 15 de octubre de 2017

Tutorial #23 ESP8266 – Obtener Inclinación con MPU6050 (GY-521)

En el tutorial de hoy explico como hacer un dispositivo de IOT (internet de las cosas) que nos permite obtener la inclinación en X, Y y Z (roll, pitch y yaw). Para esto voy a explicar cómo conectar un MPU6050, que es un IMU (Unidad de Medición Inercial) a un ESP8266 y a partir de un filtro complementario obtener dichos ángulos.



MPU6050:

#include <Wire.h>
 
//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);
}

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 = "90, " +String(Angle[0]) + "," + String(Angle[1]) + "," + String(Angle[2]) + ", -90";
   Serial.println(valores);
   
   delay(10);
}

Enlaces:
https://www.luisllamas.es/arduino-orientacion-imu-mpu-6050/
https://www.luisllamas.es/como-usar-un-acelerometro-arduino/
https://www.luisllamas.es/como-usar-un-giroscopio-arduino/
https://www.luisllamas.es/medir-la-inclinacion-imu-arduino-filtro-complementario/
https://robologs.net/2014/10/15/tutorial-de-arduino-y-mpu-6050/
http://www.naylampmechatronics.com/blog/45_Tutorial-MPU6050-Acelerómetro-y-Giroscopio.html

Librerías:
https://github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master/Arduino/MPU6050
https://github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master/Arduino/I2Cdev

Mapa de Registros del MPU6050:
https://www.invensense.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Register-Map1.pdf

3 comentarios:

  1. hola: necesito urgentemente saber como hacer que el sensor active una led cuando llegue a cierta inclinación (es para mi cohete) el único inconveniente es que se prácticamente 0 sobre arduino y aprender lo necesario para ello me costaría meses, aparte de que nadie me puede enseñar y no tengo tiempo, no se como añadir los códigos para que funcione o simplemente se le añade la librería y ya esta. Si me pudieran ayudar me seria muy útil, gracias.

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  2. Buenas, que le pasa a la z cuando lo muestra en consola? Tiene valores de 1400 o mas grandes. Lo pregunto por que a mi me pasa lo mismo. El resto de valores TAMBIEN me aparecen demasiado grandes, pero con el tiempo se centran. Pero la Z nunca se centra...

    Por cierto el codigo no compila, declaras RAD_A_DEG, pero despues accedes a RAD_TO_DEG ...

    Estoy utilizando tu codigo en micropython. Crees que podria haber alguna diferencia substancial? (La sintaxis la cambie y todo me corre perfecto, solo ese problema con los valores grandisimos (no entre -90 y +90

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  3. Buenas noches, antes que nada felicitaciones por la explicación. Mi problema es que utilizo ESP3226 en lugar de ESP8266. El código está cargado, pero cuando abro el monitor serial, los ángulos no se muestran y obtengo solo NaN. No se muestran ángulos en el trazador serial. ¿Puedes resolver este problema? Gracias de antemano!
    Adjunte la dirección de correo electrónico: alessio.scalese@gmail.com

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