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[exemplo] acelerómetro e giroscópio MPU-6050

Objetivo:

Demonstrar o uso de sensor com acelerómetro e giroscópio para obter dados de sensores inerciais.

Lista de material:

board_overview.png board_drawing.png
Fig.1 - Placa Arduino compatível UNO.
mxrQ0wq.png oR8cmlO.png
Fig.2 - Sensor MPU-6050.

Contextualização:

Uma unidade de medição inercial (IMU do inglês inertial measurement unit) é um dispositivo eletrónico que permite quantificar a força específica de um corpo, a taxa angular e, por vezes, a orientação do corpo, usando uma combinação de acelerómetros, giroscópios e, às vezes, magnetómetros [1].

Apollo_Command_Module_primary_guidance_system_locations.png Apollo_Inertial_Measurement_Unit.png Apollo_IMU_at_Draper_Hack_the_Moon_exhibit.agr.jpg
Fig.3 - Ilustrações dos principais componentes do sistema de orientação do módulo de comando e serviço Apollo, um dos componentes usado para o programa Apollo, que pousou astronautas na Lua entre 1969 e 1972.
Set-up
AtHzynb.png
placa Arduino compatível UNO
sensor MPU-6050
3.3V ---------------------- VCC
GND ---------------------- GND
A5 ---------------------- SCL
A4 ---------------------- SDA
Fig.4 - Montagem ilustrativa das ligações a estabelecer entre placa de desenvolvimento e sensor MPU-6050.
Bibliotecas
LFBQpBy.png QrHgT1y.png qoDdwQl.png
Fig.5 - Exemplo de utilização do gestor de bibliotecas do IDE Arduino para instalação da biblioteca Adafruit MPU6050.
 
Programa
 
// Demonstração de utilização de sensor Adafruit MPU6050
 
#include "Adafruit_MPU6050.h"
#include "Adafruit_Sensor.h"
#include "Wire.h"
 
Adafruit_MPU6050 mpu;
 
void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial)
    delay(10); 
 
  Serial.println("a testar sensor MPU6050!");
 
  // Try to initialize!
  if (!mpu.begin()) {
    Serial.println("Falhou inicialização de MPU6050");
    while (1) {
      delay(10);
    }
  }
  Serial.println("MPU6050 inicializado!");
 
  mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_8_G);
  Serial.print("Gamara de valores selecionada para acelerómetro: ");
  switch (mpu.getAccelerometerRange()) {
  case MPU6050_RANGE_2_G:
    Serial.println("+-2G");
    break;
  case MPU6050_RANGE_4_G:
    Serial.println("+-4G");
    break;
  case MPU6050_RANGE_8_G:
    Serial.println("+-8G");
    break;
  case MPU6050_RANGE_16_G:
    Serial.println("+-16G");
    break;
  }
  mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_2000_DEG);
  Serial.print("Gamara de valores selecionada para giroscópio: ");
  switch (mpu.getGyroRange()) {
  case MPU6050_RANGE_250_DEG:
    Serial.println("+- 250 deg/s");
    break;
  case MPU6050_RANGE_500_DEG:
    Serial.println("+- 500 deg/s");
    break;
  case MPU6050_RANGE_1000_DEG:
    Serial.println("+- 1000 deg/s");
    break;
  case MPU6050_RANGE_2000_DEG:
    Serial.println("+- 2000 deg/s");
    break;
  }
 
  mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ);
  Serial.print("Filtro a considerar: ");
  switch (mpu.getFilterBandwidth()) {
  case MPU6050_BAND_260_HZ:
    Serial.println("260 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_184_HZ:
    Serial.println("184 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_94_HZ:
    Serial.println("94 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_44_HZ:
    Serial.println("44 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_21_HZ:
    Serial.println("21 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_10_HZ:
    Serial.println("10 Hz");
    break;
  case MPU6050_BAND_5_HZ:
    Serial.println("5 Hz");
    break;
  }
 
  Serial.println("");
  delay(100);
}
 
void loop() {
 
  /* leitura dos valores reportados */
  sensors_event_t a, g, temp;
  mpu.getEvent(&a, &g, &temp);
 
  /* impressão das leituras */
  Serial.print("Aceleração X: ");
  Serial.print(a.acceleration.x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(a.acceleration.y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.print(a.acceleration.z);
  Serial.println(" m/s^2");
 
  Serial.print("Rotação X: ");
  Serial.print(g.gyro.x);
  Serial.print(", Y: ");
  Serial.print(g.gyro.y);
  Serial.print(", Z: ");
  Serial.print(g.gyro.z);
  Serial.println(" rad/s");
 
  Serial.print("Temperatura: ");
  Serial.print(temp.temperature);
  Serial.println(" ºC");
 
  Serial.println("");
  delay(500);
}
Código.1 - Programa exemplo de utilização de sensor MPU-6050 e biblioteca Adafruit MPU6050 com placa Arduino compatível UNO.

Referências

[1] Wikipedia. Unidade de medição inercial. url: https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_measurement_unit (acedido em 26/04/2024).

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