萬向架使用Arduino和MPU 6050 | Arduino項(xiàng)目

Arduino + MPU6050萬向臺(tái)：一個(gè)DIY的兩軸穩(wěn)定平臺(tái)

對(duì)于攝像師、機(jī)器人愛好者或想要根據(jù)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定方向的制造商來說，該項(xiàng)目使用Arduino UNO、MPU 6050陀螺加速度計(jì)模塊和兩個(gè)伺服電機(jī)構(gòu)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的兩軸云臺(tái)。雖然不像專業(yè)的BLDC萬向節(jié)那樣流暢，但對(duì)于展覽和學(xué)習(xí)來說是完美的。

它的作用

MPU - 6050在X和Y軸上感應(yīng)傾斜。這些讀數(shù)實(shí)時(shí)映射到兩個(gè)伺服電機(jī)，使平臺(tái)模仿你的運(yùn)動(dòng)在滾動(dòng)和俯仰-穩(wěn)定，即使你傾斜它側(cè)向或向前/向后。

您需要的組件

?Arduino UNO

?MPU - 6050陀螺儀+加速度計(jì)傳感器

?兩個(gè)伺服電機(jī)(如標(biāo)準(zhǔn)模擬伺服電機(jī))

?跳線，面包板

?編程用USB線

電路布線

?電源：MPU6050 VCC→Arduino 5?V， GND→GND

?I2C線：SDA (MPU6050)→A4, SCL→A5

?中斷腳INT→數(shù)字腳2

?伺服信號(hào)線：Servo1→D6、Servo2→D5;與ArduinoServo信號(hào)線共享5?V和GND: Servo1→D6， Servo2→D5;都與Arduino共享5?V和GND

Arduino Sketch概述

安裝Wire.h、MPU6050.h(通過I2Cdevlib)和Servo.h庫(kù)。提供的代碼初始化MPU，讀取原始加速度計(jì)數(shù)據(jù)，并將這些值映射到伺服角度-因此當(dāng)您傾斜時(shí)，伺服器相應(yīng)地重新定位。

在loop()中，加速度計(jì)軸被捕獲：

這意味著:

?Ax→servo1(水平傾斜)

?Ay→servo2(垂直傾斜

提示和增強(qiáng)

?校準(zhǔn)：原始MPU讀數(shù)不同。校準(zhǔn)每個(gè)軸的傳感器以消除漂移或隨機(jī)偏移。

?平滑/濾波：使用互補(bǔ)濾波器或卡爾曼濾波器結(jié)合陀螺儀和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)更穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)

?構(gòu)建質(zhì)量：使用3D打印或紙板部件牢固地安裝伺服器并防止抖動(dòng)

你會(huì)得到什么?

?一個(gè)功能Arduino控制的兩軸框架，實(shí)時(shí)反映運(yùn)動(dòng)。

?偉大的動(dòng)手學(xué)習(xí)IMU融合，伺服控制和Arduino接口。

?一個(gè)模塊化的基礎(chǔ)，你可以擴(kuò)展-添加一個(gè)攝像頭，第三伺服偏航，或更精確的電機(jī)

限制與未來升級(jí)

?運(yùn)動(dòng)不流暢：標(biāo)準(zhǔn)伺服速度慢，導(dǎo)致明顯的步進(jìn)。

?無偏航控制：只有橫搖和俯仰穩(wěn)定。

?沒有高級(jí)調(diào)諧：如果不添加數(shù)字濾波器，就無法微調(diào)PID平滑。

需要考慮的升級(jí)：

?使用無刷直流電機(jī)和真正的萬向控制器使運(yùn)動(dòng)更平滑。

?添加偏航運(yùn)動(dòng)為全3軸穩(wěn)定。

?集成PID控制算法，減少超調(diào)和振蕩。

想要構(gòu)建它嗎?

下面是一個(gè)基本的代碼片段：

該項(xiàng)目提供了一個(gè)強(qiáng)大的，教育Arduino + MPI6050萬向臺(tái)。非常適合演示，實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)控制，或進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。讓我知道如果你想幫助調(diào)整映射，添加過濾，或者把它變成一個(gè)相機(jī)有效載荷!

本文編譯自hackster.io