mpu 6050 가속도 센서값 활용 공식 : ROLL,PITCH

앞서...

• 앞서 아두이노 프로젝트에서 제가 MPU 6050의 값을 처리를 못한 것으로 끝난 것으로 포스팅을 마친것과는 달리 최근 MPU 6050의 값을 이용하여 값을 활용하여 안드로이드에서 보일수 있게 만들었습니다. 정확히 말씀드리자면 Roll,Pitch,Yaw 값중에 Roll,Pitch의 값만 구할수 있었으니 반만 구했다고 할수 있습니다. 먼저 이유를 말씀드리자면 Yaw값을 구하기 위해서는 gyro값을 처리하여 accel값과 같이 처리를 하여야 하는데 제가 만든 작품의 특성상 GYRO값을 누적시킬 만큼의 데이터를 활용하지 못하였고 적분을 하지 못하였기 때문입니다. 

MPU6050으로 얻을 수 있는 값

• 먼저 MPU 6050의 출력값으로는 우측과 같습니다. 제가 아두이노 센서 관련 포스팅을 할때 많이 보여드린 결과값이죠.

• accel의 값으로는 x,y,z축을 기준으로 -16384~+16384만큼의 범위를 가집니다. 저의 결과 값은 자동차키트(센서)를 정방향으로 가만히 두었을 때 값이지만 위와 아래의 값이 다르고 z의 값이 유난히 큰것을 볼수 있습니다.

• 기본적으로 MPU6050에서 값을 파형 형태로 전달하기 때문에 항상 정확히 같은 값을 기대할 수 없으며 accel값은 중력의 영향을 받기 때문에 수직의 값을 측정하는 z의 값이 유난히 크게 나오게 됩니다.

 Roll,Pitch???

• 공식에 있어서 x y z의 값은 accel의 값이 사용 됩니다. 이 글의 목적인 센서의 값을 이용한 공식을 적어드리면

• pitch = arctan(x/z)
• roll = arctan(y/z)

• 자바 공식으로 적으면

• float pitch = (float) (Math.atan2(y, z) * 180/PI);
• float roll = (float) (Math.atan2(x, z) * 180/PI);

• 이렇게 사용할 수 있습니다. 자바에서 뒤에 180/PI를 붙이는 이유는 atan2의 리턴값이 라디안값으로 리턴되기 때문입니다.
• Roll,Pitch는 아래의 사진을 보면 이해하기 쉬운데 기울기 값입니다. 즉 값을 이용해서 MPU6050센서의 앞뒤,좌우의 기울기 값을 알수 있습니다. Roll은 센서의 좌우로의 기울기, Pitch는 앞뒤로의 기울기를 알수 있습니다.

• 오른쪽의 스마트폰에서의 값은 제 자동차 키트에서의 값입니다. 나침판 그림은 각각의 값을 보기 쉽게 표현하기 위한 것입니다. 이런식으로 활용할 수 있습니다.

Yaw??

• yaw값을 알면 mpu6050센서에서의 방향상태를 x,y,z축으로 알수 있지만 yaw값은 제일 까다로운 값입니다. 제가 전문성이 떨어지기 때문에 간단히 설명을 드리자면 yaw값을 구하기 위해서는 gyro값을 계속 누적시켜 적분을 한 값이 필요로 한데, 이 값은 위에서 적은 거와 같이 센서값은 파형의 형태로 전달되기 때문에 순간순간 미세한 오차가 있으며 계속 누적할 경우 오차가 커지게 됩니다. 이를 위해선 필터의 값이 필요합니다. 저 같은 경우는 아두이노에서 자동차의 컨트롤값의 처리와 센서의 처리에 있어 컨트롤의 값이 실시간으로 이루어져야하고 우선시 되기때문에 센서의 값을 누적시킬수 없기 때문에 구하지 못하였습니다.

참조사이트 입니다.
http://www.geekmomprojects.com/mpu-6050-dmp-data-from-i2cdevlib/

아두이노 스케치 및 회로도 - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

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• 모터제어모듈
• 전체 스케치 및 회로도

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 우선 허접하게나마 만들었던 회로도 입니다.

우선 이름이 안적힌 왼쪽 아래의 것은 모터 제어 모듈입니다. 모터들은 모터 제어 모듈에 연결하고요. 여기에서 10핀에 대한 부분만 그려놓았고요. 사실과 다른 부분이 있다면 mpu6050에서의 vcc는 3.3v에 연결한부분만 다르네요..

실제 사진은 

이렇기에....

흰색은 브레드보드(빵판)입니다.

이 아래부터는 저의 완성된 자동차에 쓰인 소스입니다,

주의 하여 볼점은 a라는 값입니다,
모터에 넣어줘야 할 값은 계속해서 지속적으로 값을 넣어줘야 하지만
센서의 값들은 빠르게 지속적으로 넣어줘야 할 필요는 없습니다.
만약 만약 모든 센서의 값도 들어오는 데로 처리하게 된다면 아두이노의 처리가 빠르지 않기 때문에 처리해야 할 양이 오버되어 작동을 멈추는 연상이 일어나게 됩니다.
a라는 값을 넣어줘서 모터 제어의 처리와 센서의 처리의 비율을 500:1로 만들어 작동하게 만들었습니다.
방법은 제일 간단하게 a값을 자동으로 증가시키고 500이라는 수에 도달하면 작동하도록 if문을 사용하는 방식으로 했습니다.

모터제어의 방법은 16전진, 32후진, 4좌회전,8후회전 으로 정하여
전진 좌회전일 경우는 합한 20이 들어오게 되어 작동하는 방식입니다. 사실 이 방법은 BluCar라는 외국의 자동차 키트 개발한 곳에서 사용한 방법을 복잡한 것을 다 때고 간단하게 사용한 방식입니다.

제 소스에서는 자동차 모듈의 왼쪽과 오른쪽 바퀴에서 전후진 값이 다른데 그것은 핀을 연결할 때 반대로 연결하는 걸 실험해보다가 바꾸지 않고 소스로만 바꿔서 그렇다는점 유의 바랍니다.

그리고 원래 모드에서는 충격센서를 이용해서 키트에 충격이 가해지면 차량이 멈추도록 하였었는데 아예 삭제를 했습니다...
이유는 그 당시 교수님께 검사를 받아야 하는데 충격실험 하기가 검나서 하고 설명과 충격의 결과만 보여드리고 끝을 냈었습니다.

그외의 모든 소스는 여태것 정리했던 소스를 짜집기 한 수준으로 앞의 내용과 다른 점은 없습니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438

#include <SoftwareSerial.h> //아두이노 우노에서 시리얼 통신은 기본으로 0번과 1번을 쓴다. #define dht11_pin 54 //Analog port 0 on Arduino Mega2560 // 이 포트를 중복해서 사용하지 않고 다른 포트를 사용하기 위해서는 // 아두이노에서 제공하는 라이브러리 SoftwareSerial을 사용하면 된다. #include <Wire.h> //----------------------------------MPU6050 연결핀 및 설정값------ #define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B // R #define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B // R/W #define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C // R/W #define MPU6050_WHO_AM_I 0x75 // R #define MPU6050_I2C_ADDRESS 0x68 //----------------------------------모터제어모듈 연결핀------- #define LE 52 #define RE 53 #define LM 50 #define RM 51 #define LS 9 #define RS 12 //----------------------------------기타 핀---------------- #define dp 1 //display to BT and serial #define shock 7 #define sonicPin 8 #define led 13 SoftwareSerial BTserial(10,11); // BTserial이라는 이름의 통신장치로 2(TX), 3(RX)포트로 시리얼 통신한는 설정 long sonicval = 0; long cm, inch; int a = 0; int b = 0; int s = 0; static int n=4; int pwm = 120;//모터의 속도 int turn = 80;//좌우회전시 추가해야할 속도 byte read_dht11_dat() { byte i = 0; byte result=0; for(i=0; i< 8; i++) { while (!digitalRead(dht11_pin)); delayMicroseconds(30); if (digitalRead(dht11_pin) != 0 ) bitSet(result, 7-i); while (digitalRead(dht11_pin)); } return result; } long cmtomicro(long a){ return a/29/2; } long inchtomicro(long b){ return b/74/2; } typedef union accel_t_gyro_union { struct { uint8_t x_accel_h; uint8_t x_accel_l; uint8_t y_accel_h; uint8_t y_accel_l; uint8_t z_accel_h; uint8_t z_accel_l; uint8_t t_h; uint8_t t_l; uint8_t x_gyro_h; uint8_t x_gyro_l; uint8_t y_gyro_h; uint8_t y_gyro_l; uint8_t z_gyro_h; uint8_t z_gyro_l; } reg; struct { int x_accel; int y_accel; int z_accel; int temperature; int x_gyro; int y_gyro; int z_gyro; } value; }; void setup() { // initialize the LED pin as an output: Serial.begin(9600); BTserial.begin(9600); // 통신모듈의 baudrate값을 써 통신을 시작 pinMode(led, OUTPUT); pinMode(dht11_pin, OUTPUT); digitalWrite(dht11_pin, HIGH); pinMode(sonicPin, OUTPUT); digitalWrite(sonicPin, HIGH); pinMode(shock, OUTPUT); digitalWrite(shock, HIGH); pinMode(LE,OUTPUT); pinMode(RE,OUTPUT); pinMode(LM,OUTPUT); pinMode(RM,OUTPUT); pinMode(LS,OUTPUT); pinMode(RS,OUTPUT); digitalWrite(LE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀 digitalWrite(RE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀 int error; uint8_t c; Wire.begin(); error = MPU6050_read (MPU6050_WHO_AM_I, &c, 1); Serial.print(F("WHO_AM_I : ")); Serial.print(c,HEX); Serial.print(F(", error = ")); Serial.println(error,DEC); error = MPU6050_read (MPU6050_PWR_MGMT_2, &c, 1); Serial.print(F("PWR_MGMT_2 : ")); Serial.print(c,HEX); Serial.print(F(", error = ")); Serial.println(error,DEC); MPU6050_write_reg (MPU6050_PWR_MGMT_1, 0); } void loop(){ //---------------------------------led on off---------------------------- /* digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(300); // wait for a second digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW delay(300); // wait for a second BTserial.println("check"); // 블루투스를 통해 다른 장치에 출력 Serial.println(a); */ if(a==500) { //--------------------------------dht11------------------------------------- byte dht11_dat[5]; byte dht11_in; byte i;// start condition digitalWrite(dht11_pin, LOW); delay(10); digitalWrite(dht11_pin, HIGH); delayMicroseconds(1); pinMode(dht11_pin, INPUT); delayMicroseconds(40); if (digitalRead(dht11_pin)) { Serial.println("dht11 start condition 1 not met"); // wait for DHT response signal: LOW delay(1000); return; } delayMicroseconds(80); if (!digitalRead(dht11_pin)) { Serial.println("dht11 start condition 2 not met"); //wair for second response signal:HIGH return; } delayMicroseconds(80);// now ready for data reception for (i=0; i<5; i++) { dht11_dat[i] = read_dht11_dat(); } //recieved 40 bits data. Details are described in datasheet pinMode(dht11_pin, OUTPUT); digitalWrite(dht11_pin, HIGH); byte dht11_check_sum = dht11_dat[0]+dht11_dat[2];// check check_sum if(dht11_dat[4]!= dht11_check_sum) { Serial.println("DHT11 checksum error"); } //------------------------------------sonic---------------------------------- digitalWrite(sonicPin,LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(sonicPin,HIGH); delayMicroseconds(5); digitalWrite(sonicPin,LOW); pinMode(sonicPin, INPUT); sonicval = pulseIn(sonicPin,HIGH); // 초음파가 반사하여 되돌아온 시간을 저장 pinMode(sonicPin, OUTPUT); cm = cmtomicro(sonicval); // cm거리계산 inch = inchtomicro(sonicval); //inch거리계산 //-------------------------------shock--------------------------------------- digitalWrite(shock,HIGH); delay(5); digitalWrite(shock,LOW); delay(5); pinMode(shock,INPUT); if(digitalRead(shock)) { Serial.println("충격이 감지되었습니다."); } pinMode(shock,OUTPUT); //-------------------------------gyro---------------------------------------- int error; double dT; accel_t_gyro_union accel_t_gyro; Serial.println(F("")); Serial.println(F("MPU-6050")); // Read the raw values. // Read 14 bytes at once, // containing acceleration, temperature and gyro. // With the default settings of the MPU-6050, // there is no filter enabled, and the values // are not very stable. error = MPU6050_read (MPU6050_ACCEL_XOUT_H, (uint8_t *) &accel_t_gyro, sizeof(accel_t_gyro)); Serial.print(F("Read accel, temp and gyro, error = ")); Serial.println(error,DEC); // Swap all high and low bytes. // After this, the registers values are swapped, // so the structure name like x_accel_l does no // longer contain the lower byte. uint8_t swap; #define SWAP(x,y) swap = x; x = y; y = swap SWAP (accel_t_gyro.reg.x_accel_h, accel_t_gyro.reg.x_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.y_accel_h, accel_t_gyro.reg.y_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.z_accel_h, accel_t_gyro.reg.z_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.t_h, accel_t_gyro.reg.t_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.x_gyro_h, accel_t_gyro.reg.x_gyro_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.y_gyro_h, accel_t_gyro.reg.y_gyro_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.z_gyro_h, accel_t_gyro.reg.z_gyro_l); // Print the raw acceleration values //-------------------------------display------------------------------------- if(dp == 1) { Serial.print(cm); Serial.print("cm "); Serial.print(inch); Serial.println("inch"); Serial.print("Current humdity = "); Serial.print(dht11_dat[0], DEC); Serial.print("% "); Serial.print("temperature = "); Serial.print(dht11_dat[2], DEC); Serial.println("C "); BTserial.print(cm); BTserial.print("cm "); BTserial.print(inch); BTserial.println("inch"); // 블루투스를 통해 다른 장치에 출력 BTserial.println(); BTserial.print("Current humdity = "); BTserial.print(dht11_dat[0], DEC); BTserial.print("% "); BTserial.print("temperature = "); BTserial.print(dht11_dat[2], DEC); BTserial.println("C "); BTserial.println(); Serial.print(F("accel x,y,z: ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.x_accel, DEC); Serial.print(F(", ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.y_accel, DEC); Serial.print(F(", ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.z_accel, DEC); Serial.println(F("")); BTserial.print(F("accel x,y,z: ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.x_accel, DEC); BTserial.print(F(", ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.y_accel, DEC); BTserial.print(F(", ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.z_accel, DEC); BTserial.println(F("")); BTserial.println(); // The temperature sensor is -40 to +85 degrees Celsius. // It is a signed integer. // According to the datasheet: // 340 per degrees Celsius, -512 at 35 degrees. // At 0 degrees: -512 - (340 * 35) = -12412 Serial.print(F("temperature: ")); BTserial.print(F("temperature: ")); dT = ( (double) accel_t_gyro.value.temperature + 12412.0) / 340.0; Serial.print(dT, 3); Serial.print(F(" degrees Celsius")); Serial.println(F("")); BTserial.print(dT, 3); BTserial.print(F(" degrees Celsius")); BTserial.println(F("")); BTserial.println(); // Print the raw gyro values. Serial.print(F("gyro x,y,z : ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.x_gyro, DEC); Serial.print(F(", ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.y_gyro, DEC); Serial.print(F(", ")); Serial.print(accel_t_gyro.value.z_gyro, DEC); Serial.print(F(", ")); Serial.println(F("")); BTserial.print(F("gyro x,y,z : ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.x_gyro, DEC); BTserial.print(F(", ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.y_gyro, DEC); BTserial.print(F(", ")); BTserial.print(accel_t_gyro.value.z_gyro, DEC); BTserial.print(F(", ")); BTserial.println(F("")); BTserial.println(); BTserial.println(); BTserial.println(); } if(a==300) a=0; } //s= Drive_Count(); b = BTserial.read(); // 스마트폰에서 블루투스 모듈로 들어오는 신호를 a에 저장 if(dp == 0){ //BTserial.print("car control_num : "); //BTserial.println(s); BTserial.print("car bt_num : "); BTserial.println(b); //Serial.print("car control_num : "); //Serial.println(s); Serial.print("car bt_num : "); Serial.println(b); } switch (b){ case 0: // 0이면 정지 digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,LOW); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,HIGH); delay(20); break; case 4: // 4면 제자리 좌회전 digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm); delay(20); break; case 8: // 8이면 제자리 우회전 digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm); digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm); delay(20); break; case 16: // 16이면 전진 digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm); delay(20); break; case 20: // 20이면 좌회전 digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm-turn); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm+turn); delay(20); break; case 24: // 24이면 우회전 digitalWrite(LM,LOW); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm+turn); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm-turn); delay(20); break; case 32: // 32이면 후진 digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm); digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm); delay(20); break; case 36: // 36이면 좌후진 digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm-turn); digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm+turn); delay(20); break; case 40: // 40이면 우후진 digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm+turn); digitalWrite(RM,LOW); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm-turn); delay(20); break; } a++; delay(10); //fresh time } int MPU6050_read(int start, uint8_t *buffer, int size) { int i, n, error; Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS); n = Wire.write(start); if (n != 1) return (-10); n = Wire.endTransmission(false); // hold the I2C-bus if (n != 0) return (n); // Third parameter is true: relase I2C-bus after data is read. Wire.requestFrom(MPU6050_I2C_ADDRESS, size, true); i = 0; while(Wire.available() && i<size) { buffer[i++]=Wire.read(); } if ( i != size) return (-11); return (0); // return : no error } int MPU6050_write(int start, const uint8_t *pData, int size) { int n, error; Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS); n = Wire.write(start); // write the start address if (n != 1) return (-20); n = Wire.write(pData, size); // write data bytes if (n != size) return (-21); error = Wire.endTransmission(true); // release the I2C-bus if (error != 0) return (error); return (0); // return : no error } int MPU6050_write_reg(int reg, uint8_t data) { int error; error = MPU6050_write(reg, &data, 1); return (error); }

모터 제어 모듈(AM-DC2-2D) - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

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자동차라는 이름이 붙게 하게끔 만드는 장치인 모터 제어 모듈 입니다.

저는 AM-DC2-2D 라는 모듈을 이용하였습니다.

완성품을 보면 4륜 자동차의 모습을 가지고 있는데, 이 모듈은 좌우 2방향밖에 컨트롤 하지 못합니다. 때문에 저는 좌,우 회전은 좌우의 속도차를 이용하여 하는 방법을 하였습니다. 

AM-DC2-2D 모터제어모듈

이 모듈은 기본적으로 보이는 것과 같이 연결할 부분이 상당히 많습니다. 핀 갯수로만 보면 총 12개인데요.

이거는 AM-DC2-2D의 사진이 아니지만 구성은 비슷합니다. 다른점이 있다면 Motor이라는 부분이 녹색을 기준으로 2개씩 있습니다. 위의 AM-DC2-2D를 보면 알수 있습니다.

Control Signal 이라는 부분, Power Supply, Moter(흰부분 만 사용하면 됨) 라는 부분을 연결해야 합니다.

Power Supply는 모듈의 파워가 아닌 구동시킬 모터의 power를 연결 해야합니다. 저는 12V를 사용하는 모터를 사용했기 때문에 1.5V*8의 전원을 연결 하였습니다.

실물에서 Motor라는 부분을 보면 아래쪽에 CH1A,B라고 적혀있는데 이 모터와 연결하면 됩니다.

AM-DC2-2D 메뉴얼

Control Signal

Control Signal 부분에 위 사진을 활용하여 신호를 주어야 합니다. 메뉴얼에서 정말 정말 편하게 설명해줍니다.  3줄정리를 하자면

PWM은 속도

DIR은 방향

/Enable은 작동 on/off

Enable은 /(not)이 있으므로 0입력시 on 1입력시 off입니다.

그리고 대부분의 모터는 "?V~??V"이런식으로 허용 범위가 정해져 있는 편인데요. 전원에 따라 파워(속도)의 차이가 있으므로 충분한 파워를 사용하는 것을 추천합니다.

 Dir와 Enable 신호는 on,off의 개념으로 작동하기 때문에 Digital 신호로 연결을 하였고 PWM신호는 PWM신호로 연결하였습니다.

이렇게 연결을 하면 모든 부분이 연결이 됩니다.

아래 부분은 스케치 입니다.

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..... #define LE 52 #define RE 53 #define LM 50 #define RM 51 #define LS 9 #define RS 12 .....//저의 설정입니다. 개인에 따라 변경하시면 됩니다. int pwm = 120;// 속도 .... void setup(){ .... pinMode(LE,OUTPUT); pinMode(RE,OUTPUT); pinMode(LM,OUTPUT); pinMode(RM,OUTPUT); pinMode(LS,OUTPUT); pinMode(RS,OUTPUT);//핀 출력모드 digitalWrite(LE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀 digitalWrite(RE,LOW); // 왼쪽 모터 정지 정보 핀 } /// void loop(){ ... digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,LOW); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,LOW); delay(20); ... digitalWrite(LM,HIGH); // 왼쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(LS,pwm); digitalWrite(RM,HIGH); // 오른쪽 모터 전후진 정보 핀 analogWrite(RS,pwm); ... }

digitalWrite는 0,1의 값을 즉 디지털 값을 쓸수 있고

alnalogWrite는 pwm값을 입력할수 있습니다. pwm값은 0~255값입니다.

위의 스케치에서와 같이 각 연결한 dir,enable,pwm을 통하여 전진 후진 속도를 컨트롤 할수 있습니다.

자이로센서(MPU 6050) - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

• 개요
• 센서소개
• Bluetooth
• 온습도계
• 초음파거리센서
• 자이로&가속도센서
• 모터제어모듈
• 전체 스케치 및 회로도

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자동차 키드에서 가장 필요할거 같지만 저는 결국 활용을 못한 센서입니다.

MPU 6050 - 자이로+가속도 센서

MPU 6000,6050 datasheet

가속도계랑 자이로센서, 온도계가 있는데요  SDA (data line) and SCL (clock line)라는 선을 이용합니다. Arduino Uno와 같은 다른 Arduino에서는 따로 구분이 안되어 있어 그냥 사용 하면 되지만 Arduino 2560 Mega에서는 정해진 SCL,SDA선에 연결을 해야 하더군요. 그래서 별거 아닌데 몇 시간을 잡아 먹었습니다. ㅠ 

Arduino 2560 Mega

2560Mega에서는 20,21번에 연결하면 된다는 것을 알수 있습니다.
제가 고생하면서 다른곳에 연결한(고의x ㅠ) 결과, 센서의 결과값들이 상당히 튀면서 값이 들어오는 것을 알 수 있었습니다. 사용하는 방법을 찾아봤었는데 다른 곳에서는 INT를 사용하는 사용하지만, 센서값을 읽어오는 목적에서는 문제가 없습니다.

위의 MPU 6050의 pdf를 읽어보면 3.3v를 사용한다는 것을 알 수 있습니다.

위의 내용를 정리하여 정리하면
VCC는 3.3v, GND는 GND
SCL은 21, SDA는 20번

에 연결을 하면 되겠습니다.

아두이노의 스케치를 살펴보겠습니다.

출처는 아마.. 플레이아두이노 였던것으로 기억합니다.

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#define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B // R #define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B // R/W #define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C // R/W #define MPU6050_WHO_AM_I 0x75 // R #define MPU6050_I2C_ADDRESS 0x68 .... typedef union accel_t_gyro_union { struct { uint8_t x_accel_h; uint8_t x_accel_l; uint8_t y_accel_h; uint8_t y_accel_l; uint8_t z_accel_h; uint8_t z_accel_l; uint8_t t_h; uint8_t t_l; uint8_t x_gyro_h; uint8_t x_gyro_l; uint8_t y_gyro_h; uint8_t y_gyro_l; uint8_t z_gyro_h; uint8_t z_gyro_l; } reg; struct { int x_accel; int y_accel; int z_accel; int temperature; int x_gyro; int y_gyro; int z_gyro; } value; }; ... void setup(){ ... error = MPU6050_read (MPU6050_WHO_AM_I, &c, 1); Serial.print(F("WHO_AM_I : ")); Serial.print(c,HEX); Serial.print(F(", error = ")); Serial.println(error,DEC); error = MPU6050_read (MPU6050_PWR_MGMT_2, &c, 1); Serial.print(F("PWR_MGMT_2 : ")); Serial.print(c,HEX); Serial.print(F(", error = ")); Serial.println(error,DEC); MPU6050_write_reg (MPU6050_PWR_MGMT_1, 0); ... } void loop(){ ........ int error; double dT; accel_t_gyro_union accel_t_gyro; Serial.println(F("")); Serial.println(F("MPU-6050")); // Read the raw values. // Read 14 bytes at once, // containing acceleration, temperature and gyro. // With the default settings of the MPU-6050, // there is no filter enabled, and the values // are not very stable. error = MPU6050_read (MPU6050_ACCEL_XOUT_H, (uint8_t *) &accel_t_gyro, sizeof(accel_t_gyro)); Serial.print(F("Read accel, temp and gyro, error = ")); Serial.println(error,DEC); // Swap all high and low bytes. // After this, the registers values are swapped, // so the structure name like x_accel_l does no // longer contain the lower byte. uint8_t swap; #define SWAP(x,y) swap = x; x = y; y = swap SWAP (accel_t_gyro.reg.x_accel_h, accel_t_gyro.reg.x_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.y_accel_h, accel_t_gyro.reg.y_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.z_accel_h, accel_t_gyro.reg.z_accel_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.t_h, accel_t_gyro.reg.t_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.x_gyro_h, accel_t_gyro.reg.x_gyro_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.y_gyro_h, accel_t_gyro.reg.y_gyro_l); SWAP (accel_t_gyro.reg.z_gyro_h, accel_t_gyro.reg.z_gyro_l); dT = ( (double) accel_t_gyro.value.temperature + 12412.0) / 340.0; ........... } int MPU6050_read(int start, uint8_t *buffer, int size) { int i, n, error; Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS); n = Wire.write(start); if (n != 1) return (-10); n = Wire.endTransmission(false); // hold the I2C-bus if (n != 0) return (n); // Third parameter is true: relase I2C-bus after data is read. Wire.requestFrom(MPU6050_I2C_ADDRESS, size, true); i = 0; while(Wire.available() && i<size) { buffer[i++]=Wire.read(); } if ( i != size) return (-11); return (0); // return : no error } int MPU6050_write(int start, const uint8_t *pData, int size) { int n, error; Wire.beginTransmission(MPU6050_I2C_ADDRESS); n = Wire.write(start); // write the start address if (n != 1) return (-20); n = Wire.write(pData, size); // write data bytes if (n != size) return (-21); error = Wire.endTransmission(true); // release the I2C-bus if (error != 0) return (error); return (0); // return : no error } int MPU6050_write_reg(int reg, uint8_t data) { int error; error = MPU6050_write(reg, &data, 1); return (error); }

위와 같이 작성한 결과를 통해

accel_t_gyro.value.temperature
accel_t_gyro.value.x_accel
accel_t_gyro.value.y_accel
accel_t_gyro.value.z_accel
accel_t_gyro.value.x_gyro
accel_t_gyro.value.y_gyro
accel_t_gyro.value.z_gyro

위의 이름으로 값을 받을 수 있습니다.

아래 3줄이 MPU 6050으로 부터 얻은 값들입니다.
이것을 활용을 해야하는데 못하겠어요 ㅠ

그리고 실험을 해보면 값들이 흔들리는 걸 볼 수 있는데
(위 그림에서 자동차 키트는 움직이지 않았습니다.)
PWM으로 신호를 받아와서 그렇다고 합니다.

초음파 거리측정(NT-TS601) - 블루투스를 이용한 자동차 키트 + 안드로이드 컨트롤러

• 개요
• 센서소개
• Bluetooth
• 온습도계
• 초음파거리센서
• 자이로&가속도센서
• 모터제어모듈
• 전체 스케치 및 회로도

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초음파 거리 측정센서 NT-TS601 입니다.

NT-TS601 - 초음파 거리 측정센서

NT-NS601 메뉴얼.pdf

이렇게 생겼구요. 원리는 간단합니다. 사진에는 안 나와있지만 T와 R이라고 크게 적혀있습니다. Transport와 Receive인데요 초음파를 발생시키고, 받아서 그 거리를 측정하는 것입니다. 그래서 초음파센서의 정면으로 정확히 반사가 되는 곳 어지간해서는 측정이되고 정확히 비교는 안해봤지만 얼추 거리가 잘 측정되는 것을 실험하여 알아내었습니다.

메뉴얼에 따르면 단자는 이렇게 구성 되어 있습니다.

VCC는 5V를 사용하며 (메뉴얼에서는 저항을 같이 연결하라고 나와있지만 저는 연결하지 않았습니다.)

Signal단자에서는 PWM형태로 저는 PWM부분의 8번

GND는 GND로 연결하였습니다.

모든 것은 메뉴얼에 자세히 설명이 되어있습니다.

특이사항으로는 오차가 2cm이며 측정범위는 2cm~3.3m이고 3.3m초과시 3.3m로 표시됩니다.

아두이노 코드는 아래와 같습니다.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

#define sonicPin 8 ..... long cmtomicro(long a){ return a/29/2; } long inchtomicro(long b){ return b/74/2; } //측정된 시간을 inch와 cm로변경 void setup() { Serial.begin(9600);//시리얼포트 시작 pinMode(sonicPin, OUTPUT); digitalWrite(sonicPin, HIGH);// 소닉핀 초기화 } void loop(){ digitalWrite(sonicPin,LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(sonicPin,HIGH); delayMicroseconds(5); digitalWrite(sonicPin,LOW); pinMode(sonicPin, INPUT); sonicval = pulseIn(sonicPin,HIGH); // 초음파가 반사하여 되돌아온 시간을 저장 pinMode(sonicPin, OUTPUT); cm = cmtomicro(sonicval); // cm거리계산 inch = inchtomicro(sonicval); //inch거리계산 }

첫줄이 초음파 거리 센서를 이용한 결과 값입니다. 2번째 출력은 최대 거리 측정인데요 메뉴얼과 같이 3.3m가 최고치더군요 그 이상도 3.3m로 측정되고요.

결과들이 제대로 출력되는 것을 알수 있었습니다.