Usar um módulo MPU6050 com o Arduino

O módulo MPU6050 é uma plataforma inercial que mede a evolução de um objeto no espaço. Ele permite medir acelerações lineares e angulares nos três eixos do espaço. Este componente é encontrado em várias aplicações, incluindo consoles de video game e smartphones. Ele também pode ser utilizado para controlar a atitude de um drone ou para equilibrar um robô sobre duas rodas.

Neste tutorial, usaremos o módulo GY-521, no qual o MPU6050 está incorporado.

Pré-requisito: comunicação I2C

Material

• Computador
• Arduino UNO
• Cabo USB A Macho/B Macho
• MPU6050 (Módulo GY-521)

Princípio de funcionamento

O módulo GY-521 é uma placa de desenvolvimento para o sistema microeletromecânico MPU6050 (MEM- Microelectromechanical systems). O módulo MPU6050 é composto por um sensor de temperatura e dois sensores micromecânicos: um giroscópio para medir rotações e um acelerômetro para medir acelerações no espaço. Estes sensores possuem normalmente uma parte mecânica e uma parte piezoelétrica. Quando o objeto está em movimento, a parte mecânica move-se contra a parte piezoelétrica, que envia um sinal elétrico.

Esquema

O módulo GY-521 pode ser alimentado diretamente pelo pino 5V da placa Arduino. O módulo utiliza comunicação I2C para fazer interface com o microcontrolador.

• SDA no pino A4
• SCL no pino A5
• VCC no pino 5V
• GND no pino GND

Código

Para fazer interface com o módulo GY-521, e portanto com o MPU6050, utilizaremos a biblioteca com o mesmo nome, a Adafruit_MPU6050.h. É importante notar que, dependendo do módulo utilizado, poderá ser necessário modificar o endereço I2C para obter as medidas. O código aqui proposto é o programa básico para exibir e utilizar as medições do sensor. A biblioteca oferece muitas outras configurações e parâmetros. Para mais funcionalidades, não hesite em consultar a documentação e os exemplos da biblioteca.

//Libraries
#include <Wire.h>//https://www.arduino.cc/en/reference/wire
#include <Adafruit_MPU6050.h>//https://github.com/adafruit/Adafruit_MPU6050
#include <Adafruit_Sensor.h>//https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

//Objects
Adafruit_MPU6050 mpu;

void setup() {
  //Init Serial USB
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(F("Initialize System"));
 if (!mpu.begin(0x69)) { // Change address if needed
    Serial.println("Failed to find MPU6050 chip");
    while (1) {
      delay(10);
    }
  }

  mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_16_G);
  mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_250_DEG);
  mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ);
}

void loop() {
  readMPU();
  delay(100);
}

void readMPU( ) { /* function readMPU */
  ////Read acceleromter data
  sensors_event_t a, g, temp;
  mpu.getEvent(&a, &g, &temp);

  /* Print out the values */
  Serial.print("Acceleration 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("Rotation 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("Temperature: ");
  Serial.print(temp.temperature);
  Serial.println("°C");
}

Resultado

Depois de carregar o código no Arduino, pode mover o sensor para observar os valores de aceleração evoluírem nas diferentes direções do espaço. Também pode verificar o funcionamento do sensor de temperatura encostando o seu dedo no módulo.

Aplicações

• Estabilizar um drone
• Controlar um robô com movimentos manuais
• Dar equilíbrio a um robô de duas rodas

Fontes

• https://github.com/ElectronicCats/mpu6050/blob/master/src/MPU6050.h
• https://www.arduino.cc/en/reference/wire
• https://github.com/adafruit/Adafruit_MPU6050
• https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor