第十五篇、基于Arduino uno，获取mpu6050三轴加速度、角速度、温度的数据——结果导向_adruino使用mpu6050

0、结果

 说明：先来看看串口调试助手显示的结果，第一个值是温度值，第二个值是X轴的加速度，第三个值是Y轴的加速度，第四个值是Z轴的加速度，第五个值是X轴的角速度，第六个值是Y轴的角速度，第七个值是Z轴的角速度，如果是你想要的，可以接着往下看。

1、外观

 说明：虽然mpu6050传感器形态各异，但是原理和代码都是适用的。

2、连线

 说明：只需要连接四根线。

• uno————mpu6050传感器
•   3.3V------VCC
•   GND------GND
•   SCL------SCL
•   SDA------SDA

3、源程序

说明：采用非阻塞方式编写，一定时间获取一次数据，并将对应功能进行函数化，方便移植。

/****************************************mpu6050 part****************************************/
/*
  接线：
  VCC------VCC
  GND------GND
  SCL------SCL
  SDA------SDA
*/
#include <Adafruit_MPU6050.h>                                                 //include library
#include <Adafruit_Sensor.h>                                                  //include library
#include <Wire.h>                                                             //include library
 
Adafruit_MPU6050 mpu;                                                         //Instantiate object
#define mpu6050TimeInterval 100                                               //Detect the time interval of a trip
unsigned long mpu6050Times = 0;                                               //Record the device running time
float mpu6050Temp = 0;                                                        //Define a variable
float xAcceleration , yAcceleration , zAcceleration ;                         //Define three variables
float xAccele , yAccele , zAccele ;                                           //Define three variables
float xGyro = 0, yGyro = 0, zGyro = 0;                                        //Define three variables
float gravity = 9.8;                                                          //Define a variable
/****************************************set up and loop part*********************************/
void setup(void) {
  Serial.begin(9600);                                                         //Example Set the baud rate of the serial port to 9600
 
  if (!mpu.begin()) {                                                         // Try to initialize!
    while (millis() - 1000) {                                                 //Wait for the device to come online
      Serial.println("Failed to find MPU6050 chip");
    }
  }
  mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_16_G);                              //Set the accelerometer range
  mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_250_DEG);                                    //Set the gyroscope range
  mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ);                                 //Set filtering bandwidth
 
  Serial.println("Go online！");
}
void loop() {
  getMpu6050Data();                                                           //Obtain data about the mpu6050
}
/****************************************mpu6050 part****************************************/
/*Obtain data about the mpu6050*/
void getMpu6050Data() {
  if (millis() - mpu6050Times >= mpu6050TimeInterval) {                       //This command is executed once in a while
    mpu6050Times = millis();
  
    sensors_event_t a, g, temp;                                               //Set three variables
    mpu.getEvent(&a, &g, &temp);                                              //Read the corresponding three values
 
    mpu6050Temp = temp.temperature;                                           //Acquired temperature
 
    xAcceleration = a.acceleration.x ;                                        //Acquired acceleration
    yAcceleration = a.acceleration.y ;                                        //Acquired acceleration
    zAcceleration = a.acceleration.z ;                                        //Acquired acceleration
 
    xAccele = xAcceleration / gravity;                                        //Convert the units of acceleration into g
    yAccele = yAcceleration / gravity;                                        //Convert the units of acceleration into g
    zAccele = zAcceleration / gravity;                                        //Convert the units of acceleration into g
 
    xGyro = g.gyro.x;                                                         //Acquired angular velocity
    yGyro = g.gyro.y;                                                         //Acquired angular velocity
    zGyro = g.gyro.z;                                                         //Acquired angular velocity
 
    Serial.print("Temp: ");
    Serial.print(mpu6050Temp);                                                //Serial print temperature
    Serial.print(" , x-accele: ");
    Serial.print(xAccele);                                                    //Serial print acceleration
    Serial.print(" , y-accele: ");
    Serial.print(yAccele);                                                    //Serial print acceleration
    Serial.print(" , z-accele: ");
    Serial.print(zAccele);                                                    //Serial print acceleration
 
    Serial.print(" , x-gyro:");
    Serial.print(xGyro);                                                      //Serial port print angular speed
    Serial.print(" , y-gyro:");
    Serial.print(yGyro);                                                      //Serial port print angular speed
    Serial.print(" , z-gyro:");
    Serial.println(zGyro);                                                    //Serial port print angular speed
  }
}

4、注意事项

说明：需要下载对应的库文件才不会编译报错。建议使用2.5V~3.6V的电源。实际使用过程中温度数据和加速度可能会有一些些误差，在MPU6050使用的过程中，需要确保其固定稳定，避免因振动或者位移导致读数不准确。

5、基本原理

        MPU6050是一种常用的带有三轴加速度计和三轴陀螺仪的MEMS传感器，可以通过I2C总线与Arduino进行通信，在Arduino中使用MPU6050传感器需要注意一些细节和性能参数。
        工作原理方面，MPU6050的加速度计基于微机电系统（MEMS）技术，使用微小的机械结构和电子元件来测量物体在三个方向（X、Y、Z轴）上的加速度，通过自身的电路进行处理和放大后，输出测量到的加速度值。
        陀螺仪则利用了光电陀螺的原理，通过测量振动捕捉器或旋转体在三轴方向上的震荡运动，来记录物体在三个方向上的角速度，同样也是X、Y和Z轴方向上的角速度值。通常，陀螺仪的精度比加速度计高，但是更容易受到噪声和温度的影响。
        在Arduino中使用MPU6050传感器，我们需要先将其正确连接到Arduino板上，并设置相应的采样参数和滤波带宽参数。通过读取MPU6050传感器测量到的X、Y、Z轴方向上的加速度和角速度值，我们可以根据这些数据计算和分析物体的倾斜角度、运动方式等信息，以应用于各种实际应用场景中。
        需要注意的是，由于MPU6050传感器的测量精度和稳定性受到多种因素的影响，如传感器的校准、采样频率、运动状态等，因此在使用时还需要进行相应的校准和优化，以提高数据的准确性和可靠性。