超炫的魔方盒-无线姿态演示
上一次也发过这类似的帖子，第一次发，不是很全面，这几天有时间，重新整理的一下。http://v.youku.com/v_show/id_XNjQxNDYzNjc2.html
材料：arduino，mpu6050，蓝牙模块，电池，蓝牙适配器（我的笔记本本身没有蓝牙的）
软件：processing，千月蓝牙软件
步骤：插入蓝牙适配器-打开arduino电源-搜索蓝牙模块-配对连接-打开processing（串口要根据自己的蓝牙串口而定，程序里更改）-运行
arduino代码
#include "Wire.h"//姿态演示 A4接SDL A5接SCL
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050.h"
MPU6050 accelgyro;
int16_t ax, ay, az;
int16_t gx, gy, gz;
char str;
void setup() {
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
accelgyro.initialize();
}
void loop() {
accelgyro.getMotion6(&ax, &ay, &az, &gx, &gy, &gz);
sprintf(str, "%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d", ax, ay, az, gx, gy, gz);
Serial.print(str);
Serial.write(byte(10));
delay(50);
}
processing代码
import processing.serial.*;
Serial myPort;// 创建串口对象myPort
boolean firstSample = true;
float [] RwAcc = new float; // 通过加速度传感器把重力加速度投影在x/y/z三轴上
float [] Gyro = new float; // 陀螺仪读取
float [] RwGyro = new float; // 重新读取陀螺仪
float [] Awz = new float; // XZ/ YZ平面和Z轴（度）R的投影之间的角度
float [] RwEst = new float;
int lastTime = 0;
int interval = 0;
float wGyro = 10.0;
int lf = 10; // 10在ASCII表中表示'\n'
byte[] inBuffer = new byte;
PFont font;
final int VIEW_SIZE_X = 600, VIEW_SIZE_Y = 600;
void setup()
{
size(VIEW_SIZE_X, VIEW_SIZE_Y, P3D);
myPort = new Serial(this, Serial.list(), 9600); // 设置电脑第三个COM口为连接端口，这个要根据你电脑情况进行设置。
//myPort = new Serial(this, "/dev/ttyUSB0", 9600);
// 加载字体，字体必须在代码文件同目录下的data文件夹中
font = loadFont("E:/个人/单片机/processing-1.5.1/modes/android/examples/Basics/Typography/Letters/data/CourierNew36.vlw");
}
void readSensors() {
if (myPort.available() > 0) {
if (myPort.readBytesUntil(lf, inBuffer) > 0) {
String inputString = new String(inBuffer);
String [] inputStringArr = split(inputString, ',');
// 把原始数据转换为G
RwAcc = float(inputStringArr) / 16384.0;
RwAcc = float(inputStringArr)/ 16384.0;
RwAcc = float(inputStringArr)/ 16384.0;
// 把原始数据转换为"度/秒"
Gyro = float(inputStringArr) / 131.0;
Gyro = float(inputStringArr) / 131.0;
Gyro = float(inputStringArr) / 131.0;
}
}
}
void normalize3DVec(float [] vector) {
float R;
R = sqrt(vector*vector + vector*vector + vector*vector);
vector /= R;
vector /= R;
vector /= R;
}
float squared(float x) {
return x*x;
}
void buildBoxShape() {
//box(60, 10, 40);
noStroke();
beginShape(QUADS);
//Z+ (绘图区域)
fill(#00ff00);
vertex(-30, -5, 20);
vertex(30, -5, 20);
vertex(30, 5, 20);
vertex(-30, 5, 20);
//Z-
fill(#0000ff);
vertex(-30, -5, -20);
vertex(30, -5, -20);
vertex(30, 5, -20);
vertex(-30, 5, -20);
//X-
fill(#ff0000);
vertex(-30, -5, -20);
vertex(-30, -5, 20);
vertex(-30, 5, 20);
vertex(-30, 5, -20);
//X+
fill(#ffff00);
vertex(30, -5, -20);
vertex(30, -5, 20);
vertex(30, 5, 20);
vertex(30, 5, -20);
//Y-
fill(#ff00ff);
vertex(-30, -5, -20);
vertex(30, -5, -20);
vertex(30, -5, 20);
vertex(-30, -5, 20);
//Y+
fill(#00ffff);
vertex(-30, 5, -20);
vertex(30, 5, -20);
vertex(30, 5, 20);
vertex(-30, 5, 20);
endShape();
}
void drawCube() {
pushMatrix();
translate(300, 450, 0);
scale(4, 4, 4);
rotateX(HALF_PI * -RwEst);
rotateZ(HALF_PI * RwEst);
buildBoxShape();
popMatrix();
}
void getInclination() {
int w = 0;
float tmpf = 0.0;
int currentTime, signRzGyro;
readSensors();
normalize3DVec(RwAcc);
currentTime = millis();
interval = currentTime - lastTime;
lastTime = currentTime;
if (firstSample || Float.isNaN(RwEst)) { // NaN用来等待检查从arduino过来的数据
for (w=0;w<=2;w++) {
RwEst = RwAcc; // 初始化加速度传感器读数
}
}
else {
// 对RwGyro进行评估
if (abs(RwEst) < 0.1) {
// Rz值非常的小，它的作用是作为Axz与Ayz的计算参照值，防止放大的波动产生错误的结果。
// 这种情况下就跳过当前的陀螺仪数据，使用以前的。
for (w=0;w<=2;w++) {
RwGyro = RwEst;
}
}
else {
// ZX/ZY平面和Z轴R的投影之间的角度，基于最近一次的RwEst值
for (w=0;w<=1;w++) {
tmpf = Gyro; // 获取当前陀螺仪的deg/s
tmpf *= interval / 1000.0f; // 得到角度变化值
Awz = atan2(RwEst, RwEst) * 180 / PI; // 得到角度并转换为度
Awz += tmpf; // 根据陀螺仪的运动得到更新后的角度
}
// 判断RzGyro是多少，主要看Axz的弧度是多少
// 当Axz在-90 ..90 => cos(Awz) >= 0这个范围内的时候RzGyro是准确的
signRzGyro = ( cos(Awz * PI / 180) >=0 ) ? 1 : -1;
// 从Awz的角度值反向计算RwGyro的公式请查看网页 http://starlino.com/imu_guide.html
for (w=0;w<=1;w++) {
RwGyro = sin(Awz * PI / 180);
RwGyro /= sqrt( 1 + squared(cos(Awz * PI / 180)) * squared(tan(Awz * PI / 180)) );
RwGyro = sin(Awz * PI / 180);
RwGyro /= sqrt( 1 + squared(cos(Awz * PI / 180)) * squared(tan(Awz * PI / 180)) );
}
RwGyro = signRzGyro * sqrt(1 - squared(RwGyro) - squared(RwGyro));
}
// 把陀螺仪与加速度传感器的值进行结合
for (w=0;w<=2;w++) RwEst = (RwAcc + wGyro * RwGyro) / (1 + wGyro);
normalize3DVec(RwEst);
}
firstSample = false;
}
void draw() {
getInclination();
background(#000000);
fill(#ffffff);
textFont(font, 20);
//float temp_decoded = 35.0 + ((float) (temp + 13200)) / 280;
//text("temp:\n" + temp_decoded + " C", 350, 250);
text("RwAcc (G):\n" + RwAcc + "\n" + RwAcc + "\n" + RwAcc + "\ninterval: " + interval, 20, 50);
text("Gyro (°/s):\n" + Gyro + "\n" + Gyro + "\n" + Gyro, 220, 50);
text("Awz (°):\n" + Awz + "\n" + Awz, 420, 50);
text("RwGyro (°/s):\n" + RwGyro + "\n" + RwGyro + "\n" + RwGyro, 20, 180);
text("RwEst :\n" + RwEst + "\n" + RwEst + "\n" + RwEst, 220, 180);
// display axes显示轴
pushMatrix();
translate(450, 250, 0);
stroke(#ffffff);
scale(100, 100, 100);
line(0, 0, 0, 1, 0, 0);
line(0, 0, 0, 0, -1, 0);
line(0, 0, 0, 0, 0, 1);
line(0, 0, 0, -RwEst, RwEst, RwEst);
popMatrix();
drawCube();
}
注意：
1，mpu6050的SDA接arduino板的A4，SCL接A5。蓝牙模块的TXD接D0，RXD接D1
2，processing代码中myPort = new Serial(this, Serial.list(), 9600);其中0是端口号，要根据各自的情况改的，一般0,1,2
3，processing代码中font = loadFont("E:/个人/单片机/processing-1.5.1/modes/android/examples/Basics/Typography/Letters/data/CourierNew36.vlw"); 这个也是根据每个人的情况而定的，你的processing安装的目录 （可以参考http://www.geek-workshop.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1935）
4，mpu6050接3.3V要稳定一些，蓝牙模块的波特率是9600
5，因为无线数据传输，所以不是很稳定，不是每次都成功，要调试，耐心哦！ 好东西，做平衡车时调pid很合适 邵林寺 发表于 2014-1-8 22:01 static/image/common/back.gif
好东西，做平衡车时调pid很合适
做平衡还是用线的方便，蓝牙每次要配对，用线直接，只是线有点硬，影响平衡 弱弱的问一下楼主蓝牙模块连续发送怎么实现的??代码段呢?? 学慧放弃 发表于 2014-1-9 17:01 static/image/common/back.gif
弱弱的问一下楼主蓝牙模块连续发送怎么实现的??代码段呢??
使用蓝牙模块不用代码段的，其实蓝牙模块就是把有线替换成无线，是个工具。姿态演示时，线容易缠绕，改成无线的用起来更炫一点，所以就有蓝牙模块了 楼主，能否换成wifi？ wifi还不会用哎，理论上可以的，只要能够传输数据就可以了
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