Tutorial Arduino: Acelerómetro – Giróscopo MPU6050

Buenos días amigos técnologos, en nuestra entrada de hoy hablaremos de uno de los acelerómetros/giróscopos más usados del mercado, el MPU6050. Este es el acelerómetro giróscopo más usado para robots balancines, gimbal, drones…

En las prácticas que propondremos en nuestro tutorial, veremos como captar los datos brutos del sensor y posteriormente estos datos los convertiremos en ángulos que usaremos en nuestra programación.

Material necesario

	Arduino UNO R3
	MPU 6050
	Cables

Conozcamos el MPU6050

El MPU6050 es un sensor de movimiento el cual es capaz de medir la aceleración y el giro en los tres ejes del movimiento (x,y,z) con una precisión bastante considerable.

El MPU6050, tiene un conversor ADC de 16 bits, este conversor, convierte los datos a un valor digital y envía dichos datos a Arduino mediante I2C.

Prácticas propuestas

Para entender mejor el funcionamiento de sensor, vamos a realizar dos prácticas; en la primera, representaremos por el monitor serial de Arduino los valores brutos recogidos por el acelerómetro y el giróscopo. En la segunda convertiremos estos valores en ángulos.

Pero antes tenemos que hacer las conexiones pertinentes:

Esquema de conexión

Código

En esta práctica tenemos dos códigos, el codígo 1 representa los valores brutos recogidos por el MPU, el código dos representa por el monitor serial los ángulos.

Código 1

//Incluimos la librería para I2C
#include <Wire.h>
 
//Definimos la direccion I2C del MPU
#define MPU 0x68
 
//Definimos los ratios de conversión
#define A_R 16384.0
#define G_R 131.0
 
//Definimos la conversion de radianes a grados 180/PI
#define RAD_A_DEG = 57.295779
 
//El MPU da los valores en enteros de 16 bits
//Declaramos memorias para los valores brutos
int16_t AcX; 
int16_t AcY; 
int16_t AcZ;
int16_t GyX; 
int16_t GyY;
int16_t GyZ;
 
//Declaramos cadena de caracteres para los ángulos
float Acc[2];
float Gy[2];
float Angle[2];

void setup()
{
//Inicializamos el I2C y el puerto serie
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(MPU);
Wire.write(0x6B);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission(true);
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
   //Leemos los valores del Acelerometro
   Wire.beginTransmission(MPU);
   Wire.write(0x3B); //Pedimos el registro 0x3B - corresponde al AcX
   Wire.endTransmission(false);
   Wire.requestFrom(MPU,6,true); //A partir del 0x3B, se piden 6 registros
   AcX=Wire.read()<<8|Wire.read(); //Cada valor ocupa 2 registros
   AcY=Wire.read()<<8|Wire.read();
   AcZ=Wire.read()<<8|Wire.read();
 
   //Leemos los valores del Giroscopio
   Wire.beginTransmission(MPU);
   Wire.write(0x43);
   Wire.endTransmission(false);
   Wire.requestFrom(MPU,4,true); //A diferencia del Acelerometro, solo se piden 4 registros
   GyX=Wire.read()<<8|Wire.read();
   GyY=Wire.read()<<8|Wire.read();
    
   /Mostramos los valores por el monitor serial
   Serial.print("Acelerometro bruto X: "); Serial.println(AcX);
   Serial.print("Acelerometro bruto Y: "); Serial.println(AcY); 
   Serial.print("Acelerometro bruto Z: "); Serial.println(AcZ);
   Serial.print("Giroscopo bruto Y: "); Serial.println(GyX);
   Serial.print("Giroscopo bruto X: "); Serial.println(GyY);
   Serial.print("Giroscopo bruto Y: "); Serial.println(GyZ);
 
   //Esperamos 1 segundo para poder visualizarlo en el monitor serial 
   delay(1000); 
}

Pantallazo monitor serial

Código 2

//Incluimos la librería para I2C
#include <Wire.h>
 
//Definimos la direccion I2C del MPU
#define MPU 0x68
 
//Definimos los ratios de conversión
#define A_R 16384.0
#define G_R 131.0
 
//Definimos la conversion de radianes a grados 180/PI
#define RAD_A_DEG = 57.295779
 
//El MPU da los valores en enteros de 16 bits
//Declaramos memorias para los valores brutos
int16_t AcX; 
int16_t AcY; 
int16_t AcZ;
int16_t GyX; 
int16_t GyY;
int16_t GyZ;
 
//Declaramos cadena de caracteres para los ángulos
float Acc[2];
float Gy[2];
float Angle[2];

void setup()
{
//Inicializamos el I2C y el puerto serie
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(MPU);
Wire.write(0x6B);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission(true);
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
   //Leemos los valores del Acelerometro
   Wire.beginTransmission(MPU);
   Wire.write(0x3B); //Pedimos el registro 0x3B - corresponde al AcX
   Wire.endTransmission(false);
   Wire.requestFrom(MPU,6,true); //A partir del 0x3B, se piden 6 registros
   AcX=Wire.read()<<8|Wire.read(); //Cada valor ocupa 2 registros
   AcY=Wire.read()<<8|Wire.read();
   AcZ=Wire.read()<<8|Wire.read();
 
   //Calculamos los angulos Y, X respectivamente.
  Acc[1] = atan(-1*(AcX/A_R)/sqrt(pow((AcY/A_R),2) + pow((AcZ/A_R),2)))*RAD_TO_DEG;
  Acc[0] = atan((AcY/A_R)/sqrt(pow((AcX/A_R),2) + pow((AcZ/A_R),2)))*RAD_TO_DEG;
 
   //Leemos los valores del Giroscopio
   Wire.beginTransmission(MPU);
   Wire.write(0x43);
   Wire.endTransmission(false);
   Wire.requestFrom(MPU,4,true); //A diferencia del Acelerometro, solo se piden 4 registros
   GyX=Wire.read()<<8|Wire.read();
   GyY=Wire.read()<<8|Wire.read();
 
   //Calculamos el angulo del Giroscopio
   Gy[0] = GyX/G_R;
   Gy[1] = GyY/G_R;
 
   //Aplicamos un Filtro Complementario
   Angle[0] = 0.98 *(Angle[0]+Gy[0]*0.010) + 0.02*Acc[0];
   Angle[1] = 0.98 *(Angle[1]+Gy[1]*0.010) + 0.02*Acc[1];
 
   //Mostramos los valores por el monitor serial
   Serial.print("Angle X: "); Serial.println(Angle[0]);
   Serial.print("Angle Y: "); Serial.println(Angle[1]);
   
  //Esperamos 1 segundo para poder visualizarlo en el monitor serial
   delay(1000);
}

Pantallazo monitor serial