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Arduino Nano + MPU6050 实现加速度转倾斜角度(Visuino 图形化编程)

组件清单

组件 数量
Arduino Nano R3(或兼容板) 1
MPU-6050 六轴传感器模块(I2C) 1
母对母杜邦线 4 根 1

软件工具

硬件接线(I2C)

MPU-6050 Arduino Nano
VCC 5V
GND GND
SCL A5 (SCL)
SDA A4 (SDA)
Arduino Nano + MPU6050 实现加速度转倾斜角度(Visuino 图形化编程)

Visuino 图形化建模步骤

  1. 新建项目 & 选板:启动 Visuino,点击 Arduino 组件“Tools”按钮,选择“Arduino Nano”。
  2. 添加传感器组件:工具箱搜“6050”,拖入 Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C。
  3. 添加转换组件:搜“angle”,拖入 Acceleration To Angle,将加速度计的 X/Y/Z 输出批量连线到该组件的 In 端口。
  4. I2C 总线连接:将 MPU6050 组件的 Out 端口连到 Arduino 组件的 I2C Channel In 端口。
  5. 数据打包发送:添加 Packet 组件,设置 Head Marker 如 55 55;在 Packet 中添加 3 个 Binary Analog 元素,分别连接 Angle 组件的 X/Y/Z 输出;Packet Out 连至 Arduino Serial[0] In。
  6. 生成、编译、上传:按 F9 生成代码并自动打开 Arduino IDE,点击上传。

运行与可视化

  1. Visuino 中选择串口,Format 下拉选 Packet1,点击 Connect。
  2. 切换到 Scope 标签页,实时观测 X/Y/Z 角度波形。
  3. 切换到 Instruments 标签页,查看三路仪表盘指示。
Arduino Nano + MPU6050 实现加速度转倾斜角度(Visuino 图形化编程)

原理速记

加速度计测得三轴重力分量 Ax, Ay, Az,倾斜角由反三角函数得出:

Roll  (X轴) = atan2(Ay, sqrt(Ax² + Az²)) * 180/π
Pitch (Y轴) = atan2(-Ax, sqrt(Ay² + Az²)) * 180/π
Yaw   (Z轴) 需磁力计融合,MPU6050 单独无法得绝对偏航角

Visuino 内部 Acceleration To Angle 组件已封装上述算法,并自动处理单位换算与滤波。

进阶提示

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