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Módulo MPU6050
El MPU-6050 es un dispositivo de seguimiento de movimiento de 6 ejes que combina un giroscopio de 3 ejes y un acelerómetro de 3 ejes.
Sus tres sistemas de coordenadas se definen de la siguiente manera:
Coloca el MPU6050 sobre la mesa con la etiqueta hacia arriba y un punto en la esquina superior izquierda de esta cara. La dirección vertical hacia arriba corresponde al eje z del chip. La dirección de izquierda a derecha es el eje X, y la dirección de atrás hacia adelante es el eje Y.
Acelerómetro de 3 ejes
El acelerómetro funciona mediante el efecto piezoeléctrico, que es la capacidad de ciertos materiales de generar una carga eléctrica en respuesta a una presión mecánica aplicada.
Imagina una caja en forma de cuboide con una pequeña bola en su interior, como en la imagen de arriba. Las paredes de esta caja están hechas de cristales piezoeléctricos. Cada vez que inclinas la caja, la bola se mueve en la dirección de la inclinación debido a la gravedad. La pared con la que colisiona la bola genera pequeñas corrientes piezoeléctricas. Hay tres pares de paredes opuestas en el cuboide, cada par corresponde a un eje en el espacio 3D: X, Y y Z. Según la corriente generada en las paredes piezoeléctricas, se puede determinar la dirección y la magnitud de la inclinación.
Podemos usar el MPU6050 para detectar la aceleración en cada eje de coordenadas (en estado de reposo sobre el escritorio, la aceleración en el eje Z es de 1 unidad de gravedad, y en los ejes X e Y es de 0). Si está inclinado o en una condición de ingravidez o sobrepeso, la lectura correspondiente cambiará.
Existen cuatro rangos de medición que se pueden seleccionar programáticamente: +/-2g, +/-4g, +/-8g y +/-16g (2g por defecto) para cada precisión. Los valores varían de -32768 a 32767.
La lectura del acelerómetro se convierte en un valor de aceleración mapeando la lectura desde el rango de lectura al rango de medición.
Aceleración = (Datos brutos del eje del acelerómetro / 65536 * rango total de aceleración) g
Tomando el eje X como ejemplo, cuando el dato bruto del eje X del acelerómetro es 16384 y el rango es +/-2g:
Aceleración en el eje X = (16384 / 65536 * 4) g =1g
Giroscopio de 3 ejes
Los giroscopios funcionan mediante el principio de la aceleración de Coriolis. Imagina una estructura similar a un tenedor en constante movimiento de un lado a otro, sostenida en su lugar mediante cristales piezoeléctricos. Cuando intentas inclinar esta disposición, los cristales experimentan una fuerza en la dirección de la inclinación debido a la inercia del tenedor en movimiento. Los cristales producen una corriente en consenso con el efecto piezoeléctrico, y esta corriente se amplifica.
El giroscopio también tiene cuatro rangos de medición: +/- 250, +/- 500, +/- 1000 y +/- 2000. El método de cálculo y la aceleración son básicamente consistentes.
La fórmula para convertir la lectura en velocidad angular es la siguiente:
Velocidad angular = (Datos brutos del eje del giroscopio / 65536 * rango total del giroscopio) °/s
Por ejemplo, en el eje X, cuando el dato bruto del eje X del giroscopio es 16384 y el rango es +/- 250°/s:
Velocidad angular en el eje X = (16384 / 65536 * 500)°/s =125°/s
Ejemplo
2.34 Módulo MPU6050 (Proyecto Arduino)