Neigungswinkel aus MPU6050-Beschleunigung mit Arduino Nano & Visuino berechnen

Komponenten und Zubehör

• 1× Arduino Nano R3 (oder kompatibles Board)
• 1× MPU-6050 Beschleunigungs-/Gyroskop-Modul (z. B. SparkFun Breakout)
• 4× Jumper-Kabel (Female-Female)

Software und Online-Dienste

• Arduino IDE (Version 1.6.7 oder höher)
• Visuino – Grafische Entwicklungsumgebung für Arduino (visuino.com)

Projektbeschreibung

Der MPU-6050 liefert Rohbeschleunigungswerte für X, Y, Z. Für viele Anwendungen (z. B. Orientierungserkennung, Neigungsmessung) werden jedoch die 3D-Winkel (Roll, Pitch, Yaw) benötigt. Dieses Tutorial zeigt, wie man den MPU-6050 an den Arduino Nano anschließt und mit Visuino (visuelle Programmierung ohne Code-Schreiben) die Beschleunigung in 3D-Winkel umrechnet und live anzeigt.

Schritt 1: Komponenten

Schritt 2: MPU-6050 an Arduino Nano anschließen (I2C)

• VCC (Rot) → 5V
• GND (Schwarz) → GND
• SCL (Gelb) → A5 (SCL)
• SDA (Grün) → A4 (SDA)

Schritt 3: Visuino starten & Board-Typ wählen

1. Visuino starten
2. Auf dem „Arduino“-Komponente den „Tools“-Button klicken
3. „Arduino Nano“ auswählen

Schritt 4: MPU6050- und „Acceleration to Angle“-Komponenten hinzufügen & verbinden

1. In der Komponenten-Toolbox nach „6050“ filtern → „Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C“ in den Design-Bereich ziehen
2. Nach „angle“ filtern → „Acceleration To Angle“ hinzufügen
3. Alle drei Ausgangspins (X, Y, Z) des MPU6050-Beschleunigungsmessers mit den drei Eingängen der „AccelerationToAngle“-Komponente verbinden (Visuino verteilt automatisch)
4. „Out“-Pin der MPU6050-Komponente mit „In“-Pin des I2C-Kanals des Arduino verbinden

Schritt 5: Packet-Komponente & 3 Binary-Analog-Elemente für Serial-Output

1. „Packet“-Komponente hinzufügen (in Toolbox nach „packet“ suchen)
2. Im Object Inspector „Head Marker“ erweitern, „...“ klicken, z. B. 55 55 als Startbytes eingeben
3. 3× „Binary Analog“-Elemente zum Packet hinzufügen (Tools → Elements → „Binary Analog“ → 3× „+“)

Schritt 6: Packet-Elemente mit Winkel-Ausgängen verbinden & an Serial senden

1. Alle drei Ausgänge (X, Y, Z Winkel) der „AccelerationToAngle1“-Komponente mit den drei „Binary Analog“-Elementen des Packet1 verbinden
2. „Out“-Pin von Packet1 mit „In“-Pin von „Serial[0]“ des Arduino verbinden

Schritt 7: Code generieren, kompilieren & hochladen

1. In Visuino F9 drücken oder „Generate“-Button klicken → Arduino IDE öffnet sich mit generiertem Code
2. In Arduino IDE auf „Hochladen“ klicken

Schritt 8: Live-Daten in Visuino anzeigen

1. In Visuino seriellen Port wählen
2. „Format:“ Dropdown → „Packet1“ wählen
3. „Connect“ klicken
4. Reiter „Scope“: X/Y/Z-Winkel über Zeit
5. Reiter „Instruments“: Anzeigen als Messgeräte (Gauges)

Das vollständige Visuino-Projekt steht als Download zur Verfügung (visuino.com).