Comment utiliser le module GY-521 avec Arduino : guide complet

  • Le GY-521 combine un accéléromètre et un gyroscope sur la même puce.
  • Permet d'ajuster l'échelle pour obtenir des mesures plus précises.
  • Se connecte facilement à Arduino via l'interface I2C.
  • Il est parfait pour les projets de drones, de robotique et d'appareils portables.

Module Arduino GY-521

El Module GY-521 Il s'agit d'un composant largement utilisé dans les projets impliquant la mesure du mouvement et de l'orientation, grâce au fait qu'il intègre un accéléromètre et un gyroscope dans un seul appareil. Ce composant est polyvalent et peut être utilisé dans des projets avec des plateformes de développement telles qu'Arduino, fournissant des données importantes sur l'accélération sur trois axes et la vitesse angulaire.

Cet article vous fournira toutes les informations dont vous avez besoin pour comprendre et travailler avec le GY-521, de ses fonctionnalités les plus techniques aux exemples de code que vous pouvez implémenter avec Arduino. Nous verrons également comment ce module peut être connecté à Arduino et quel type de données peuvent être extraites et utilisées dans vos projets.

Qu'est-ce que le GY-521 et comment ça marche ?

Le module GY-521 est basé sur le capteur MPU-6050, une puce qui combine un accéléromètre à trois axes avec un gyroscope à trois axes. Cela signifie que le GY-521 peut mesurer à la fois l'accélération et la vitesse angulaire sur les trois axes (X, Y et Z).

L'accéléromètre Il mesure l'accélération dans trois directions, qui comprend à la fois l'accélération due au mouvement et l'accélération provoquée par la gravité. Cela signifie qu’il peut détecter l’angle d’inclinaison de l’appareil par rapport à la Terre.

Le gyroscope, quant à lui, mesure la vitesse angulaire ou de rotation sur trois axes. De cette façon, vous pouvez savoir à quelle vitesse quelque chose tourne et dans quelle direction.

Caractéristiques techniques du GY-521

gy-521 arduino-4

Le GY-521 se distingue non seulement par son intégration d'accéléromètre et de gyroscope, mais également par une série de caractéristiques techniques qui le rendent idéal pour les projets de robotique, les drones et autres systèmes nécessitant une mesure précise du mouvement.

  • Tension de fonctionnement: Il peut être alimenté aussi bien en 3.3 V qu'en 5 V, grâce au fait qu'il inclut un régulateur de tension dans le module lui-même.
  • Connexion I2C : Ce module communique avec Arduino ou toute autre plate-forme utilisant le bus I2C, ce qui simplifie la connexion et le contrôle de l'appareil.
  • Plage de mesure de l'accéléromètre : L'accéléromètre peut mesurer sur une plage réglable de ±2 g à ±16 g, vous permettant d'ajuster la précision en fonction des besoins du projet.
  • Plage de mesure du gyroscope : Comme l'accéléromètre, le gyroscope dispose également de différentes plages réglables, à savoir ±250, ±500, ±1000 ou ±2000 degrés par seconde.

En plus de ces fonctionnalités, le GY-521 dispose d'un Convertisseur analogique numérique (CAO) 16 bits, ce qui garantit une haute précision dans la conversion des signaux analogiques des capteurs en données numériques pouvant être traitées par votre Arduino.

Connecter le GY-521 avec Arduino

La connexion du module GY-521 à Arduino est très simple grâce à l'interface I2C. Il Bus I2C Il utilise deux broches : une pour le signal de données (SDA) et une autre pour le signal d'horloge (SCL).

Pour connecter le GY-521 à une carte Arduino UNO:

  • Connectez la broche VCC du module à la broche 5V de l'Arduino.
  • Connectez la broche GND du module à la broche Arduino GND.
  • Connectez la broche SCL à la broche A5 de l'Arduino.
  • Connectez la broche SDA à la broche A4 de l'Arduino.

Une fois que vous avez connecté le GY-521 à l'Arduino, vous pouvez télécharger un exemple de code simple pour commencer à lire les données de l'accéléromètre et du gyroscope.

Exemple de code pour lire les données du GY-521 avec Arduino

Ci-dessous, nous vous montrons un exemple de code de base pour commencer à lire les données provenant de l'accéléromètre et du gyroscope. La bibliothèque est utilisée Fil.h ce qui facilite la communication avec les appareils I2C tels que le GY-521.

#include 

const int MPU = 0x68; // Dirección I2C del MPU-6050.
int16_t accelerometer_x, accelerometer_y, accelerometer_z;
int16_t gyro_x, gyro_y, gyro_z;
int16_t temperature;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x6B); // Registro de gestión de energía del MPU6050.
  Wire.write(0); // Coloca a cero para activar el sensor.
  Wire.endTransmission(true);
}

void loop() {
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x3B); // Comienza a leer desde el registro 0x3B (datos de aceleración).
  Wire.endTransmission(false);
  Wire.requestFrom(MPU, 14, true); // Solicita 14 registros del sensor.

  // Leer datos de aceleración:
  accelerometer_x = Wire.read() << 8 | Wire.read();
  accelerometer_y = Wire.read() << 8 | Wire.read();
  accelerometer_z = Wire.read() << 8 | Wire.read();

  // Leer datos de giroscopio:
  gyro_x = Wire.read() << 8 | Wire.read();
  gyro_y = Wire.read() << 8 | Wire.read();
  gyro_z = Wire.read() << 8 | Wire.read();

  Serial.print("Acc: X="); Serial.print(accelerometer_x);
  Serial.print(" | Y="); Serial.print(accelerometer_y);
  Serial.print(" | Z="); Serial.println(accelerometer_z);
  Serial.print("Gyro: X="); Serial.print(gyro_x);
  Serial.print(" | Y="); Serial.print(gyro_y);
  Serial.print(" | Z="); Serial.println(gyro_z);
  delay(500);
}

Ce code de base lira les données d'accélération et de rotation sur les trois axes et affichera les valeurs sur le moniteur série Arduino.

Ajustement de l'échelle et de la sensibilité

Le GY-521 permet ajuster l'échelle et la sensibilité de l'accéléromètre et du gyroscope, ce qui est utile si vous souhaitez obtenir des mesures plus précises ou pour des projets dans lesquels vous prévoyez détecter des mouvements plus brusques.

Pour changer l'échelle du gyroscope et de l'accéléromètre, vous devez modifier les registres spécifiques du MPU-6050. Voici comment procéder :

  • Échelle de l'accéléromètre : Vous pouvez ajuster la plage à ±2g, ±4g, ±8g ou ±16g en vous inscrivant ACCEL_CONFIG. En fonction de la valeur écrite dans ce registre, la plage souhaitée est attribuée.
  • Échelle du gyroscope : Pour le gyroscope, la plage peut être ajustée entre ±250, ±500, ±1000 et ±2000 degrés par seconde en enregistrant GYRO_CONFIG.

En effectuant ces modifications, le capteur modifiera sa sensibilité, vous permettant d'obtenir des données plus précises ou de détecter une plus large amplitude de mouvement.

Filtrage des données : filtre supplémentaire

L'un des défis lorsque l'on travaille avec des capteurs comme le GY-521 est que les données d'accélération et du gyroscope présentent souvent un certain niveau de bruit. Pour améliorer la qualité des données, vous pouvez appliquer un filtre complémentaire qui combine les deux capteurs pour obtenir une estimation plus précise de l'orientation de l'appareil.

Un filtre complémentaire utilise les données du gyroscope pour mesurer les changements rapides d'orientation, tandis que les données de l'accéléromètre sont utilisées pour corriger la dérive et obtenir une mesure à long terme plus stable.

Applications GY-521

Grâce à sa capacité à mesurer l'accélération et la vitesse angulaire, le GY-521 est utilisé dans une grande variété de projets et d'applications. Parmi les plus courants, citons :

  • Systèmes de contrôle des drones : Les informations fournies par l'accéléromètre et le gyroscope sont essentielles au maintien de la stabilité en vol.
  • Robotique: Certains robots utilisent les données d’accélération et de rotation pour se déplacer et détecter les changements dans leur environnement.
  • Des appareils portables: Des capteurs comme le GY-521 sont utilisés dans des appareils tels que des bracelets de fitness ou des montres intelligentes pour mesurer les mouvements de l'utilisateur.

Ce ne sont là que quelques exemples, mais les applications sont véritablement illimitées lorsqu'il s'agit de mesurer et d'interpréter des données de mouvement et d'orientation.

Conclusion : Pourquoi devriez-vous choisir le GY-521 pour vos projets

Le GY-521, avec son intégration d'un accéléromètre et d'un gyroscope sur une seule puce, est un outil puissant et polyvalent pour tout projet électronique. Étant compatible avec Arduino et disposant d'une interface I2C, il est vraiment facile à intégrer dans n'importe quel système. De plus, sa sensibilité réglable et le fait qu'il puisse être mis en œuvre dans une variété de projets de robotique, de contrôle de mouvement et bien d'autres projets en font un choix idéal pour tout fabricant ou ingénieur en formation.

Si vous recherchez un capteur fiable et facile à utiliser avec de multiples applications, le GY-521 devrait certainement figurer sur votre liste de composants indispensables.


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