Zapojení a kalibrace akcelerometru GY-61

Na internetu jsem nalezl návody a rady ohledně zapojení a kalibrace modulu akcelerometru GY-61, které vývoj mého zařízení akorát značně zkomplikovaly, takže jsem nakonec zvolil jiný způsob, který osobně považuji za správný a daleko spolehlivější. V tomto krátkém článku shrnu svá doporučení, jak s modulem GY-61 nejlépe zacházet, jak ho připojit a napájet, zkalibrovat a jak z něj číst data. V tomto shrnutí budu vycházet z toho, že modul je připojený k Arduinu, nebo k nějakému podobnému "mikropočítači".

Modul GY-61 má vlastní stabilizátor na napětí 3,3 V, takže by měl být napájen nějakým o něco větším napětím, například napětím 5 V z Arduina. Případné doporučení, aby byl modul GY-61 napájen přímo napětím 3,3 V, tedy považuji za poměrně nešťastné. Zbytečně by se tím otevíral prostor k neočekávanému chování akcelerometru.

Změřenou velikost zrychlení poskytuje modul GY-61 (samostatně za všechny tři osy - x, y, z) v rozsahu napětí cca 0-3,3 V. Je tedy vhodné, ale ne nutné, aby analogové vstupy Arduina měly (namísto obvyklé hodnoty 5 V) nastavené referenční napětí na 3,3 V. Samozřejmě to platí, pokud Arduino nevyhodnocuje ještě nějaké jiné napětí na dalších analogových vstupech s tím, že tam bychom potřebovali zachovat obvyklé referenční napětí 5 V. Nastavení referenčního napětí na 3,3 V lze nejjednoduššeji zajistit propojením pinů 3,3V a REF/AREF na desce Arduino s tím, že nezapomeneme do programu procesoru přidat příkaz analogReference(EXTERNAL).

U každého akcelerometru, který chceme začlenit do svého projektu, bychom měli provést měření mezí výstupních hodnot a následně podle těchto mezí naše finální zařízení zkalibrovat, protože moduly GY-61 se od sebe mohou z výroby mírně lišit v tom, jaké přesně napětí odpovídá hodnotě zrychlení 1,00 G, nebo jaká hodnota napětí odpovídá středu 0,00 G. Idealizovaně by měl akcelerometr na výstupních pinech X_OUT, Y_OUT a Z_OUT poskytovat napětí 0 V při zrychlení -3G, poloviční napětí 1,65 V při zrychlení 0G a maximální napětí 3,3 V při zrychlení 3G, ale tak to samozřejmě v praxi nefunguje. Tyto meze (včetně hodnoty napětí pro 0G) si musíme pro každý modul GY-61 zjistit, a to tak, že si necháme třeba Arduinem vypisovat aktuální hodnoty napětí na výstupu akcelerometru při jeho pootáčení do všech kolmých směrů vůči zemské rovině. Napsat do Arduina program, který by při pootáčení sám hledal minimální a maximální hodnoty výsledného napětí, není vhodné, protože akcelerometr se občas rozkmitne a velmi snadno by mohlo dojít ke zkreslení toho, jaká je správná minimální a maximální mez napětí na výstupu modulu a kolik mV vlastně odpovídá zrychlení 1G.

Adam Benda

vystaveno: 9. července 2019