NanoC (四) LSM6DS3六轴惯性测量单元(IMU)

Philsjy

使用IMU在NanoC上实现数据采集与可视化

一、LSM6DS3TR传感器介绍

LSM6DS3TR是一款集成了3D数字加速度计和3D数字陀螺仪的传感器，适用于运动检测和姿态识别等应用。

测量加速度
LSM6DS3TR-C有一个片上加速度计，可以在 ±2g、±4g、±8g 和 ±16g 四个可编程满量程范围内测量加速度。

测量角速度
MPU6050 有一个片上陀螺仪，可以在 ±125°/s ±250°/s、±500°/s、±1000°/s 和 ±2000°/s 的四个可编程满量程范围内测量角度旋转。

本文将介绍如何在NanoC开发板上使用LSM6DS3TR传感器，并通过串口绘图仪对采集到的六轴数据进行可视化处理。

连接方式 (如需外接)

将LSM6DS3TR传感器模块与NanoC连接如下：

LSM6DS3TR引脚	NanoC引脚
VCC	5V
GND	GND
SDA	A4
SCL	A5

二、安装库

在Arduino IDE中，需要安装SparkFun LSM6DS3库以便于与LSM6DS3TR传感器进行通信。请按照以下步骤安装库：

打开Arduino IDE；
点击菜单栏的工具 > 管理库；
在库管理器中搜索SparkFun LSM6DS3；
找到库后，点击安装。

三、示例代码

以下是一个简单的Arduino代码示例，用于读取LSM6DS3TR传感器的数据并通过串口发送到计算机：

#include <Wire.h>  // 引入Wire库，用于I2C通信  
#include <SparkFunLSM6DS3.h>  // 引入SparkFun LSM6DS3库，用于与传感器交互  

// 创建LSM6DS3对象，使用I2C模式，默认地址为0x6B  
LSM6DS3 myIMU(I2C_MODE, 0x6B); // I2C模式，默认地址为0x6B  

void setup() {  
  // 初始化串口通信，波特率为115200  
  Serial.begin(115200);  
  while (!Serial) {  
    ; // 等待串口连接，确保串口可用  
  }  
  Serial.println("LSM6DS3TR Test");  // 输出测试信息  

  // 初始化LSM6DS3传感器  
  if (myIMU.begin() != 0) {  
    Serial.println("Failed to initialize LSM6DS3. Check connections.");  
    while (1);  // 如果初始化失败，进入死循环  
  }  
  Serial.println("LSM6DS3 Initialized Successfully!");  // 输出初始化成功信息  
}  

void loop() {  
  // 读取加速度计数据  
  float accelX = myIMU.readFloatAccelX();  // 读取X轴加速度  
  float accelY = myIMU.readFloatAccelY();  // 读取Y轴加速度  
  float accelZ = myIMU.readFloatAccelZ();  // 读取Z轴加速度  

  // 读取陀螺仪数据  
  float gyroX = myIMU.readFloatGyroX();  // 读取X轴角速度  
  float gyroY = myIMU.readFloatGyroY();  // 读取Y轴角速度  
  float gyroZ = myIMU.readFloatGyroZ();  // 读取Z轴角速度  

  // 将数据格式化为串口绘图仪可解析的格式  
  // 每行输出加速度计和陀螺仪的所有数据，用逗号分隔  
  Serial.print(accelX, 3);  // 输出X轴加速度，保留3位小数  
  Serial.print(",");  
  Serial.print(accelY, 3);  // 输出Y轴加速度，保留3位小数  
  Serial.print(",");  
  Serial.print(accelZ, 3);  // 输出Z轴加速度，保留3位小数  
  Serial.print(",");  
  Serial.print(gyroX, 3);   // 输出X轴角速度，保留3位小数  
  Serial.print(",");  
  Serial.print(gyroY, 3);   // 输出Y轴角速度，保留3位小数  
  Serial.print(",");  
  Serial.println(gyroZ, 3);  // 输出Z轴角速度，保留3位小数并换行  

  // 延迟50ms，控制数据输出频率  
  delay(50);  
}

如果编译运行后遇到以下报错，你需要手动修改 SparkFun LSM6DS3 库的源码：

步骤如下：
找到文件：
c:\Users\你的用户名\Documents\Arduino\libraries\SparkFun_LSM6DS3_Breakout\src\SparkFunLSM6DS3.cpp
用记事本打开.cpp文件找到以下代码（大约在第78行）：
将 MSB_FIRST 替换为 MSBFIRST，然后保存文件。

四、数据可视化

成功编译上传上述代码后，打开Arduino IDE中的串口监视器（工具 > 串口监视器）并设置波特率为115200；
观察串口监视器中输出的加速度和角速度数据。

接着打开串口绘图仪（工具 > 串口绘图仪），确保串口绘图仪的波特率设置与串口监视器一致。
可以看到实时的加速度和角速度数据曲线。