在本篇文章中，我们将使用ATtiny85微控制器、MPU6050加速度计和陀螺仪以及OLED显示屏模块制作一个简单而便宜的计步器（Pedometer）。该计步器基于Arduino开发板，由3V纽扣电池供电，外出散步或慢跑时很容易携带。它还需要的组件很少，并且代码也相对简单。该项目中的程序使用MPU6050测量沿3轴（X、Y和Z）的加速度的大小。然后，它计算先前值和当前值之间的加速度大小之差。如果差异大于某个阈值（步行大于6的和奔跑大于10），则会相应地增加步数。然后将执行的全部步数显示在OLED显示屏上。

所需组件

要使用Arduino制作此计步器，您将需要以下组件。

●    Attiny85微控制器

●    MPU6050

●    OLED显示模块

●    2个按钮

●    5×10KΩ电阻

MPU6050传感器模块简介

MPU6050基于微机械系统（MEMS）技术。该传感器具有3轴加速度计、3轴陀螺仪和内置温度传感器。它可以用于测量诸如加速度、速度、方向、位移等参数。

MPU6050模块尺寸小、功耗低、重复率高、耐冲击性高、价格低。 MPU6050带有I2C总线和辅助I2C总线接口，可轻松连接如磁力计等其他传感器和微控制器。

Attiny85计步器电路图

使用Attiny85和MPU6050制作的计步器的原理图如下：

上图显示了MPU6050、OLED显示屏与Attiny85相连的电路图。 MPU6050、OLED Display和Arduino之间的连接必须使用I2C协议实现。因此，ATtiny85的SCL引脚（PB2）分别连接到MPU6050和OLED显示屏的SCL引脚。同样，ATtiny85的SDA引脚（PB0）连接到MPU6050和OLED显示屏y的SDA引脚。两个按钮也连接到ATtiny85的PB3和PB4引脚。这些按钮可用于滚动文本或更改显示的文本。

ATtiny85计步器代码说明

文档末尾提供了完整的Arduino计步器代码。这里，我们解释了代码的一些重要部分。

代码使用了TinyWireM.h和TinyOzOLED.h库。可以从Arduino IDE中的库管理器下载TinyWireM库，然后进行安装。因此，打开Arduino IDE并转到Sketch <Include Library <Manage Libraries。现在搜索TinyWireM.h并安装Adafruit的TinyWireM库。

也可以从以下链接下载TinyOzOLED.h库。

将库安装到Arduino IDE之后，首先在代码中包含所需的库文件。

1. #include "TinyWireM.h"
   
2. #include "TinyOzOLED.h"

复制代码

包含库之后，定义变量以存储加速度计读数。

在setup()函数中，初始化wire库并通过电源管理寄存器复位传感器，然后初始化用于OLED显示屏的I2C通信。然后在接下来的几行代码中设置显示方向，以及输入加速度计和陀螺仪值的寄存器地址。

1. TinyWireM.begin();
   
2. OzOled.init();
   
3. OzOled.clearDisplay();
   
4. OzOled.setNormalDisplay();
   
5. OzOled.sendCommand(0xA1);      
   
6. OzOled.sendCommand(0xC8);
   
7. TinyWireM.beginTransmission(mpu);
   
8. TinyWireM.write(0x6B);
   
9. TinyWireM.write(0b00000000);
   
10. TinyWireM.write(0x1B);

复制代码

在getAccel()函数中，首先读取加速度计数据。每个轴的数据存储在两个字节或寄存器中。为了读取所有内容，从第一个寄存器开始，并使用requiestFrom()函数，我们请求读取X、Y和Z轴的所有6个寄存器。然后，我们从每个寄存器读取数据，并且由于输出是两个补码，因此请将它们适当组合以获取完整的加速度计值。

1. voidgetAccel() {
   
2. TinyWireM.beginTransmission(mpu);
   
3. TinyWireM.write(0x3B);
   
4. TinyWireM.endTransmission();
   
5. TinyWireM.requestFrom(mpu, 6);
   
6. accelX = TinyWireM.read() << 8|TinyWireM.read();
   
7. accelY = TinyWireM.read() << 8|TinyWireM.read();
   
8. accelZ = TinyWireM.read() << 8|TinyWireM.read();
   
9. }

复制代码

现在，在loop()函数中，首先读取X、Y和Z轴值，并在获取3轴值后，通过取X、Y和Z轴值的平方根来计算总加速度矢量。然后计算当前向量与先前向量之间的差，如果该差大于6，则增加步数。

1. getAccel();
   
2. vector = sqrt( (accelX * accelX) + (accelY * accelY) + (accelZ * accelZ) );
   
3. totalvector = vector - vectorprevious;
   
4. if (totalvector> 6){
   
5.   Steps++;
   
6. }
   
7. OzOled.printString("Steps", 0, 4);
   
8. OzOled.printNumber(Steps, 0, 8, 4);
   
9. vectorprevious = vector;
   
10. delay(600);

复制代码

让我们带着Arduino计步器散步

完成PCB的组装后，将ATtiny85连接到编程器板上，然后上传代码。现在，您可以手握着计步器，然后一步步走，这时它应该在OLED上显示步数。有时，当设备振动非常快或非常慢时，它就会增加步数值。

以上就是使用ATtiny85和MPU6050自制计步器方法。如果您有任何疑问，请随时在本文下面进行回复。

代码

本文使用的完整代码： main.zip (898 Bytes, 下载次数: 22)

2020-12-18 14:05 上传

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