ㄆㄜㄊㄧㄡㄙˋ: ESP8285 兩軸伺服馬達雲台運動控制學習套件｛3 of 4｝MPU6050 的 DMP 輸出測試

網頁最後修改時間：2019/05/14

這篇是 ESP8285 兩軸伺服馬達雲台運動控制學習套件中的第三個部分：MPU6050 的 DMP 輸出測試。

套件所包含的學習部分可由下面這張圖看出。

其中，本篇網頁主要說明的是圖中 MPU6050 校正 （中間偏左下，紫色線和框）的部分：

說明 ESP8285 如何啟用 MPU6050 的 DMP，以及用 3D 圖形做輸出數據測試。

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學習套件可至下面網址購買：

ESP8285（相容ESP8266）兩軸伺服馬達雲台運動控制學習套件（IMU 自穩、跟隨，手機 APP 控制等...）

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【接線圖與燒錄說明】

關於學習套件的接線與燒錄在前一篇網頁已做過詳細的說明，請自行跳轉至該網頁閱覽，這裡不再贅述！

【Why DMP（Digital Motion Processor）】

或許我應該在這裡說明一下，為什麼選擇 DMP 作為雲台跟隨與自穩運動控制？

首先，它是函式庫自帶的範例，只要稍加修改就能用。再者，對比 DMP 與其他數據融合算法，DMP 計算的負荷都在 MPU6050 且數據輸出格式可以選擇，ESP8285 只要負責無線網路通訊和伺服馬達的控制即可，數據可即讀即用等...。

例如，下面的兩輪平衡車就是用 MPU6050 DMP 的算法，作為 PID 的輸入。

不管使用哪一種數據融合的算法，最終都是想要得到 Roll-Pitch-Yaw 的轉動角度，所以只要穩定且符合需求的算法就是好！

至於真正的效果會是如何？不是實際的做一組，就是看下一篇網頁中的影片展示，對其它算法有興趣的話，可以上網找關於 DMP、Complementary Filter、Kalman Filter 等...的介紹或比較的影片看。

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有購買商品的使用者，網頁中所需相關資料已放置於雲端硬碟，請用裡面的資料對照這裡的說明。
其他的使用者，程式碼請自行依照網頁中的說明自行修改再做使用。
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【DMP 輸出測試】

要完成這一小節，請先完成下面列表的工作：

下載並安裝 Processing 軟體
安裝程式所需要的函式庫
取得 MPU6050 校正後的偏移值（三軸加速度計和三軸陀螺儀）
做過修改的範例程式碼

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* DMP 輸出測試程式碼修改（for ESP8285）：

打開 MPU6050 函式庫裡的範例程式 MPU6050_DMP6_ESPWiFi，跟著下面的步驟進行修改。

修改的地方不多，幾個小地方而已！

** 中斷接腳號碼：

DMP 模式下，MPU6050 在可輸出資料時， <INT> 接腳狀態會由低準位轉換為高準位，程式中必須要去抓取這個訊號，電路圖中將這個訊號接到 ESP8285 的 <IO4>，所以在範例程式的全局變數的部分，將 INTERRUPTE_PIN 修改為 4。

MPU6050_DMP6_ESPWiFi.ino, 全局變數, 修改

#define INTERRUPT_PIN 4   // use pin 4 (IO4) on ESP8285

** 接收 OSC 的遠湍 IP 地址：

為了要使用 3D 圖形驗證輸出的結果，範例程式採用的是將輸出數據包裝在 OSC 封包中，再經由 UDP 通訊的方式發送到 Processing。

所以程式一開始必須要連線到 ESP8285 的 SoftAP mpu6050，設定好無線網路連線的資訊後，將電腦與 ESP8285 置於同一個無線網路；由於我們執行 Processing 會是在 PC 的環境中，所以用 PC 的 IP 地址就可以。

Windows 中打開 "命令提示字元視窗"，輸入下面的指令 ipconfig
Linux 在終端機視窗中輸入 ifconfig

如下 Windows 作業系統中，執行 ipconfig 的視窗輸出內容；其中 IPv4 後面的 IP 就是程式需要的。

Windows 作業系統中，取得 IP 地址

修改下面在全局變數區域這一行的程式碼為取得的 IP 地址。

MPU6050_DMP6_ESPWiFi.ino, 全局變數, 修改

const IPAddress outIp(192, 168, 11, 6); // remote IP to receive OSC

** I2C 接腳：

依照電路圖的佈線設計，I2C 使用 <IO10> 和 <IO9> 這兩支接腳，所以在 mpu_setup() 函式裡原本的程式碼不能用，要修改成下面這個指定接腳的樣子。

MPU6050_DMP6_ESPWiFi.ino, mpu_setup(), 修改

Wire.begin( 10, 9 );

** 設定各軸偏移值：

原範例程式對於偏移值的設定，只設定了四個部分，我多加了兩個進去，並且載入上一篇所得到的偏移值高的部分。

MPU6050_DMP6_ESPWiFi.ino, mpu_setup(), 新增和修改

   // supply your own gyro offsets here, scaled for min sensitivity
   mpu.setXGyroOffset(192);
   mpu.setYGyroOffset(-55);
   mpu.setZGyroOffset(-36);
   mpu.setXAccelOffset(-3614);
   mpu.setYAccelOffset(-1358);
   mpu.setZAccelOffset(566);

/*--*//**---/*///**---*-*////***--*/*///***----*///--*/*///**--*/*//**--**/*//
*程式測試：

上面都修改好之後，程式存檔、編譯和上傳到 ESP8285。

完成後打開任一串列埠軟體，（手機或 PC）連線到 SoftAP 並完成無線網路的設定，ESP8285 會自動連接到與 PC 同一個無線網路中。

** 此處的無線網路設定方式與 ESP8285 兩軸伺服馬達雲台運動控制學習套件｛1 of 4｝手機控制的兩軸伺服馬達雲台網頁中影片開頭操作相同，不熟悉的可以用看的，比較快上手！

當按下 "Exit Portal" 按鈕後（或是等連線程式的時間到），MPU6050 就會開始執行相關的 DMP 程式碼，完成之後就會看到下面的文字輸出

程式輸出訊息

如果

MPU6050 connection 後面接的是 successful 而不是 failed
Enabling DMP... 後面接的不是 DMP Initialization failed (code

那麼就可以開始下一步！否則，仔細再檢查一次 MPU6050 的接線是否有鬆脫，或是其他未注意到的問題，重置（Reset）ESP8285 重新再來一遍，直到輸出沒有看到任何錯誤訊息！

** 執行 Processing 程式：

打開 Processing 軟體，進入到 MPU6050_DMP6_ESPWiFi/Processing/MPUOSCTeapot 資料夾中載入 MPUOSCTeapot.pde，按下 "Run"（三角形）按鈕。

等待一段時間後，會看到螢幕出現一個小視窗，裡面有一台小飛機，這時隨意轉動 MPU6050，它就跟著隨意轉動。

DMP 執行與 Processing 3D Plane 圖形

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[ Processing 執行出現錯誤 ]

如果執行出現錯誤，請先看看輸出訊息，確認造成錯誤的原因，是否是因為函式庫遺失或找不到所造成？

如果是的話，打開選單 "Sketch/Import Library.../Add Library"，在出現的視窗選擇 "Libraries" ，輸入缺少的函式庫名稱在 Filter 欄位中進行搜尋，然後按下右下角的 "Install" 就可進行安裝。

之後再重新執行，應該就可以解決問題！

Processing-Contribution-Manager-Libraries

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【結論】

利用這樣的原理，只要把 MP6050 的轉動量，轉換成對應兩軸雲台的轉動量，那就能達到下一個單元控制雲台跟隨與自穩的目的了。

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