Свой полётный прибор: горизонт и компас на Arduino + MPU-6050

Компоненты и материалы

• Arduino UNO (или любая совместимая плата) — 1 шт.
• IMU MPU-6050 (6 степеней свободы: 3-осевой гироскоп + 3-осевой акселерометр) — 1 шт.
• Провода-перемычки «мама-папа» — 1 комплект

Программное обеспечение

• Arduino IDE
• Processing IDE (для 3D-визуализации)

О проекте

Создадим собственный симулятор полётных приборов (Artificial Horizon + Compass) с визуализацией в Processing!

Что такое MPU-6050?

В одном кристалле объединены:

• 3-осевой гироскоп — угловые скорости.
• 3-осевой акселерометр — линейные ускорения (в т.ч. гравитация).
• DMP (Digital Motion Processor) — аппаратный расчёт ориентации (MotionFusion), выдаёт крен (Roll/Φ), тангаж (Pitch/Θ), рыскание (Yaw/Ψ).

Именно это даёт 6DOF (6 Degrees Of Freedom). Низкое потребление, малая стоимость — идеально для смартфонов, планшетов, носимой электроники.

Сборка железа

Подключение по I2C:

• VCC → 3.3V или 5V (на модулях обычно есть стабилизатор)
• GND → GND
• SCL → A5 (Uno)
• SDA → A4 (Uno)
• INT → D2 (опционально, для прерывания DMP)

Программная часть: два IDE

Arduino IDE — загружает скетч в микроконтроллер (чтение DMP, отправка ориентации по Serial).

Processing IDE — получает данные по Serial, рисует 3D-геометрию (искусственный горизонт, компас).

Processing очень похож на Arduino IDE: те же setup() / draw() вместо loop(), похожий синтаксис.

Запуск

1. Установите библиотеки для MPU-6050 (I2Cdevlib + MPU6050):
   Arduino Playground: MPU-6050
2. Загрузите Arduino-скетч (из репозитория ниже).
3. Запустите Processing, откройте скетч визуализации, нажмите Run.
4. В Processing выберите правильный COM-порт (обычно тот же, что и Arduino).

На экране появится 3D-модель самолёта/прибора, повторяющая повороты MPU-6050 в реальном времени.

Демонстрация

Видео работы прибора см. в оригинальном проекте. При наклоне датчика — мгновенная реакция горизонта и компаса.

Исходный код

Arduino + Processing скетчи в одном репозитории:
GitHub: FlightSimulatorCodes

Схема подключения