f. Sơ đồ mạch để MPU6050 hoạt động
2.2.2.4.Xác định góc nghiêng từ cảm biến MPU6050
Hai giá trị quan trọng cần đọc từ cảm biến MPU6050 là gia tốc và vận tốc góc. Theo cách đơn giản từ gia tốc ta tính được góc nghiêng tương ứng và từ vận tốc góc chúng ta xác định được tốc độ thay đổi của góc nghiêng (hình 2.13) thậm chí góc nghiêng được tính từ vận tốc góc (hình 2.10) theo công thức:
Góc nghiêng = giá trị vận tốc góc x thời gian lấy mẫu
Nghĩa là chúng ta có thể tính được góc nghiêng từ cả hai giá trị gia tốc và vận tốc góc.
Hình 2.14. Xác định góc nghiêng và vận tốc góc theo gia tốc và vận tốc góc
Hình 2.15. Xác định góc nghiêng và vận tốc góc riêng biệt theo vận tốc góc
Cách tính góc nghiêng từ gia tốc
Nhưng vấn đề nảy sinh ở đây là góc nghiêng tính được từ giá trị gia tốc và góc nghiêng tính được từ giá trị vận tốc góc thường có sự chênh lệch nhau. Hơn nữa vận tốc góc từ cảm biến là vận tốc tức thời, tức không duy trì và bằng không khi cảm biến
không di chuyển, còn gia tốc là gia tốc tĩnh, duy trì giá trị khi cảm biến ở một vị trí nào đó.
Hình 2.16. Cách tính góc nghiêng từ gia tốc
Do đó, chúng ta cần xác định góc nghiêng từ cả giá trị gia tốc và vận tốc góc từ
cảm biến để thu được kết quả chính xác.
Hình 2.17. Mô tả cách xác định góc nghiêng khi kết hợp gia tốc và vận tốc góc Vấn đề tiếp tục nảy sinh là bằng cách nào chúng ta có thể kết hợp giá trị gia tốc và vận tốc góc để xác định góc nghiêng. Cũng lưu ý rằng việc tìm góc nghiêng từ
những dữ liệu thu được từ cảm biến MPU6050, cụ thể ở đây là các giá trị gia tốc và vận tốc góc, rất nhạy và chịu ảnh hưởng bởi nhiễu rất lớn. Môi trường đặt cảm biến càng mất ổn định thì góc nghiêng thu được càng sai lệch nhiều. Đối với môi trường là mô hình tự cần bằng thì điều này rất dễ nhận thấy, góc nghiêng thu được bị sai lệch rất lớn do dao động của máy bay. Góc nghiêng thu được có sai số rất lớn khi chỉ đơn
thuần tính góc nghiêng từ những dữ liệu đọc được từ cảm biến. Do đó, cần áp dụng một giải thuật tối ưu để tính toán góc nghiêng được chính xác.