아두이노 나노와 MPU6050으로 기울기 각도 계산하기 (Visuino 활용)

부품 및 소모품

부품	수량
아두이노 나노 R3 (Arduino Nano R3)	1
MPU-6050 3축 가속도/자이로 센서 모듈 (SparkFun 브레이크아웃)	1

앱 및 온라인 서비스

• Visuino - 아두이노용 그래픽 개발 환경
• Arduino IDE

프로젝트 소개

이전 튜토리얼에서는 MPU9250(가속도+자이로+나침반)을 아두이노 나노에 연결하고 Visuino로 패킷 데이터를 전송해 스코프와 시각 도구에 표시하는 방법을 다뤘습니다. 가속도계는 X, Y, Z 축 가속도 힘을 출력하지만, 많은 경우 이를 3D 각도(X, Y, Z)로 변환해 센서의 3D 자세(Orientation)를 파악해야 합니다. 여러 요청이 있어 이번 튜토리얼을 준비했습니다.

MPU9250보다 저렴하고 단순한 MPU6050(가속도+자이로만)을 사용해, 아두이노 나노에 연결하고 Visuino로 가속도 → 3D 각도 변환하는 전 과정을 보여드립니다.

1단계: 부품 준비

• 아두이노 호환 보드 (아두이노 나노 사용, 타 보드도 가능)
• MPU6050 가속도/자이로 센서 모듈
• 암-암 점퍼 와이어 4개

2단계: MPU6050 배선 (I2C)

• VCC(적색) → 아두이노 5V
• GND(흑색) → 아두이노 GND
• SCL(황색) → 아두이노 A5 (SCL)
• SDA(녹색) → 아두이노 A4 (SDA)

3단계: Visuino 실행 및 보드 타입 선택

• Arduino IDE 1.6.7 이상 설치 필수 (이하 버전 미지원)
• Visuino 설치
• Visuino 실행 → 아두이노 컴포넌트 'Tools' 버튼 → 'Arduino Nano' 선택

4단계: Visuino에서 MPU6050 및 가속도→각도 변환 컴포넌트 추가/연결

1. 컴포넌트 툴박스 필터에 '6050' 입력 → 'Accelerometer Gyroscope MPU6000/MPU6050 I2C' 컴포넌트 배치
2. 필터에 'angle' 입력 → 'Acceleration To Angle' 컴포넌트 배치
3. MPU6050 컴포넌트의 'Out' 박스(X,Y,Z 가속도 핀 포함)를 클릭해 전체 핀 연결 시작
4. 'Acceleration To Angle' 컴포넌트 'In' 박스의 X 입력 핀 위로 마우스 이동 → 자동으로 Y, Z도 연결됨
5. MPU6050 'Out' 핀 → 아두이노 컴포넌트 'I2C' 채널 'In' 핀 연결

5단계: 패킷 컴포넌트 및 3개 바이너리 아날로그 요소 추가/연결

시리얼 포트로 모든 채널 데이터를 전송하기 위해 패킷 컴포넌트로 채널을 묶고 Visuino 스코프/게이지에 표시합니다.

1. 필터에 'packet' 입력 → 'Sine Analog Generator' 컴포넌트 배치 (실제는 Packet 컴포넌트)
2. Object Inspector에서 'Head Marker' 속성 확장 → '...' 버튼 클릭 → 바이트 에디터에 '55 55' 입력 → OK

6단계: 패킷 컴포넌트에 3개 바이너리 아날로그 요소 추가 및 연결

1. Packet1 컴포넌트 'Tools' 버튼 클릭
2. 'Elements' 에디터에서 'Binary Analog' 요소 선택 후 '+' 버튼 3회 클릭해 3개 추가
3. 'Acceleration To Angle' 컴포넌트 'Out' 박스 클릭해 전체 핀 연결 시작
4. Packet1의 'Elements.Analog(Binary)1'의 'In' 핀 위로 마우스 이동 → 자동 연결
5. Packet1 'Out' 핀 → 아두이노 컴포넌트 'Serial[0]' 채널 'In' 핀 연결

7단계: 아두이노 코드 생성, 컴파일, 업로드

• Visuino에서 F9 누르거나 툴바 버튼 클릭 → 아두이노 코드 생성 및 IDE 열림
• 아두이노 IDE에서 '업로드' 버튼 클릭 → 컴파일 및 업로드

8단계: 실행 및 확인

1. Visuino에서 시리얼 포트 선택 → 'Format:' 드롭다운에서 'Packet1' 선택 → 'Connect' 클릭
2. 'Scope' 탭: X, Y, Z 각도가 시간에 따라 플로팅됨
3. 'Instruments' 탭: 게이지로 동일 정보 표시
4. 동영상으로도 동작 확인 가능

축하합니다! MPU6050 가속도/자이로 센서에서 가속도를 3D 각도로 변환하는 Visuino 프로젝트를 완성했습니다. 전체 다이어그램은 Picture 5 참조. 프로젝트 파일은 Visuino에서 다운로드해 열 수 있습니다.

코드

Visuino 프로젝트 파일 (다운로드만 가능)

No preview (download only).