头部运动控制的MPU6050和Arduino鼠标开发

5 下载量 118 浏览量 更新于2025-01-05 收藏 107KB ZIP 举报
资源摘要信息:"该项目开发了一种可以响应头部运动的鼠标系统。系统使用了MPU6050传感器作为核心部件,该传感器是一种集成有6轴陀螺仪和加速度计的运动跟踪设备,能够精确检测用户的头部动作。MPU6050传感器与Arduino Micro微控制器结合使用,Arduino Micro是一款小型的Arduino板,适用于空间有限的应用。项目文件包括了四个主要的代码文件:movement_and_auto_click.ino、test_code.ino、standard_code__only_movement_.ino 和 head-mouse-with-mpu6050-and-arduino-micro-d42878.pdf。前三个文件是Arduino编程代码,分别处理运动数据并执行自动点击功能、进行基本测试以及仅处理运动数据。最后一个文件是一个项目文档,它可能详细描述了项目的开发过程、设计原理、使用方法和可能的扩展应用。" 知识点: 1. **MPU6050传感器**: MPU6050是一款集成电子设备,含有一个6轴的运动跟踪系统。这个系统由一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计组成,它能够同时检测和报告设备在空间中的运动状态。这种传感器广泛用于需要检测物体运动的应用,如遥控设备、机器人技术、虚拟现实和增强现实头盔等。 2. **Arduino Micro**: Arduino Micro是一款基于ATmega32U4的微控制器板,拥有20个数字输入/输出引脚(其中7个可以作为PWM输出,12个可以作为模拟输入),以及一个USB通信接口,可以实现即插即用编程。它的尺寸比Arduino Uno小很多,适合需要紧凑设计的项目。 3. **头部控制鼠标**: 通过将MPU6050传感器放置在用户的头部,可以检测头部的动作和倾斜,然后将这些动作转换为鼠标的移动和点击操作。这样可以使得身体无法使用传统鼠标设备的用户也能够通过头部动作来控制计算机上的鼠标指针。 4. **项目文件结构**: 项目提供了三个Arduino编程代码文件和一个项目文档。这些代码文件对应于不同的功能和测试需要。例如,movement_and_auto_click.ino文件可能包含了控制鼠标移动并实现自动点击的完整逻辑,而test_code.ino和standard_code__only_movement_.ino文件则可能是为了测试系统的不同部分而设计。最后的PDF文件可能是项目的详细文档,包括设计原理、工作流程和使用说明。 5. **Arduino编程实践**: Arduino代码通常由几个主要部分组成,包括设置(setup)和循环(loop)函数。设置函数在程序启动时运行一次,而循环函数则不断重复运行。通过编程,可以使Arduino读取传感器数据,处理这些数据,并根据数据输出来控制外设,比如模拟鼠标输入。 6. **人体运动与计算机交互**: 该项目是一个典型的例子,展示了如何将人体运动转换为计算机输入。这种技术的应用非常广泛,比如手势识别、动作捕捉等领域。此类技术的进一步发展可能会带来更加直观和自然的人机交互方式。 7. **开源硬件和软件**: Arduino平台是开源的,这意味着它的硬件设计和软件代码对公众都是开放的,允许用户复制、修改和分享。开源文化促进了社区的交流和协作,有助于推动技术的快速迭代和发展。 8. **自动点击**: 自动点击功能是一种模拟鼠标点击的技术,它可以由用户手动设定或由特定的动作触发。在本项目中,自动点击可以结合头部动作来执行特定的操作,如自动选择菜单项或自动打开程序,这对于某些需要重复点击任务的用户来说非常有用。 9. **项目开发与文档编写**: 一个完整的项目开发过程通常包括设计、编程、测试和文档编写等步骤。文档的重要性在于记录项目的开发过程、功能描述和使用方法,使得其他开发者或用户能够理解和重复使用项目成果。 10. **使用场景与用户适应性**: 头部控制鼠标的项目特别适用于有运动障碍的用户,为他们提供了另一种与计算机交互的方式。此外,这种技术也有助于设计师们探索更加无障碍和人性化的用户界面设计。 通过了解这些知识点,我们可以更深入地理解该项目如何将先进的传感器技术、微控制器和开源编程平台结合起来,实现一个新颖的人机交互设备,并可能对相关领域的进一步研究和产品开发提供启示。
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参考正点原子战舰开发板上的鼠标例程,我也做了一个空中鼠标,其实只是将他的有线鼠标改造成无线的。 鼠标由发射板和接收板组成,发射板主要包括stm32,MPU6050,NRF24l01,相信我不用说明大家都知道他们分别是干什么的了吧。 接收板主要包括stm32和NRF24l01,接收板通过USB接口和电脑连接,USB驱动是STM32的官方例程。另外,cpu使用的是stm32f103c8t6 这个芯片有两个优点,一个是小,另外一个是便宜,统计下来做一个鼠标刨去PCB的成本,大概60元左右。 这个空中飞鼠的原理大概讲一下,就是读取MPU6050中X和Z轴上的角速度值,然后通过NRF24l01发送给接收板,接收板通过NRF24l01接收到数据后,通过stm32内部自带的USB模块将数据发送给电脑,而USB部分的东西基本不用去深入研究,使用的时候只要知道那个鼠标数据的接口函数就可以了。 https://v.youku.com/v_show/id_XNzc1MzQ1ODg0.html 视频中只有发射板,我将发射板做成跟18650电池大小差不多,这样就直接可以放到移动电源里了,这样移动电源就不仅可以充电,还可以 当鼠标使用。怎么样实际的使用效果还可以吧? 下面是空中鼠标的图片细节。 这是发射板的PCB,MPU6050和NRF24l01都是直接使用的现成模块,方便了焊接并且提高了制作成功率。 这是装好后的实物图,也许你会奇怪后面为什么要用那么长的两个按键?这是因为我要把板子放到移动电源的电池仓内,所以需要很长的按键, 我也懒得再去研究怎么装按键会更好看,所以就用了这种懒办法。 这是接收板的PCB板和实物图,电路其实很简单,我做了两点优化,一个是双USB接口,这样不仅可以直接插到电脑上,而且可以在调试程序的时候 使用USB线来连接,另一个是将IO口全部引出,这样接收板还可以当做开发板使用,对于我这种电子爱好屌丝来说无疑是一个很省成本的方案。 上图是发射板放在移动电源中,移动电源最好选用内部是18650的,这样方便改造。只要将线连接好,将板子固定住,在盖子上打好洞就行, 我用的LDO是一个低压差的,座椅无论你使用移动电源出来的5V或者直接连接18650都是可以正常工作的。 最后,附上原理图和程序,没有太多注释,因为程序我自己写的部分很简单,其他部分都是官方或者战舰开发板上现成的例程,现在我的程序, 除了控制方向,鼠标左右键外,还增加了两个按键同时按下开启滚轮功能,期望有人能在我的基础上继续优化程序,因为我对算法这边实在了 解的不多。