專案創作設計方案–自動感應穿戴式LED方向指示燈
晚上走在漆黑的路上或是在路上慢跑,您是否覺得有一種不安全感,深怕後方來車撞到 。 本作品或許是一個好點子,”可穿戴的個人自動感應行動方向指示燈“,當行走時,有側身動作往左方行進時,左方LED燈ON, 有側身動作往右方行進時,右方LED燈ON。讓後方人員或來車可以知道您的存在及動向, 倍感安心 。
本作品採用Arduino mini PRO 主控板設計,並搭配MPU6050(GY-521)模組板,紅外線遙控,MOSFET輸出控制電路,使作品的使用範圍擴大,並且易於修改及使用,可增加創意想法彈性運用。
本作品最主要的感測元件為MPU6050這個IC,晶片雖小,但卻具有強大的功能,具有3軸加速度計及3軸陀螺儀功能,目前許多 4軸飛行器都可看見這個晶片,可見此晶片的重要性。
本作品有三個思考的面向,巧妙的融合在同一程式內:
(1)可穿戴的個人自動感應行動方向指示燈,當行走時,有側身動作往左方行進時,左方LED燈ON, 有側身動作往右方行進時,右方LED燈ON。
感度可由板上DIP SW (1~3)位開關決定,建議值設1(ON),2(ON),3(OFF);DIP SW[4]位開關決定是否啟動紅外線遙控功能,ON->ENABLE,OFF->DISABLE。
板載一個RGB全彩LED燈,做為方向動作指示使用,左旋(藍燈),右旋(紅燈),中間方向(綠燈) 。MOSFET輸出端可接LED燈條,最大扇出電流可高於10A以上。
(2)具有紅外線遙控功能,可強制使左右方向燈閃爍,(功能可依實際使用狀況,修改程式擴充),可在合理機構搭配下,安裝於自行車上,當成方向指示器使用。由於紅外線信號易受太陽光線干擾,為使自動感應動作穩定,可調整SW[4]位開關決定是否啟動紅外線遙控功能。
(3)板載功能按鍵,按下按鍵,可切換為手電筒功能+MOSFET輸出燈條閃燈警告功能。
MPU6050簡介:
InvenSense 公司的 MPU-6050感測器(sendor)在單個晶片中包含MEMS加速度計和MEMS陀螺儀。
這個產品測量出來的值非常準確，它包含每個通道的16位元類比轉數位的硬體轉換元件。因此，它同時抓取x，y和z通道。
MPU-6050 感測器(sendor)使用I2C-bus與Arduino介面。
MPU-6050並不昂貴，尤其是考量倒它結合了加速度計(accelerometer )和陀螺儀(gyro)。
另外，Invensense將MPU-6050與磁力計（羅盤）組合在一起,並稱為MPU-9150。
讀取加速度計和陀螺儀的原始值很容易。必須禁用睡眠模式(Sleep mode)，然後就可以可以讀取加速度計和陀螺儀的暫存器(register)。不過要如何運用這些資料, 那才是一門大學問,這中間牽涉許多學問,包括力學,角度,數學,物理諸多學術性理論。
傳感器(sensor)還包含一個1024(byte)的FIFO緩衝區。
傳感器值可以編程為放入FIFO緩衝區 (FIFO buffer)。並且緩衝區可以由Arduino讀取。
FIFO緩衝區與中斷信號一起使用(interrupt signal),如果MPU-6050將數據放入FIFO緩衝區，它會向Arduino發出中斷信號，因此Arduino知道FIFO緩衝區中有數據正在等待讀取。
更複雜的是具有控制第二個I2C設備的能力。MPU-6050總是充當Arduino的從器件(slave)，SDA和SCL引腳連接到I2C總線 (I2C-bus)。但是除了正常的I2C總線之外，它有自己的I2C控制器作為第二I2C總線(second-I2C-Bus, sub-I2C-bus)上的主機(master)。
使用第二I2C總線的引腳 AUX_DA 和 AUX_CL。它可以控制例如磁力計。磁力計的值可以傳遞到Arduino。
傳感器具有“數位運動處理器”（DMP,Digtal Motion Processor），也稱為“數位運動處理單元”。此DMP可以透過韌體去編程，並且能夠使用傳感器值進行複雜計算。
對於此DMP，InvenSense有一個保護策略，就是不提供足夠的資料讓人知道如何編程DMP。還好已經有一些人已經使用反向工程來捕獲內部韌體。
DMP（“數位運動處理器”）可以直接在芯片上進行快速計算。這減少了微控制器（如Arduino）的負載。DMP甚至能夠用另一個芯片的傳感器值進行計算，例如連接到第二I2C總線的磁力計。
