- 所需组件
- MPU6050传感器模块–简介
- Attiny85步数计数器电路图
- 制造用于Attiny85计步器的PCB
- 从PCBWay订购PCB
- 组装ATtiny85步进计数器PCB
- ATtiny85步骤计数器代码说明
- 让我们带走Arduino步数计数器
在本教程中，我们将使用ATtiny85 IC，MPU6050加速度计和陀螺仪以及OLED显示模块构建一个简单而便宜的计步器。这个简单的基于Arduino的步进计数器由3V纽扣电池供电，使您外出散步或慢跑时很容易携带。它还需要构建的组件很少，并且代码也相对简单。该项目中的程序使用MPU6050测量沿3轴（X，Y和Z）的加速度的大小。然后，它计算先前值和当前值之间的加速度大小之差。如果差异大于某个阈值（对于大于6的步行和大于10的奔跑），则会相应地增加步数。然后将采取的全部步骤显示在OLED显示屏上。
为了在PCB上构建此便携式计步器，我们使用PCBWay制造了PCB板，我们将在本项目中对其进行组装和测试。如果您想添加更多功能，还可以在此设置中添加心跳监视器，并且我们之前也已使用ADXL335构建了Arduino加速度计步数计数器，如果有兴趣请查看它们。
所需组件
要使用Arduino构建此 计步器， 您将需要以下组件。
- Attiny85 IC
- MPU6050
- OLED显示模块
- 2个按钮
- 5×10KΩ电阻器（SMD）
MPU6050传感器模块–简介
MPU6050基于微机械系统（MEMS）技术。该传感器具有 3轴加速度计，3轴陀螺仪和内置温度传感器。它可以用来测量诸如加速度，速度，方向，位移等参数。我们之前已经将MPU6050与Arduino和Raspberry pi进行了接口，并且还使用它构建了一些项目，例如自平衡机器人，Arduino数字量角器和Arduino测斜仪。
MPU6050模块尺寸小，功耗低，重复性高，耐冲击性高，用户价格低。MPU6050带有I2C总线和辅助I2C总线接口，可轻松干扰磁力计和微控制器等其他传感器。
Attiny85步数计数器电路图
MPU6050步进计数器的原理图如下：
上图显示了将MPU6050和OLED显示器与Attiny85 IC相连的电路图。MPU6050，OLED Display和Arduino之间的接口必须使用I2C协议实现。因此，ATtiny85的SCLPin（PB2）分别连接到MPU6050和OLED Display的SCLPin。同样，ATtiny85的SDAPin（PB0）连接到MPU6050和OLED Display的SDAPin。两个按钮也连接到ATtiny85 IC的PB3和PB4引脚。这些按钮可用于滚动文本或更改显示的文本。
注意：请 遵循我们之前的教程，使用Digispark Bootloader直接通过USB对ATtiny85 IC进行编程，以通过USB和Digispark Bootloader对ATtiny85 IC进行编程。
制造用于Attiny85计步器的PCB
原理图已完成，我们可以继续布局PCB。您可以使用所选的任何PCB软件来设计PCB。我们已经使用EasyEDA为该项目制造PCB。
以下是步进计数器PCB顶层和底层的3D模型视图：
上述电路的PCB布局也可以从下面给出的链接作为Gerber下载：
- Gertin文件用于ATtiny85步骤计数器
从PCBWay订购PCB
现在，完成设计后，您可以继续订购PCB：
第1步： 进入https://www.pcbway.com/，如果这是您第一次，请注册。然后，在“ PCB原型”选项卡中，输入PCB的尺寸，层数和所需的PCB数。
第2步： 点击“立即报价”按钮继续。您将进入一个页面，在其中设置一些其他参数，例如板类型，层，PCB的材料，厚度等。默认情况下，其中大多数处于选中状态，如果您选择任何特定的参数，则可以选择它在这里。
第3步： 最后一步是上传Gerber文件并继续付款。为了确保过程顺利进行，PCBWAY会在进行付款之前先验证您的Gerber文件是否有效。这样，您可以确保您的PCB易于加工，并且能够按承诺达到您的要求。
组装ATtiny85步进计数器PCB
几天后，我们收到了整齐的PCB板，PCB质量一如既往。电路板的顶层和底层如下所示：
确保轨道和脚印正确后。我着手组装PCB。完全焊接的电路板如下所示：
ATtiny85步骤计数器代码说明
文档末尾提供了完整的 Arduino步骤计数器代码。在这里，我们解释了代码的一些重要部分。
该代码使用TinyWireM.h&TinyOzOLED.h库。可以从Arduino IDE中的库管理器下载TinyWireM库，然后从那里安装。为此，打开Arduino IDE并转到 Sketch <Include Library <Manage Libraries 。现在搜索TinyWireM.h并通过Adafruit安装 TinyWireM库。
虽然可以从给定的链接下载TinyOzOLED.h库。
将库安装到Arduino IDE之后，通过包含所需的库文件来启动代码。
#include“ TinyWireM.h” #include“ TinyOzOLED.h”
包含库之后，定义变量以存储加速度计读数。
intaccelX，accelY，accelZ；
在 setup （） 循环中，初始化电线库并通过电源管理寄存器重置传感器，还初始化OLED Display的I2C通信。然后在接下来的几行中设置显示方向，并输入加速度计和陀螺仪值的寄存器地址。
TinyWireM.begin（）; OzOled.init（）; OzOled.clearDisplay（）; OzOled.setNormalDisplay（）; OzOled.sendCommand（0xA1）; OzOled.sendCommand（0xC8）; TinyWireM.beginTransmission（mpu）; TinyWireM.write（0x6B）; TinyWireM.write（0b00000000）; TinyWireM.write（0x1B）;
在 getAccel（） 函数中，首先读取加速度计数据。每个轴的数据存储在两个字节（上下）或寄存器中。为了读取所有寄存器，从第一个寄存器开始，并使用 requiestFrom（） 函数，我们要求读取X，Y和Z轴的所有6个寄存器。然后，我们从每个寄存器读取数据，并且由于输出是二进制补码，因此请对其进行适当组合以获取完整的加速度计值。
voidgetAccel（）{TinyWireM.beginTransmission（mpu）; TinyWireM.write（0x3B）; TinyWireM.endTransmission（）; TinyWireM.requestFrom（mpu，6）; accelX = TinyWireM.read（）<< 8-TinyWireM.read（）; accelY = TinyWireM.read（）<< 8-TinyWireM.read（）; accelZ = TinyWireM.read（）<< 8-TinyWireM.read（）; }
现在，在循环功能内部，首先读取X，Y和Z轴值，然后获取3轴值，然后通过取X，Y和Z轴值的平方根来计算总加速度矢量。然后计算当前向量与先前向量之间的差，如果该差大于6，则增加步数。
getAccel（）; 向量= sqrt（（accelX * accelX）+（accelY * accelY）+（accelZ * accelZ））; totalvector = vector-vectorprevious; if（totalvector> 6）{步骤++; } OzOled.printString（“ Steps”，0，4）; OzOled.printNumber（Steps，0，8，4）; vectorprevious =向量; 延迟（600）;
让我们带走Arduino步数计数器
完成PCB的组装后，将ATtiny85连接到编程器板上，然后上传代码。现在，您便可以掌握步数计数器的设置，并逐步开始操作，它应该在OLED上显示步数。有时，当设置振动非常快或非常慢时，它会增加步骤数。
这就是使用ATtiny85 和MPU6050构建自己的 步进计数器的方法。您也可以在下面的视频中找到该项目的完整工作。希望您喜欢这个项目，并发现构建自己的项目很有趣。如果您有任何疑问，请留在下面的评论部分。