ساخت گیمپال ۳ محوره با آردوینو و MPU-6050: تصویر پایدار برای FPV (فارسی)

گیمپال ۳ محوره MPU-6050 آردوینو FPV پایدار

گیمپال و پایدارسازی تصویر چیست؟ (مبتدی)

وقتی یک پهپاد یا UGV حرکت می‌کند، دوربین همراه آن می‌لرزد — تصویر FPV ناپایدار می‌شود. یک گیمپال (Gimbal) یک پلتفرم متحرک است که لرزش‌ها را با سروها جبران می‌کند — دوربین همیشه صاف می‌ماند.

سنسور MPU-6050 یک IMU ۶ محوره (۳ محور شتاب‌سنج + ۳ محور ژیروسکوپ) با قیمت زیر ۵ دلار است. آردوینو با کنترلر PID خطای زاویه را می‌گیرد و سروهای MG996R را تنظیم می‌کند. گیمپال ۳ محوره هر سه محور Roll، Pitch، و Yaw را کنترل می‌کند.

محصولی که می‌سازید

گیمپال ۳ محوره با MPU-6050 و ۳ سرو MG996R برای دوربین FPV.

هزینه: ۵۰۰ هزار تا ۱ میلیون تومان
محورها: Roll، Pitch، Yaw
سرعت پاسخ: ۲۰۰Hz با MPU-6050

کد گیمپال با PID


#include <Wire.h>
#include <MPU6050.h>
#include <Servo.h>

MPU6050 mpu;
Servo servoRoll, servoPitch, servoYaw;

float rollAngle, pitchAngle, yawAngle;
float rollTarget=90, pitchTarget=90, yawTarget=90;

// PID هر محور:
float Kp=1.5, Ki=0.05, Kd=0.3;
float errR,errP,errY;
float intR=0,intP=0,intY=0;
float prevR=0,prevP=0,prevY=0;

void setup() {
  Wire.begin();
  mpu.initialize();
  servoRoll.attach(9);
  servoPitch.attach(10);
  servoYaw.attach(11);
}

float pid(float err, float &integral, float &prev) {
  integral += err;
  float d = err - prev;
  prev = err;
  return Kp*err + Ki*integral + Kd*d;
}

void loop() {
  int16_t ax,ay,az,gx,gy,gz;
  mpu.getMotion6(&ax,&ay,&az,&gx,&gy,&gz);

  // محاسبه زاویه از شتاب‌سنج:
  rollAngle  = atan2(ay,az)*180/PI;
  pitchAngle = atan2(-ax,sqrt(ay*ay+az*az))*180/PI;

  // PID و خروجی سرو:
  errR = rollTarget  - rollAngle;
  errP = pitchTarget - pitchAngle;

  int outR = 90 + pid(errR,intR,prevR);
  int outP = 90 + pid(errP,intP,prevP);

  servoRoll.write(constrain(outR,0,180));
  servoPitch.write(constrain(outP,0,180));
  delay(5);  // 200Hz
}

چک‌لیست کالیبراسیون و تست

بررسی	روش
MPU-6050 افست کالیبره شده؟	mpu.calibrateGyro() روی میز صاف
سرو در ۹۰° صفر درجه نگه می‌دارد؟	rollTarget=pitchTarget=90
گیمپال تکان را جبران می‌کند؟	پایه را کج کنید — باید ثابت بماند
Oscillation (لرزش PID) وجود ندارد؟	Kp را کاهش دهید

گیمپال و پایدارسازی تصویر چیست؟ (مبتدی)

محصولی که می‌سازید

کد گیمپال با PID

چک‌لیست کالیبراسیون و تست

ویدئوهای آموزشی

منابع بیشتر