Presented at the International Conference on Advances in Electrical-Electronics Engineering and Computer Science (ICEEECS2024), Ankara, Türkiye, Nov 09, 2024

SETSCI Conference Proceedings, 2024, 19, Page (s): 37-41 , https://doi.org/10.36287/setsci.19.8.037

Published Date: 21 November 2024    | 231     0

In systems that scan circular areas during movement, gyroscopes, tachometers, and encoders are commonly used to measure movement speed. In this study, the BNO055 sensor, which includes a magnetometer, gyroscope, and accelerometer, was used to measure angular motion. Gyroscope and accelerometer data from the sensor were utilized to measure angular velocity, and an ESP32-WROOM-32 microcontroller was selected for data processing. The components were mounted on a custom-designed PCB. The electronic measurement device was fixed to a rotating system using suction cups, and the system’s instantaneous linear velocity at specific points was calculated. To allow use in various systems with circular motion, the distance between the sensor and the center of rotation was manually measured and transmitted to the system via Bluetooth. The suction cup mounting of the sensor facilitated ease of use. Additionally, the PCB was equipped with RS485 communication, enabling data transfer to the mainboard. The ESP32-WROOM-32E on the mainboard, with its WiFi connectivity, allows sensor data to be uploaded to a server via the internet. Thus, an angular velocity and angle measurement system suitable for various applications was developed. 

Keywords - BNO055, ESP32WROOM32, angle measurement, angular velocity calculation

Hareket sırasında dairesel alanları tarayan sistemlerde, hareket hızını ölçmek için yaygın olarak jiroskoplar, takometreler ve kodlayıcılar kullanılır. Bu çalışmada, manyetometre, jiroskop ve ivmeölçer içeren BNO055 sensörü açısal hareketi ölçmek için kullanılmıştır. Sensörden gelen jiroskop ve ivmeölçer verileri açısal hızı ölçmek için kullanılmış ve veri işleme için bir ESP32-WROOM-32 mikrodenetleyici seçilmiştir. Bileşenler özel olarak tasarlanmış bir PCB'ye monte edilmiştir. Elektronik ölçüm cihazı vantuzlarla dönen bir sisteme sabitlenmiş ve sistemin belirli noktalardaki anlık doğrusal hızı hesaplanmıştır. Dairesel hareketin olduğu çeşitli sistemlerde kullanılabilmesi için sensör ile dönme merkezi arasındaki mesafe manuel olarak ölçülmüş ve Bluetooth aracılığıyla sisteme iletilmiştir. Sensörün vantuzlu montajı kullanım kolaylığını artırmıştır. Ayrıca PCB, anakarta veri aktarımını sağlayan RS485 haberleşmesi ile donatılmıştır. Anakart üzerindeki ESP32-WROOM-32E, WiFi bağlantısı sayesinde sensör verilerinin internet üzerinden bir sunucuya yüklenmesine olanak tanır. Böylece çeşitli uygulamalara uygun bir açısal hız ve açı ölçüm sistemi geliştirildi.

Keywords^Turkish - BNO055, ESP32WROOM32, açı ölçümü, açısal hız hesaplama

[1] V. Saahar and R. Durai, "Designing MEMS Based Tuning Fork Gyroscope For Navigation Purpose", International conference on Communication and Signal Processing, pp. 1102-1107, April 2013.

[2] B. Mashadi and M. Gowdini, "Vehicle Dynamics Control by Using an Active Gyroscopic Device", Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, vol. 137, pp. 1-12, 2015.

[3] C. Acar, A. Schofield, A.R. Trusov, L.E Costlow and A.M. Shkel, "Environmentally robust MEMS vibratory gyroscopes for automotive applications", IEEE Sensors Journal, vol. 9, pp. 1895-1906, 2009.

[4] D. Dobriborsci, A. Kapitonov and N. Nikolaev, "The basics of the identification localization and navigation for mobile robots", International Conference on Information and Digital Technologies (IDT), pp. 100-105, 2017.

[5] A.S. Kundu, O. Mazumder, P.K. Lenka and S. Bhaumik, "Hand Gesture Recognition Based Omnidirectional Wheelchair Control Using IMU and EMG Sensors", Journal of Intelligent and Robotic Systems., vol. 91, pp. 529-541, 2018.

[6] K. Okada, T. Kakutani, H. Itano, Y. Matsu and S. Sugiyama, "Development of 6-axis Motion Sensors Using Piezoelectric Elements", Proceedings of the 21st Sensor Symposium, 2004.

[7] Bakhshi, S., Mahoor, M. H., & Davidson, B. S. (2011). Development of a body joint angle measurement system using IMU sensors. Paper presented at the 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

[8] Yuan, Q., & Chen, I.-M. (2014). Localization and velocity tracking of human via 3 IMU sensors. Sensors and Actuators A: Physical, 212, 25-33.

[9] H. Liu, X. Xie, M. Millar, M. Edmonds, F. Gao, Y. Zhu ve diğerleri, "Eklem pozisyonu ve kuvvet algılama yoluyla el-nesne manipülasyonunu incelemek için eldiven tabanlı bir sistem", IEEE/RSJ Uluslararası Intell. Robot Sistemleri Konferansı (IROS) Bildirileri, s. 6617-6624, Eylül 2017.

[10] F. Fei, S. Xian, X. Xie, C. Wu, D. Yang, K. Yin ve diğerleri, "El kinematiği değerlendirmesi için çoklu sensörlere sahip giyilebilir bir eldiven sisteminin geliştirilmesi", Micromachines, cilt 12, sayı 4, s. 362, Mart 2021.

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.