Инерционный трекер своими руками

Это измененная и дополненная версия моего исходного сообщения на форуме Warthunder.

Здесь описан мой опыт изготовления и настройки инерционного датчика положения головы. Изменения и дополнения я буду выделять, либо публиковать отдельными сообщениями.

Принцип действия

Широко известен и описан, в том числе на форуме (имеется в виду forum.warthunder.ru). Представляет собой комбинацию гироскопа, акселерометра и магнитометра, устроенных в одной, двух или трёх микросхемах. Оцифрованные значения этих трёх датчиков отправляются на обработку в процессор, чаще всего Atmega в исполнении Arduino или клонов. Положение головы (или того, к чему прикрепили плату с датчиками), выраженное в угловой форме, по USB передаётся на PC для дальнейшего употребления. Я пробовал заставить эту конструкцию изображать из себя джойстик, но решил, что это не так удобно, как протокол Freetrack или Trackir, поэтому решил (и предлагаю) использовать FaceTrackNoIR со специальным плагином.

За и против

+ Удобнее фритреков и трекиров, так как не нужна видеокамера и нет зависимости от освещения
+ Весь код в открытом доступе, простор для экспериментов
- По-прежнему нужны провода (но это решаемо, Bluetooth наше всё)
- Не умеет фиксировать сдвиг головы (работа в процессе)

Железо

Где взять
Aliexpress, DX, eBay. По ключевым словам.

Предупреждение: не покупайте ардуино и COM-USB переходники с чипами от FTDI: производитель встроил в свой новый драйвер закладку, которая убивает "левые" чипы. Как отличить: в описании товара будет написано RT232RL или FTDI. Если есть сомнения, лучше свяжитесь с продавцом. Сам я беру платы с чипом CH340.
Для тех, кто уже купил, восстановление: http://habrahabr.ru/post/241299/

Процессорная плата:
Arduino Nano: мой выбор [на момент написания исходной статьи]

 Arduino Pro Micro: приемлемо





Arduino Leonardo: то же самое, что и микро

Датчики:
GY-85 – [на момент написания статьи] лучший из всех, что я пробовал, работает сразу и без калибровки
GY-86 – работает хорошо, но при каждом включении нужно дать ему время на автокалибровку ок. 1 минуты. Плюс к тому, хорошее разрешение датчиков и умеет выдавать кватернион
GY-80 – работает; но на том коде, что я использовал, почему-то «пружинит», т.е. сам возвращается в нулевое положение
MPU-9150 – кода в открытом доступе нет. Код есть, датчик работает. Прошивку пока не написал, но собираюсь
GY-521 – не надо использовать, у него нет магнитометра Можно использовать совместно с GY-271/GY-273

Что с ними делать
Спаять, как на фото (или лучше). Обратите внимание, чтобы датчик не был расположен слишком близко к ардуино – иногда от этого начинает хуже работать (наводки на компас?)

Схема пайки:
Датчик->Arduino Nano
VCC_IN->3v3 или 5v
SCL->A5
SDA->A4
GND->GND

Датчик	Arduino Pro Nano
VCC_IN	3v3 или 5v
GND	GND
SCL	A5
SDA	A4

Датчик	Arduino Pro Micro (Leonardo)
VCC_IN	VCC
GND	GND
SCL	3
SDA	2

Софт

• FaceTrackNoIR https://sourceforge..../facetracknoir/ скачать, установить
• Плагин для инерционников: https://sourceforge....rojects/hatire/ скачать, положить в ту папку, куда установился FaceTrack
• Редактор и загручик для Ардуино (Arduino IDE) http://arduino.cc/en/Main/Software скачать, установить. Прошивка под GY-85 компилируется только версией 1.0.6
• Код для ардуино (в зависимости от датчика):
  • GY-85 http://sourceforge.n...85.zip/download
  • GY-86 https://sourceforge....ojects/ftrgy86/
  • GY-80 https://sourceforge....s/gy80facetrack

Подготовка
Код для ардуино распаковать, открыть программой (п. 3), подключить плату с припаянным датчиком, код скомпилировать и загрузить в процессор.

1. Подключить плату (с припаянным датчиком) к компьютеру с помощью шнура USB. Произойдёт автоматическое распознавание устройства и в системе появится новый COM-порт
2. Код для ардуино (из п.4) распаковать на диск. При распаковке образуется отдельная папка, где лежат все необходимые файлы
3. Запустить Arduino IDE (из п.3), в этой программе открыть (File->Open...) главный файл из распакованной папки. Главный - это с расширением .ino
4. В Arduino IDE выбрать тип платы Tools->Board и COM-порт, к которому подключена плата Tools->Serial Port
5. В IDE нажать круглую кнопку со стрелкой (Upload), дождаться, пока код скомпилируется и загрузится.
6. Закрыть IDE

Настройка FaceTrackNOIR
Цепляем конструкцию к наушникам, подключаем к компьютеру (если ещё не). Открываем программу, в разделе Tracker Source 1 выбираем «Hatire Arduino», в настройках (кнопка Settings) выбираем COM-порт, на котором находится Arduino, в закладке Command Serial parameters 115200/8/none/1/CTS-RTS, Delay init 1000, delay start 1000. Нажимаем Start.
Через пару секунд начнут приходить данные (зелёные и серые цифры начнут меняться), а лицо с желтым прицелом придёт в движение.
Заходим в Curves и настраиваем чувствительность по желанию. При этом полезно запустить Warthunder в пробный вылет, чтобы проверять настройки «в живую». Возможно, потребуется изменить конфигурацию осей (кнопка Settings) и их полярность (Global Settings на основном экране).

Результат: