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MPU6050モジュール

MPU6050

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MPU-6050は、3軸ジャイロスコープと3軸加速度計を統合した6軸モーショントラッキングデバイスです。

MPU-6050の座標系は次のように定義されています：

MPU-6050をテーブルに平置きし、ラベルが上向きになるように配置し、この面の点が左上隅に来るようにしてください。この向きで： - 上向きの垂直方向がZ軸 - 左から右の水平方向がX軸 - 前後方向がY軸

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3軸加速度計

加速度計は、圧電効果という原理に基づいて動作します。これは、特定の材料 が機械的な応力に応じて電荷を生成する能力です。

ここでは、立方体の箱の中に小さなボールが入っている様子を想像してください。 箱の壁は圧電結晶でできています。箱を傾けると、ボールは重力によって傾きの 方向に動かされます。ボールが衝突する壁では、微小な圧電電流が発生します。 立方体には、3対の反対方向の壁があり、それぞれがX、Y、Z軸に対応しています。 圧電壁から発生した電流により、傾きの方向とその大きさを特定することができます。

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MPU6050を使用すると、各座標軸の加速度を検出できます（静止状態で、Z軸の加速度は 1重力単位で、X軸とY軸は0）。傾いている場合や無重力・過重状態では、対応する読み 取り値が変化します。

選択可能な測定範囲はプログラムで設定できます：+/-2g、+/-4g、+/-8g、+/-16g （デフォルトは2g）で、それぞれに精度があります。値は-32768から32767までです。

加速度計の読み取り値は、読み取り範囲から測定範囲へのマッピングにより加速度値に変換されます。

加速度 = (加速度計軸の生データ / 65536 * 最大加速度範囲) g

例えば、X軸の場合、加速度計X軸の生データが16384で、範囲が+/-2gに設定されているとき：

X軸方向の加速度 = (16384 / 65536 * 4) g = 1g

3軸ジャイロスコープ

ジャイロスコープは、コリオリ加速度という原理に基づいて動作します。 振動するフォーク状の構造を想像してください。この構造は圧電結晶で 固定されています。傾けると、圧電結晶に傾き方向の力がかかります。 この力は、移動するフォークの慣性によるものです。圧電効果により、 圧電結晶は電流を生成し、この電流が増幅されます。

img_mpu6050_g

ジャイロスコープには4種類の測定範囲があります：+/- 250、+/- 500、 +/- 1000、+/- 2000。計算方法と加速度は基本的に一致します。

読み取り値を角速度に変換するための式は次の通りです：

角速度 = (ジャイロスコープ軸の生データ / 65536 * 最大ジャイロスコープ範囲) °/s

例えば、X軸の場合、加速度計X軸の生データが16384で、範囲が+/- 250°/sに設定されているとき：

X軸方向の角速度 = (16384 / 65536 * 500) °/s = 125°/s

例