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2.2.9 MPU6050 Modul

Einführung

Das MPU-6050 ist das weltweit erste und einzige 6-Achsen-Bewegungserfassungsgerät (3-Achsen-Gyroskop und 3-Achsen-Beschleunigungsmesser) konzipiert für Smartphones, Tablets und tragbare Sensoren, die diese Merkmale aufweisen, einschließlich niedriger Energieverbrauch, geringe Kosten und hohe Leistungsanforderungen.

In diesem Experiment verwenden wir I2C, um die Werte des Drei-Achsen-Beschleunigungssensors und des Drei-Achsen-Gyroskops für den MPU6050 zu erhalten und sie auf dem Bildschirm anzuzeigen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/list_2.2.6.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

GPIO Extension Board

KAUFEN

Steckbrett

KAUFEN

Jumper-Kabel

KAUFEN

MPU6050 Modul

KAUFEN

Schaltplan

Der MPU6050 kommuniziert über die I2C-Busschnittstelle mit dem Mikrocontroller. Die Anschlüsse SDA1 und SCL1 müssen mit den entsprechenden Pins verbunden werden.

../_images/image330.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Schaltung aufbauen.

../_images/image227.png

Schritt 2: I2C einrichten (siehe Anhang I²C-Konfiguration. Wenn Sie I2C bereits eingerichtet haben, überspringen Sie diesen Schritt.)

Schritt 3: Wechseln Sie in den Ordner mit dem Code.

cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/

Schritt 4: Kompilieren Sie den Code.

gcc 2.2.9_mpu6050.c -lwiringPi -lm

Schritt 5: Führen Sie die ausführbare Datei aus.

sudo ./a.out

Mit dem ausgeführten Code werden der Ablenkwinkel der x- und y-Achse sowie die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit jeder Achse, die vom MPU6050 gelesen werden, nach der Berechnung auf dem Bildschirm angezeigt.

Bemerkung

  • Falls der Fehler wiringPi.h: No such file or directory angezeigt wird, beachten Sie bitte Installieren und Überprüfen von WiringPi.

  • Wenn der Fehler Unable to open I2C device: No such file or directory auftritt, beziehen Sie sich auf I²C-Konfiguration, um I2C zu aktivieren und überprüfen Sie, ob die Verkabelung korrekt ist.

Code

#include  <wiringPiI2C.h>
#include <wiringPi.h>
#include  <stdio.h>
#include  <math.h>
int fd;
int acclX, acclY, acclZ;
int gyroX, gyroY, gyroZ;
double acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled;
double gyroX_scaled, gyroY_scaled, gyroZ_scaled;

int read_word_2c(int addr)
{
int val;
val = wiringPiI2CReadReg8(fd, addr);
val = val << 8;
val += wiringPiI2CReadReg8(fd, addr+1);
if (val >= 0x8000)
    val = -(65536 - val);
return val;
}

double dist(double a, double b)
{
return sqrt((a*a) + (b*b));
}

double get_y_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(x, dist(y, z));
return -(radians * (180.0 / M_PI));
}

double get_x_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(y, dist(x, z));
return (radians * (180.0 / M_PI));
}

int main()
{
fd = wiringPiI2CSetup (0x68);
wiringPiI2CWriteReg8 (fd,0x6B,0x00);//disable sleep mode
printf("set 0x6B=%X\n",wiringPiI2CReadReg8 (fd,0x6B));

while(1) {

    gyroX = read_word_2c(0x43);
    gyroY = read_word_2c(0x45);
    gyroZ = read_word_2c(0x47);

    gyroX_scaled = gyroX / 131.0;
    gyroY_scaled = gyroY / 131.0;
    gyroZ_scaled = gyroZ / 131.0;

    //Print values for the X, Y, and Z axes of the gyroscope sensor.
    printf("My gyroX_scaled: %f\n", gyroY X_scaled);
    printf("My gyroY_scaled: %f\n", gyroY Y_scaled);
    printf("My gyroZ_scaled: %f\n", gyroY Z_scaled);

    acclX = read_word_2c(0x3B);
    acclY = read_word_2c(0x3D);
    acclZ = read_word_2c(0x3F);

    acclX_scaled = acclX / 16384.0;
    acclY_scaled = acclY / 16384.0;
    acclZ_scaled = acclZ / 16384.0;

    //Print the X, Y, and Z values of the acceleration sensor.
    printf("My acclX_scaled: %f\n", acclX_scaled);
    printf("My acclY_scaled: %f\n", acclY_scaled);
    printf("My acclZ_scaled: %f\n", acclZ_scaled);

    printf("My X rotation: %f\n", get_x_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));
    printf("My Y rotation: %f\n", get_y_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));

    delay(100);
}
return 0;
}

Code-Erklärung

int read_word_2c(int addr)
{
int val;
val = wiringPiI2CReadReg8(fd, addr);
val = val << 8;
val += wiringPiI2CReadReg8(fd, addr+1);
if (val >= 0x8000)
    val = -(65536 - val);
return val;
}

Sensorwerte aus MPU6050 auslesen.

double get_y_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(x, dist(y, z));
return -(radians * (180.0 / M_PI));
}

Hierbei erhalten wir den Ablenkwinkel auf der Y-Achse.

double get_x_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(y, dist(x, z));
return (radians * (180.0 / M_PI));
}

Berechnen des Ablenkwinkels der X-Achse.

gyroX = read_word_2c(0x43);
gyroY = read_word_2c(0x45);
gyroZ = read_word_2c(0x47);

gyroX_scaled = gyroX / 131.0;
gyroY_scaled = gyroY / 131.0;
gyroZ_scaled = gyroZ / 131.0;

//Print values for the X, Y, and Z axes of the gyroscope sensor.
printf("My gyroX_scaled: %f\n", gyroY X_scaled);
printf("My gyroY_scaled: %f\n", gyroY Y_scaled);
printf("My gyroZ_scaled: %f\n", gyroY Z_scaled);

Die Werte der x-, y- und z-Achse am Gyroskopsensor auslesen, die Metadaten in Winkelgeschwindigkeitswerte umwandeln und dann ausgeben.

acclX = read_word_2c(0x3B);
acclY = read_word_2c(0x3D);
acclZ = read_word_2c(0x3F);

acclX_scaled = acclX / 16384.0;
acclY_scaled = acclY / 16384.0;
acclZ_scaled = acclZ / 16384.0;

//Print the X, Y, and Z values of the acceleration sensor.
printf("My acclX_scaled: %f\n", acclX_scaled);
printf("My acclY_scaled: %f\n", acclY_scaled);
printf("My acclZ_scaled: %f\n", acclZ_scaled);

Werte der x-, y- und z-Achse am Beschleunigungssensor auslesen, die Metadaten in beschleunigte Geschwindigkeitswerte (Gravitätseinheit) umwandeln und dann ausgeben.

printf("My X rotation: %f\n", get_x_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));
printf("My Y rotation: %f\n", get_y_rotation(acclX_scaled, acclY_scaled, acclZ_scaled));

Ablenkwinkel der x- und y-Achse ausgeben.

Phänomen-Bild

../_images/image228.jpeg