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2.2.9 Módulo MPU6050

Introducción

El MPU-6050 es el primer y único dispositivo de seguimiento de movimiento de 6 ejes del mundo (Giroscopio de 3 ejes y Acelerómetro de 3 ejes) diseñado para teléfonos inteligentes, tabletas y sensores portátiles que tienen estas características, incluyendo requisitos de bajo consumo, bajo costo y alto rendimiento.

En este experimento, utilizaremos I2C para obtener los valores del sensor de aceleración de tres ejes y el giroscopio de tres ejes del MPU6050 y mostrarlos en la pantalla.

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_2.2.6.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

Nombre

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ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DE COMPONENTES

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

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Protoboard

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Cables de Puente

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Módulo MPU6050

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Diagrama Esquemático

El MPU6050 se comunica con el microcontrolador a través de la interfaz de bus I2C. El SDA1 y SCL1 deben estar conectados al pin correspondiente.

../_images/image330.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construir el circuito.

../_images/image227.png

Paso 2: Configurar I2C (ver Apéndice Configuración de I²C. Si ya has configurado I2C, omite este paso.)

Paso 3: Ir a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/

Paso 4: Compilar el código.

gcc 2.2.9_mpu6050.c -lwiringPi -lm

Paso 5: Ejecutar el archivo ejecutable.

sudo ./a.out

Con el código ejecutándose, el ángulo de deflexión del eje x, el eje y y la aceleración, la velocidad angular en cada eje leída por el MPU6050 se imprimirá en la pantalla después de ser calculada.

Nota

  • Si aparece el mensaje de error wiringPi.h: No such file or directory, por favor consulta Instalar y verificar WiringPi.

  • Si obtienes el error Unable to open I2C device: No such file or directory, necesitas consultar Configuración de I²C para habilitar I2C y verificar si el cableado es correcto.

Código

#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;
}

Explicación del Código

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;
}

Leer datos del sensor enviados desde el MPU6050.

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

Obtenemos el ángulo de deflexión en el eje Y.

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

Calcular el ángulo de deflexión del eje X.

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);

Leer los valores de los ejes x, y y z en el sensor de giroscopio, convertir los metadatos en valores de velocidad angular y luego imprimirlos.

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);

Leer los valores de los ejes x, y y z en el sensor de aceleración, convertir los metadatos en valores de velocidad acelerada (unidad de gravedad) y luego imprimirlos.

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));

Imprimir los ángulos de deflexión de los ejes x e y.

Imagen del Fenómeno

../_images/image228.jpeg