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.. _2.2.9_py_pi5:
2.2.9 Module MPU6050
=======================
Introduction
-----------------
Le MPU-6050 est le premier et le seul dispositif de suivi de mouvement à 6 axes au
monde (gyroscope à 3 axes et accéléromètre à 3 axes) conçu pour les smartphones,
les tablettes et les capteurs portables. Il répond aux exigences de faible puissance,
de faible coût et de haute performance.
Dans cette expérience, nous utilisons l'I2C pour obtenir les valeurs du capteur
d'accélération à trois axes et du gyroscope à trois axes du MPU6050 et les afficher à l'écran.
Composants nécessaires
--------------------------
Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants.
.. image:: ../python_pi5/img/2.2.9_mpu6050_list.png
Il est certainement pratique d'acheter un kit complet, voici le lien :
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - Nom
- ARTICLES DANS CE KIT
- LIEN
* - Kit Raphael
- 337
- |link_Raphael_kit|
Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - INTRODUCTION DU COMPOSANT
- LIEN D'ACHAT
* - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
- |link_gpio_board_buy|
* - :ref:`cpn_breadboard`
- |link_breadboard_buy|
* - :ref:`cpn_wires`
- |link_wires_buy|
* - :ref:`cpn_mpu6050`
- |link_mpu6050_buy|
Schéma
---------
Le MPU6050 communique avec le microcontrôleur via l'interface du bus I2C.
Les broches SDA1 et SCL1 doivent être connectées aux broches correspondantes.
.. image:: ../python_pi5/img/2.2.9_mpu6050_schematic.png
Procédures expérimentales
-------------------------
**Étape 1 :** Construisez le circuit.
.. image:: ../python_pi5/img/2.2.9_mpu6050_circuit.png
**Étape 2** : Configurez I2C (voir l'annexe :ref:`i2c_config`. Si vous avez déjà
configuré I2C, passez cette étape.)
**Étape 3 :** Allez dans le dossier du code.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python-pi5
**Étape 4 :** Exécutez le fichier exécutable.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.2.9_mpu6050_zero.py
Lorsque le code est exécuté, l'angle de déviation des axes x et y,
ainsi que l'accélération et la vitesse angulaire de chaque axe lues
par le MPU6050 seront affichés à l'écran après calcul.
.. note::
* Si vous obtenez l'erreur ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, vous devez vous référer à :ref:`i2c_config` pour activer l'I2C.
* Si vous obtenez l'erreur ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, veuillez exécuter ``sudo apt install python3-smbus2``.
* Si l'erreur ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error`` apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou que le module est cassé.
.. warning::
Si vous recevez le message d'erreur ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, veuillez consulter :ref:`faq_soc`
**Code**
.. note::
Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez vous rendre au chemin du code source comme ``raphael-kit/python-pi5``. Après avoir modifié le code, vous pouvez l'exécuter directement pour voir l'effet.
.. raw:: html
.. code-block:: python
import smbus
import math
import time
# Power management registers
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c
def read_byte(adr):
return bus.read_byte_data(address, adr)
def read_word(adr):
high = bus.read_byte_data(address, adr)
low = bus.read_byte_data(address, adr+1)
val = (high << 8) + low
return val
def read_word_2c(adr):
val = read_word(adr)
if (val >= 0x8000):
return -((65535 - val) + 1)
else:
return val
def dist(a,b):
return math.sqrt((a*a)+(b*b))
def get_y_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(x, dist(y,z))
return -math.degrees(radians)
def get_x_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(y, dist(x,z))
return math.degrees(radians)
bus = smbus.SMBus(1) # or bus = smbus.SMBus(1) for Revision 2 boards
address = 0x68 # This is the address value read via the i2cdetect command
# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode
bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
while True:
time.sleep(0.1)
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
print ("gyro_xout : ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131))
print ("gyro_yout : ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131))
print ("gyro_zout : ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131))
accel_xout = read_word_2c(0x3b)
accel_yout = read_word_2c(0x3d)
accel_zout = read_word_2c(0x3f)
accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0
accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0
print ("accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled)
print ("accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled)
print ("accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled)
print ("x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
print ("y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
time.sleep(1)
**Explication du code**
#. Lire les données du capteur envoyées par le MPU6050.
.. code-block:: python
def read_word(adr):
high = bus.read_byte_data(address, adr)
low = bus.read_byte_data(address, adr+1)
val = (high << 8) + low
return val
def read_word_2c(adr):
val = read_word(adr)
if (val >= 0x8000):
return -((65535 - val) + 1)
else:
return val
#. Calculer l'angle de déviation de l'axe y.
.. code-block:: python
def get_y_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(x, dist(y,z))
return -math.degrees(radians)
#. Calculer l'angle de déviation de l'axe x.
.. code-block:: python
def get_x_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(y, dist(x,z))
return math.degrees(radians)
#. Lire les valeurs des axes x, y et z sur le capteur gyroscopique, convertir les métadonnées en valeurs de vitesse angulaire, puis les imprimer.
.. code-block:: python
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
print ("gyro_xout : ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131))
print ("gyro_yout : ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131))
print ("gyro_zout : ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131))
#. Lire les valeurs des axes x, y et z sur le capteur d'accélération, convertir les éléments en valeurs de vitesse accélérée (unité de gravité), et les imprimer.
.. code-block:: python
accel_xout = read_word_2c(0x3b)
accel_yout = read_word_2c(0x3d)
accel_zout = read_word_2c(0x3f)
accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0
accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0
print ("accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled)
print ("accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled)
print ("accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled)
#. Imprimer les angles de déviation des axes x et y.
.. code-block:: python
print ("x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))
print ("y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled))