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2.2.9 Module MPU6050

Introduction

Le MPU-6050 est le premier et unique 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 qui possèdent ces caractéristiques, y compris les exigences de faible puissance, de faible coût et de haute performance.

Dans cette expérience, utilisez I2C pour obtenir les valeurs du capteur d’accélération à trois axes et du gyroscope à trois axes pour le MPU6050 et les afficher à l’écran.

Composants Nécessaires

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

../_images/list_2.2.6.png

Il est très pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom

ÉLÉMENTS DANS CE KIT

LIEN

Kit Raphael

337

Raphael Kit

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.

INTRODUCTION DES COMPOSANTS

LIEN D’ACHAT

Carte d’extension GPIO

ACHETER

Plaque d’expérimentation (Breadboard)

ACHETER

Fils de Liaison

ACHETER

Module MPU6050

ACHETER

Schéma Électrique

Le MPU6050 communique avec le microcontrôleur via l’interface de bus I2C. Les broches SDA1 et SCL1 doivent être connectées aux broches correspondantes.

../_images/image330.png

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Construire le circuit.

../_images/image227.png

Étape 2 : Configurer l’I2C (voir l’Annexe Configuration I²C. Si vous avez déjà configuré l’I2C, passez cette étape.)

Étape 3 : Aller dans le dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python

Étape 4 : Exécuter le fichier exécutable.

sudo python3 2.2.9_mpu6050.py

Une fois le code exécuté, l’angle de déviation des axes x et y, ainsi que l’accélération et la vitesse angulaire sur chaque axe lus par le MPU6050 seront imprimés 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 Configuration I²C 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 endommagé.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin du code source comme raphael-kit/python. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

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

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

Lire les données du capteur envoyées par le MPU6050.

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 y.

def get_x_rotation(x,y,z):
    radians = math.atan2(y, dist(x,z))
    return math.degrees(radians)

Calculer l’angle de déviation de l’axe x.

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 de gyroscope, convertir les données brutes en valeurs de vitesse angulaire, puis les imprimer.

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)

Lire les valeurs des axes x, y et z sur le capteur d’accélération, convertir les éléments en valeurs de vitesse d’accélération (unité de gravité) et les imprimer.

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))

Imprimer les angles de déviation des axes x et y.

Image du Phénomène

../_images/image228.jpeg