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.. _2.2.9_c_pi5:
2.2.9 MPU6050モジュール
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はじめに
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MPU-6050は、世界初かつ唯一の6軸モーショントラッキングデバイス（3軸ジャイロスコープおよび3軸加速度センサー）で、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルセンサー向けに設計されています。これらの特性、低消費電力、低コスト、高性能の要件を含みます。
この実験では、I2Cを使用してMPU6050の三軸加速センサーと三軸ジャイロスコープの値を取得し、画面に表示します。
必要な部品
------------------------------
このプロジェクトで必要なコンポーネントは以下の通りです。
.. image:: ../img/list_2.2.6.png
全体キットを購入するのは確かに便利です。リンクはこちら：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから個別に購入することもできます。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :ref:`cpn_gpio_board`
- |link_gpio_board_buy|
* - :ref:`cpn_breadboard`
- |link_breadboard_buy|
* - :ref:`cpn_wires`
- |link_wires_buy|
* - :ref:`cpn_mpu6050`
- |link_mpu6050_buy|
回路図
-----------------
MPU6050は、I2Cバスインターフェースを介してマイクロコントローラーと通信します。SDA1とSCL1は、対応するピンに接続する必要があります。
.. image:: ../img/image330.png
実験手順
----------------------------------
**ステップ1:** 回路を作成します。
.. image:: ../img/image227.png
**ステップ2**: I2Cを設定します（詳細は付録 :ref:`i2c_config` を参照してください。すでにI2Cを設定している場合は、この手順をスキップします。）
**ステップ3:** コードのフォルダに移動します。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/
**ステップ4:** コードをコンパイルします。
.. raw:: html
.. code-block::
gcc 2.2.9_mpu6050.c -lwiringPi -lm
**ステップ5:** 実行可能ファイルを実行します。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./a.out
コードを実行すると、MPU6050で読み取ったx軸、y軸の偏角、各軸上の加速度と角速度が計算されて画面に表示されます。
.. note::
* エラープロンプト ``wiringPi.h: No such file or directory`` がある場合は、 :ref:`install_wiringpi_pi5` を参照してください。
* ``Unable to open I2C device: No such file or directory`` エラーが発生した場合は、 :ref:`i2c_config` を参照してI2Cを有効にし、配線が正しいか確認する必要があります。
**コード**
.. code-block:: c
#include
#include
#include
#include
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;
}
**コード説明**
.. code-block:: c
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;
}
MPU6050から送信されるセンサーデータを読み取ります。
.. code-block:: c
double get_y_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(x, dist(y, z));
return -(radians * (180.0 / M_PI));
}
Y軸上の偏角を取得します。
.. code-block:: c
double get_x_rotation(double x, double y, double z)
{
double radians;
radians = atan2(y, dist(x, z));
return (radians * (180.0 / M_PI));
}
X軸の偏角を計算します。
.. code-block:: c
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);
ジャイロスコープセンサーのx軸、y軸、z軸の値を読み取り、
メタデータを角速度の値に変換して、それらを出力します。
.. code-block:: c
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);
加速度センサーのx軸、y軸、z軸の値を読み取り、
メタデータを加速度の値（重力単位）に変換して、それらを出力します。
.. code-block:: c
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));
x軸とy軸の偏角を出力します。
現象の画像
------------------
.. image:: ../img/image228.jpeg