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2.2.9 MPU6050モジュール

はじめに

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。

../_images/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：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

購入

MPU6050モジュール

購入

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。

../_images/image330.png

実験手順

ステップ1: 回路を作成します。

../_images/image227.png

ステップ2: I2Cを設定します（詳細は付録 I²C 設定 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。

cd ~/raphael-kit/c/2.2.9/

ステップ4: コードをコンパイルします。

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。

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。

注釈

  • エラープロンプト wiringPi.h: No such file or directory がある場合は、 WiringPiのインストールと確認 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、 I²C 設定 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

#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;
}

コード説明

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。

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。

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。

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。

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。

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

../_images/image228.jpeg