注釈

こんにちは、SunFounderのRaspberry Pi & Arduino & ESP32愛好家コミュニティへようこそ！Facebook上でRaspberry Pi、Arduino、ESP32についてもっと深く掘り下げ、他の愛好家と交流しましょう。

参加する理由は？

  • エキスパートサポート：コミュニティやチームの助けを借りて、販売後の問題や技術的な課題を解決します。

  • 学び＆共有：ヒントやチュートリアルを交換してスキルを向上させましょう。

  • 独占的なプレビュー：新製品の発表や先行プレビューに早期アクセスしましょう。

  • 特別割引：最新製品の独占割引をお楽しみください。

  • 祭りのプロモーションとギフト：ギフトや祝日のプロモーションに参加しましょう。

👉 私たちと一緒に探索し、創造する準備はできていますか？[ここ]をクリックして今すぐ参加しましょう！

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軸加速度計）です。スマートフォン、タブレット、ウェアラブルセンサーに必要な低消費電力、低コスト、高性能な特性を備えています。

この実験では、I2Cを使用してMPU6050の三軸加速度センサーと三軸ジャイロスコープの値を取得し、それらを画面に表示します。

必要な部品

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

../_images/list_2.2.6.png

一式を購入するのが非常に便利です、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も購入できます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

購入

ブレッドボード

購入

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： 回路を組む。

../_images/image227.png

ステップ2： I2Cの設定を行う（詳細は付録 I²C 設定 を参照。既に設定している場合はこのステップをスキップします。）

ステップ3： コードのフォルダに移動する。

cd ~/raphael-kit/python

ステップ4： 実行可能なファイルを実行する。

sudo python3 2.2.9_mpu6050.py

コードを実行すると、MPU6050で読み取った各軸の加速度、角速度、およびx軸とy軸の偏角が計算された後に画面に表示されます。

注釈

  • エラー FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1' が出た場合は、 I²C 設定 を参照してI2Cを有効にしてください。

  • エラー ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2' が出た場合は、 sudo apt install python3-smbus2 を実行してください。

  • エラー OSError: [Errno 121] Remote I/O error が出た場合、モジュールの配線が間違っているか、モジュール自体が壊れています。

コード

注釈

コードは以下で 編集/リセット/コピー/実行/停止 できます。ただし、それを行う前にソースコードのパスに移動する必要があります。例： raphael-kit/python 。コードを変更した後、直接実行して効果を確認できます。

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)

コード説明

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

MPU6050から送られてくるセンサデータを読み込む。

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

Y軸のたわみ角を計算する。

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

X軸のたわみ角を計算する。

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))

加速度センサー上のx軸、y軸、z軸の値を読み取り、それらの要素を加速度値（重力単位）に変換して印刷します。

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)

加速度センサー上のx軸、y軸、z軸の値を読み取り、それらの要素を加速度値（重力単位）に変換して印刷します。

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))

x軸およびy軸の偏角を印刷します。

現象の画像

../_images/image228.jpeg