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Lektion 05: Gyroskop- und Beschleunigungsmessermodul (MPU6050)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie den Raspberry Pi mit dem MPU6050 verbinden, einem Sensor, der ein 3-Achsen-Gyroskop und einen Beschleunigungsmesser integriert. Sie werden erfahren, wie man Beschleunigung, Orientierung und Rotation misst. Dieses Projekt bietet praktische Erfahrungen im Lesen von Sensordaten, der Nutzung von Python für die Hardware-Interaktion und dem Verständnis der I2C-Kommunikation. Sie werden auch lernen, kontinuierlich die Beschleunigung in drei Achsen, die Rotationsgeschwindigkeit und die Temperatur vom Sensor zu erfassen. Es ist ein idealer Ausgangspunkt für Anfänger, die sich für Sensoren und Bewegungserfassung mit dem Raspberry Pi interessieren.

Benötigte Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
Gyroskop- und Beschleunigungssensormodul (MPU6050)	KAUFEN

Verkabelung

Code

# Import the mpu6050 class and sleep function from respective modules.
from mpu6050 import mpu6050
from time import sleep

# Initialize the MPU-6050 sensor with the I2C address 0x68.
sensor = mpu6050(0x68)

# Infinite loop to continuously read data from the sensor.
while True:
    # Retrieve accelerometer data from the sensor.
    accel_data = sensor.get_accel_data()
    # Retrieve gyroscope data from the sensor.
    gyro_data = sensor.get_gyro_data()
    # Retrieve temperature data from the sensor.
    temp = sensor.get_temp()

    # Print accelerometer data.
    print("Accelerometer data")
    print("x: " + str(accel_data['x']))
    print("y: " + str(accel_data['y']))
    print("z: " + str(accel_data['z']))

    # Print gyroscope data.
    print("Gyroscope data")
    print("x: " + str(gyro_data['x']))
    print("y: " + str(gyro_data['y']))
    print("z: " + str(gyro_data['z']))

    # Print the temperature in Celsius.
    print("Temp: " + str(temp) + " C")

    # Pause for 0.5 seconds before the next read cycle.
    sleep(0.5)

Code-Analyse

Importanweisungen

Die Klasse mpu6050 wird aus der Bibliothek mpu6050 importiert und die Funktion sleep aus dem Modul time. Diese Importe sind notwendig, um mit dem MPU-6050-Sensor zu interagieren und Verzögerungen im Code einzuführen.

Weitere Informationen zur Bibliothek mpu6050 finden Sie unter m-rtijn/mpu6050.
```
from mpu6050 import mpu6050
from time import sleep
```
Sensorinitialisierung

Eine Instanz der Klasse mpu6050 wird mit der I2C-Adresse 0x68 (der Standardadresse des MPU-6050-Sensors) erstellt. Dieser Schritt initialisiert den Sensor zum Datenlesen.
```
sensor = mpu6050(0x68)
```
Endlosschleife für kontinuierliches Lesen

Eine Endlosschleife (while True) wird verwendet, um kontinuierlich Daten vom Sensor zu lesen. Dies ist eine gängige Praxis bei sensorbasierten Anwendungen, bei denen eine ständige Überwachung erforderlich ist.
```
while True:
```
Sensordaten lesen

Innerhalb der Schleife werden Daten vom Beschleunigungssensor, Gyroskop und Temperatursensor mit den Methoden get_accel_data, get_gyro_data und get_temp der mpu6050-Klasseninstanz gelesen. Diese Methoden geben die Sensordaten in einem benutzerfreundlichen Format zurück.
```
accel_data = sensor.get_accel_data()
gyro_data = sensor.get_gyro_data()
temp = sensor.get_temp()
```

Sensordaten ausgeben

Die abgerufenen Daten werden dann ausgegeben. Die Daten des Beschleunigungssensors und des Gyroskops werden als Dictionary-Werte (x, y, z-Achsen) abgerufen und die Temperatur wird direkt als Celsius-Wert ausgegeben.

print("Accelerometer data")
print("x: " + str(accel_data['x']))
print("y: " + str(accel_data['y']))
print("z: " + str(accel_data['z']))

print("Gyroscope data")
print("x: " + str(gyro_data['x']))
print("y: " + str(gyro_data['y']))
print("z: " + str(gyro_data['z']))

print("Temp: " + str(temp) + " C")

Verzögerung zwischen den Messungen

Schließlich wird eine Verzögerung von einer halben Sekunde mit sleep(0.5) eingeführt. Diese Verzögerung ist wichtig, um zu verhindern, dass der Raspberry Pi mit kontinuierlichen Datenlesungen überlastet wird.
```
sleep(0.5)
```