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レッスン05: ジャイロスコープ＆加速度計モジュール (MPU6050)

このレッスンでは、Raspberry Piと3軸ジャイロスコープと加速度計を統合したセンサーであるMPU6050のインターフェース方法を学びます。加速度、方向、および回転を測定する方法を探ります。このプロジェクトでは、センサーデータの読み取り、ハードウェアとの対話にPythonを使用する方法、およびI2C通信の基本を理解するための実践的な経験を提供します。また、センサーから三軸の加速度、回転速度、および温度を継続的に取得する方法も学びます。Raspberry Piを使用したセンサーとモーショントラッキングに興味のある初心者にとって理想的なスタートポイントです。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式揃ったキットを購入すると便利です。リンクはこちら:

Name

ITEMS IN THIS KIT

LINK

Universal Maker Sensor Kit

94

Universal Maker Sensor Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction

Purchase Link

Raspberry Pi 5

-

ジャイロスコープ & 加速度センサーモジュール (MPU6050)

購入

配線

../_images/Lesson_05_mpu6050_pi_bb.png

コード

  # 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)

コード解析

  1. インポート文

    mpu6050``クラスは ``mpu6050 ライブラリからインポートされ、 sleep 関数は time モジュールからインポートされます。これらのインポートは、MPU-6050センサーとの対話とコード内での遅延を導入するために必要です。

    ``mpu6050``ライブラリの詳細については、|link_mpu6050_python_driver|をご覧ください。

    from mpu6050 import mpu6050
from time import sleep

  2. センサーの初期化

    I2Cアドレス0x68（MPU-6050センサーのデフォルトアドレス）で mpu6050 クラスのインスタンスを作成します。このステップでセンサーがデータ読み取りのために初期化されます。

    sensor = mpu6050(0x68)

  3. 連続読み取りのための無限ループ

    無限ループ（ while True ）を使用して、センサーから継続的にデータを読み取ります。これは、常に監視が必要なセンサーアプリケーションで一般的な手法です。

    while True:

  4. センサーデータの読み取り

    ループ内で、 mpu6050 クラスのインスタンスの get_accel_data 、 get_gyro_data 、および get_temp メソッドを使用して加速度計、ジャイロスコープ、および温度センサーからデータを読み取ります。これらのメソッドは、ユーザーフレンドリーな形式でセンサーデータを返します。

    accel_data = sensor.get_accel_data()
gyro_data = sensor.get_gyro_data()
temp = sensor.get_temp()

  5. センサーデータの表示

    取得したデータを出力します。加速度計とジャイロスコープのデータは辞書値（x, y, z軸）としてアクセスされ、温度は摂氏値として直接出力されます。

    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")

  6. 読み取り間の遅延

    最後に、 sleep(0.5) を使用して0.5秒の遅延が導入されます。この遅延は、Raspberry Piが継続的なデータ読み取りで過負荷になるのを防ぐために重要です。

    sleep(0.5)